C++中的仿函数有点难，这篇文章却讲的通俗易懂！

零、小序

仿函数是C++中一个强大的解决问题的手段，对于初学者来说这个词可能比较陌生，但是如果你学习过C++的STL，你可能对这个词就不陌生了，也或许你已经在使用C++中预定义的默认仿函数只是你不知道它而已。下面这篇文章就为你揭开仿函数的神秘面纱，也希望通过这篇文章的学习，能够帮助你提高工作的效率。

一、仿函数介绍

1、仿函数概念

仿函数是定义了一个含有operator()成员函数的对象，可以视为一个一般的函数，只不过这个函数功能是在一个类中的运算符operator()中实现，是一个函数对象，它将函数作为参数传递的方式来使用。

2、仿函数的优缺点

优点：
1）仿函数比函数指针的执行速度快，函数指针时通过地址调用，而仿函数是对运算符operator进行自定义来提高调用的效率。
2）仿函数比一般函数灵活，可以同时拥有两个不同的状态实体，一般函数不具备此种功能。
3）仿函数可以作为模板参数使用，因为每个仿函数都拥有自己的类型。
缺点：
1）需要单独实现一个类。
2）定义形式比较复杂。

3、仿函数作用

仿函数通常有下面四个作用：
1）作为排序规则，在一些特殊情况下排序是不能直接使用运算符<或者>时，可以使用仿函数。
2）作为判别式使用，即返回值为bool类型。
3）同时拥有多种内部状态，比如返回一个值得同时并累加。
4）作为算法for_each的返回值使用。

二、仿函数使用代码示例

1、仿函数作为排序规则示例

// functionObject.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

#include <iostream>
#include <string>
#include <set>

using namespace std;

// 学生的名字和分数
class Student
{
public:
    string getName()
    {
        return m_name;
    };

    int getScore()
    {
        return m_score;
    }

public:
    string m_name;
    int m_score;;
};

// 根据学生的名字进行排序
class StudentSortRule
{
public:
    bool operator()(Student S1, Student S2)
    {
        return (S1.getName() < S2.getName());
    };
};

int main()
{
    cout << "----------------仿函数作为排序规则使用--------------" << endl;
    typedef set<Student, StudentSortRule> StudentSet;
    StudentSet stuSet;
    stuSet.clear();
    Student stuJack;
    stuJack.m_name = "Jack";
    stuJack.m_score = 80;

    Student stuToby;
    stuToby.m_name = "Toby";
    stuToby.m_score = 90;

    Student stuISmileLi;
    stuISmileLi.m_name = "ISmileLi";
    stuISmileLi.m_score = 100;

    // 插入数值
    stuSet.insert(stuJack);
    stuSet.insert(stuToby);
    stuSet.insert(stuISmileLi);

    // 打印查看
    StudentSet::iterator iter;
    for (iter=stuSet.begin(); iter!=stuSet.end(); iter++)
    {
        cout << "Name: " << (*iter).m_name << "Score: " << (*iter).m_score << endl;
    }

    std::cout << "Hello World!n";
    getchar();
}

运行结果：

2、作为判别式示例

// functionBool.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <list>
using namespace std;

// 删除符合条件的数值
class RmNum 
{
private:
    int m_num;
    int m_count;

public:
    RmNum(int n) :m_num(n), m_count(0)
    {
    }

    bool operator()(int)
    {    
        return ++m_count == m_num;
    }
};

// 打印
void myPrintf(list<int>& lt)
{
    list<int>::iterator it;
    for (it = lt.begin(); it != lt.end(); it++)
    {
        cout << *it << "  ";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    cout << "----------------仿函数作为判别式使用--------------" << endl;
    cout << "----------------list中插入数值--------------" << endl;
    list<int> tmpList;
    for (int i = 0; i < 9; i++)
    {
        tmpList.emplace_back(i);
    }
    cout << "----------------打印list中插入的数值--------------" << endl;
    myPrintf(tmpList);

    cout << "----------------删除list中符合条件的数值--------------" << endl;
    list<int>::iterator pos;
    pos = remove_if(tmpList.begin(), tmpList.end(), RmNum(2));
    tmpList.erase(pos, tmpList.end());
    cout << "----------------打印删除后list中的数值--------------" << endl;
    myPrintf(tmpList);
    std::cout << "Hello World!n";
    getchar();
}

运行结果：

3、拥有内部状态示例

// functionState.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <list>

using namespace std;



class mySequence
{
private:
    int m_value;

public:
    mySequence(int ivalue) :m_value(ivalue)
    {
    }

    int operator()()
    {
        return m_value++;
    }
};

void myPrintf(list<int>& lt)
{
    list<int>::iterator it;
    for (it = lt.begin(); it != lt.end(); it++)
    {
        cout << *it << " , ";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    cout << "----------------仿函数拥有内部状态--------------" << endl;
    cout << "----------------list中插入数值--------------" << endl;
    list<int> tmpList;
    cout << "----------------从1开始序列化list--------------" << endl;
    generate_n(back_inserter(tmpList), 9, mySequence(1));
    myPrintf(tmpList);
    cout << "----------------从10开始序列化list--------------" << endl;
    generate(tmpList.begin(), tmpList.end(), mySequence(10));
    myPrintf(tmpList);
    std::cout << "Hello World!n";
    getchar();
}

运行结果：

4、作为算法for_each的返回值示例

// functionForEach.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

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

using namespace std;

class AverageValue 
{
private:
    int m_num;
    int m_sum;

public:
    AverageValue() :m_num(0), m_sum(0)
    {

    }

    void operator()(int elem)
    {
        m_num++;
        m_sum += elem;
    }

    double value()
    {
        return static_cast<double>(m_sum*1.0 / m_num);
    }
};

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

int main()
{
    cout << "----------------仿函数作为算法for_each的返回值使用--------------" << endl;

    vector<int> tmpVector;
    cout << "----------------vector中插入数值--------------" << endl;
    for (int i=0; i<10; i++)
    {
        tmpVector.emplace_back(i);
    }
    cout << "----------------打印vector中插入的数值--------------" << endl;
    myPrintf(tmpVector);

    cout << "----------------打印vector中插入的数值--------------" << endl;
    AverageValue averValue = for_each(tmpVector.begin(), tmpVector.end(), AverageValue());
    cout << "AverageValue: " << averValue.value() << endl;

    std::cout << "Hello World!n";
    getchar();
}

运行结果：

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