STL 仿函数（函数对象）

定义

• 仿函数(functor):一种具有函数性质的对象。
• 仿函数在C++中的新名称为函数对象（function object）。
  
  仿函数类对象像函数一样被调用，调用仿函数类对象时，实际调用的是仿函数类中重载的operator()函数。
  
  仿函数的主要用途是搭配STL算法。

应用

STL的算法通常定义两个版本：

一种实现常用的功能，采用默认的处理方法。

另一种提供泛化能力，允许用户指定算法的比较准则，或者指定算法对容器中元素施加的“操作“等。这里的比较准则是算法中的一个模板参数。

如STL中的search算法提供的两个版本：

默认版本：

template <class _ForwardIter1, class _ForwardIter2>
_ForwardIter1 search(_ForwardIter1 __first1, _ForwardIter1 __last1,
                     _ForwardIter2 __first2, _ForwardIter2 __last2)

指定比较方法的版本：

template <class _ForwardIter1, class _ForwardIter2, class _BinaryPred>
_ForwardIter1 search(_ForwardIter1 __first1, _ForwardIter1 __last1,
                     _ForwardIter2 __first2, _ForwardIter2 __last2,
                     _BinaryPred  __predicate)

可以看到，指定比较方法版本的模板参数中多了一个谓词模板_BinaryPred，用于指定元素比较的准则。而默认版本采用=操作符判断是否相等。

指定操作有多种方法：

• 通常可以通过定义函数，并将函数指针作为参数传递给算法。
• 也可以定义类，并在类中重载operator()函数，使得该类成为一个仿函数类。
• 使用Lambda匿名函数（C++11起）。
• 通用多态函数封装器std::function（C++11起）。
  
  仿函数的两种用法：

#include<iostream>
#include<functional>

using namespace std;

int main(){
    greater<int> ig;
    cout<<boolalpha<<ig(3,5)<<endl;                //a
    cout<<boolalpha<<greater<int>()(5,3)<<endl;    //b

	return 0;
}

a行是通过Functor对象后加()与参数，调用Functor中重载的operator()函数中定义的功能。

b行通过在Functor类后接(),调用Functor类的构造函数，生成一个临时的function object，并对这个临时对象调用operator().

编译运行程序，得到的结果是：

false
true

STL内键的仿函数定义于functional头文件中，主要分为以下几类：

graph LR
functor --- 操作数
functor --- 功能
操作数 --- 一元
操作数 --- 二元
一元 --- negate
二元 --- Arithmetic...

功能 --- 算术Arithmetic
功能 --- 关系Relation
功能 --- 逻辑Logical
算术Arithmetic --- plus
算术Arithmetic --- minus
算术Arithmetic --- multiplies
算术Arithmetic --- divides
算术Arithmetic --- modulus
算术Arithmetic --- negate
关系Relation --- equal_to
关系Relation --- not_equal_to
关系Relation --- greater
关系Relation --- greater_equal
关系Relation --- less
关系Relation --- less_equal
逻辑Logical --- logical_and
逻辑Logical --- logical_or
逻辑Logical --- logical_not