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函數對象與謂詞

更新於 2023-10-05約 3 分鐘閱讀

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1.STL- 函數對象

1.1.函數對象

1.1.1.函數對象概念

概念：

重載函數調用操作符的類，其對象常稱為函數對象
函數對象使用重載的()時，行為類似函數調用，也叫仿函數

本質：

函數對象(仿函數)是一個類，不是一個函數

1.1.2.函數對象使用

特點：

函數對象在使用時，可以像普通函數那樣調用, 可以有參數，可以有返回值
函數對象超出普通函數的概念，函數對象可以有自己的狀態
函數對象可以作為參數傳遞

示例:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

//1、函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用, 可以有参数，可以有返回值
class MyAdd
{
public :
	int operator()(int v1,int v2)
	{
		return v1 + v2;
	}
};

void test01()
{
	MyAdd myAdd;
	cout << myAdd(10, 10) << endl;
}

//2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
public:
	MyPrint()
	{
		count = 0;
	}
	void operator()(string test)
	{
		cout << test << endl;
		count++; //统计使用次数
	}

	int count; //内部自己的状态
};
void test02()
{
	MyPrint myPrint;
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	myPrint("hello world");
	cout << "myPrint调用次数为： " << myPrint.count << endl;
}

//3、函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint &mp , string test)
{
	mp(test);
}

void test03()
{
	MyPrint myPrint;
	doPrint(myPrint, "Hello C++");
}

int main() {

	//test01();
	//test02();
	test03();


	return 0;
}

運行結果：

Hello C++

總結：

仿函數寫法非常靈活，可以作為參數進行傳遞。

1.2.謂詞

1.2.1.謂詞概念

概念：

返回bool類型的仿函數稱為謂詞
如果operator()接受一個參數，那麼叫做一元謂詞
如果operator()接受兩個參數，那麼叫做二元謂詞

1.2.2.一元謂詞

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

//1.一元谓词
struct GreaterFive{
	bool operator()(int val) {
		return val > 5;
	}
};

void test01() {

	vector<int> v;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		v.push_back(i);
	}

	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
	if (it == v.end()) {
		cout << "没找到!" << endl;
	}
	else {
		cout << "找到:" << *it << endl;
	}

}

int main() {

	test01();


	return 0;
}

運行結果：

找到:6

總結：參數只有一個的謂詞，稱為一元謂詞

1.2.3.二元謂詞

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

//二元谓词
class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int num1, int num2)
	{
		return num1 > num2;
	}
};

void test01()
{
	vector<int> v;
	v.push_back(10);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);

	//默认从小到大
	sort(v.begin(), v.end());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << "----------------------------" << endl;

	//使用函数对象改变算法策略，排序从大到小
	sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();


	return 0;
}

運行結果：

10 20 30 40 50
----------------------------
50 40 30 20 10

總結：參數只有兩個的謂詞，稱為二元謂詞

1.3.內建函數對象

1.3.1.內建函數對象意義

概念：

STL內建了一些函數對象

分類:

算術仿函數
關係仿函數
邏輯仿函數

用法：

這些仿函數所產生的對象，用法和一般函數完全相同
使用內建函數對象，需要引入頭文件 #include<functional>

1.3.2.算術仿函數

功能描述：

實現四則運算
其中negate是一元運算，其他都是二元運算

仿函數原型：

template<class T> T plus<T> //加法仿函數
template<class T> T minus<T> //減法仿函數
template<class T> T multiplies<T> //乘法仿函數
template<class T> T divides<T> //除法仿函數
template<class T> T modulus<T> //取模仿函數
template<class T> T negate<T> //取反仿函數

示例：

#include <iostream>
#include <functional>

using namespace std;

//negate
void test01()
{
	negate<int> n;
	cout << n(50) << endl;
}

//plus
void test02()
{
	plus<int> p;
	cout << p(10, 20) << endl;
}

int main() {

	test01();
	test02();


	return 0;
}

運行結果：

-50
30

總結：使用內建函數對象時，需要引入頭文件 #include <functional>

1.3.3.關係仿函數

功能描述：

實現關係對比

仿函數原型：

template<class T> bool equal_to<T> //等於
template<class T> bool not_equal_to<T> //不等於
template<class T> bool greater<T> //大於
template<class T> bool greater_equal<T> //大於等於
template<class T> bool less<T> //小於
template<class T> bool less_equal<T> //小於等於

示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

class MyCompare
{
public:
	bool operator()(int v1,int v2)
	{
		return v1 > v2;
	}
};
void test01()
{
	vector<int> v;

	v.push_back(10);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(40);
	v.push_back(20);

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

	//自己实现仿函数
	//sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
	//STL内建仿函数  大于仿函数
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());

	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();


	return 0;
}

運行結果：

10 30 50 40 20
50 40 30 20 10

總結：關係仿函數中最常用的就是greater<>大於

1.3.4.邏輯仿函數

功能描述：

實現邏輯運算

函數原型：

template<class T> bool logical_and<T> //邏輯與
template<class T> bool logical_or<T> //邏輯或
template<class T> bool logical_not<T> //邏輯非

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <functional>
#include <algorithm>

using namespace std;

void test01()
{
	vector<bool> v;
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);
	v.push_back(true);
	v.push_back(false);

	for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;

	//逻辑非  将v容器搬运到v2中，并执行逻辑非运算
	vector<bool> v2;
	v2.resize(v.size());
	transform(v.begin(), v.end(),  v2.begin(), logical_not<bool>());
	for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
	{
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main() {

	test01();


	return 0;
}

運行結果：

1 0 1 0
0 1 0 1

總結：邏輯仿函數實際應用較少，瞭解即可