C++学习笔记（二十九）

在完成对C语言的学习后，我最近开始了对C++和Java的学习，目前跟着视频学习了一些语法，也跟着敲了一些代码，有了一定的掌握程度。现在将跟着视频做的笔记进行整理。本篇博客是整理C++知识点的第二十九篇博客。

本篇博客介绍了C++的函数对象。

本系列博客所有C++代码都在Visual Studio 2022环境下编译运行。程序为64位。

目录

函数对象

函数对象概念

函数对象使用

谓词

算术仿函数

关系仿函数

逻辑仿函数

---

函数对象

函数对象概念

重载函数调用操作符的类，其对象常称为函数对象。函数对象使用重载的()时，行为类似于函数调用，也称为仿函数。函数对象是一个类，不是一个函数。

函数对象使用

函数对象在使用时，可以像普通函数那样调用，可以有参数，也可以有返回值。

函数对象可以有自己的状态，也可以作为参数传递。

#include
using namespace std;
class test
{
public:
	int operator()(int a, int b) {
		return a + b;
	}
};
int main(void)
{
	test t;
	cout << t(10, 15) << endl;
	return 0;
}

程序的输出是：

25

#include
#include
using namespace std;
class test
{
public:
	int time;
	test() {
		time = 0;
	}
	void operator() (string str) {
		cout << str << endl;
		time += 1;
	}
};
 
int main(void)
{
	test t;
	t("Hello C++");
	t("Hello C++");
	t("Hello C++");
	t("Hello C++");
	t("Hello C++");
	cout << t.time << endl;
	return 0;
}

test类有成员变量time，构造函数将time的值定为0。重载()接受一个string参数，将其输出，同时time加一。main函数创建了一个test类对象t，调用()五次，并输出随后time的值。

程序的输出是：

Hello C++
Hello C++
Hello C++
Hello C++
Hello C++
5

time统计了调用()的次数。

#include
#include
using namespace std;
class test
{
public:
	void operator() (string s) {
		cout << s << endl;
	}
};
 
void dotest(test& t)
{
	t("Hello C++");
}
int main(void)
{
	test t;
	dotest(t);
	return 0;
}

test类重载了()。main函数创建了一个test类对象t，并将其作为参数传递给dotest函数。dotest函数调用参数的()。

程序的输出是：

Hello C++

谓词

返回bool类型的仿函数称为谓词。如果接受一个参数，就叫做一元谓词，如果接受两个参数，就叫二元谓词。

#include
#include
#include
using namespace std;
class test
{
public:
	bool operator()(int num) {
		return num > 5;
	}
};
 
int main(void)
{
	vector<int> v;
	int i;
	for (i = 1; i <= 10; i += 1) {
		v.push_back(i);
	}
 
	vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), test());
	if (it == v.end()) {
		cout << "Not found" << endl;
	}
	else {
		cout << "Have found " << *it << endl;
	}
	return 0;
}

test函数重载了()，返回参数是否大于5，大于为true，否则为false。main函数创建了一个vector容器，加入1至10。随后使用了find_if算法，该算法在此处返回大于5的第一个元素的迭代器（没有就是.end，但是本例很显然是有的，这个算法后面详细介绍）。随后判断是否找到，找到还会输出其指向元素。

程序的输出是：

Have found 6

#include
#include
#include
using namespace std;
class test
{
public:
	bool operator()(int a, int b) {
		return a > b;
	}
};
 
int main(void)
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(40);
	v.push_back(30);
	v.push_back(50);
	v.push_back(10);
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it += 1) {
		cout << *it << "   ";
 	}
	cout << endl;
 
	sort(v.begin(), v.end(), test());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it += 1) {
		cout << *it << "   ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

test类重载了()，判断两个参数的大小关系。vector容器加入了五个int类型常量，随后使用了sort进行排序，排序时第三个参数就是test()，因此会降序排序。

程序的输出是：

20   40   30   50   10
50   40   30   20   10

算术仿函数

STL内建了一些函数对象，分为算术仿函数，关系仿函数和逻辑仿函数。这些仿函数产生的对象，用法和一般函数完全相同。使用这些函数对象需要包含头文件functional。

算术仿函数实现四则运算，其中negate是一元运算，其他都是二元运算。

template T plus 是加法仿函数。

template T minus是减法仿函数。

template T multiplies是乘法仿函数。

template T divides是除法仿函数。

template T modulus是取模仿函数。

template T negate是取反仿函数。

#include
#include
using namespace std;
int main(void)
{
	plus<int> p;
	cout << p(10, 15) << endl;
	minus<int> m1;
	cout << m1(20, 12) << endl;
	multiplies<int> m2;
	cout << m2(6, 8) << endl;
	divides<int> d;
	cout << d(20, 7) << endl;
 
	modulus<int> m3;
	cout << m3(20,7) << endl;
	negate<int> n;
	cout << n(10) << endl;
	return 0;
}

程序的输出是：

25
8
48
2
6
-10
 

关系仿函数

关系仿函数用于实现关系对比。

template bool equal_to是等于仿函数。

template bool not_equal_to是不等于仿函数。

template bool greater是大于仿函数。

template bool greater_equal是大于等于仿函数。

template bool less是小于仿函数。

template bool less_equal是小于等于仿函数。

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main(void)
{
	vector<int> v;
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);
	v.push_back(10);
	v.push_back(50);
	sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it < v.end(); it += 1) {
		cout << *it << "   ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

sort的第三个参数是greater，因此会进行降序排序。

程序的输出是：

50   40   30   20   10

#include
#include
using namespace std;
int main(void)
{
	equal_to<int> et;
	cout << et(10, 20) << endl;
	cout << et(10, 10) << endl;
	not_equal_to<int> net;
	cout << net(10, 20) << endl;
	cout << net(10, 10) << endl;
 
	greater<int> g;
	cout << g(10, 0) << endl;
	cout << g(10, 10) << endl;
	cout << g(10, 15) << endl;
	greater_equal<int> ge;
	cout << ge(10, 0) << endl;
	cout << ge(10, 10) << endl;
	cout << ge(10, 15) << endl;
 
	less<int> l;
	cout << l(10, 0) << endl;
	cout << l(10, 10) << endl;
	cout << l(10, 15) << endl;
 
	less_equal<int> le;
	cout << le(10, 0) << endl;
	cout << le(10, 10) << endl;
	cout << le(10, 15) << endl;
	return 0;
}

程序的输出是：

0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
 

逻辑仿函数

逻辑仿函数用于实现逻辑运算。

template bool logical_and是逻辑与仿函数。

template bool logical_or是逻辑或仿函数。

template bool logical_not是逻辑非仿函数。

#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main(void)
{
	vector<bool> v1;
	v1.push_back(true);
	v1.push_back(false);
	v1.push_back(true);
	v1.push_back(false);
 
	for (vector<bool>::iterator it = v1.begin(); it != v1.end(); ++it) {
		cout << *it << "   ";
	}
	cout << endl;
 
	vector<bool> v2;
	v2.resize(v1.size());
	transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), logical_not<bool>());
	for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); ++it) {
		cout << *it << "   ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

transform将v1的每个元素进行逻辑反运算后赋给v2，此算法后面介绍。

程序的输出是：

1   0   1   0
0   1   0   1