C++中的仿函数functor

引子

先考虑一个简单的例子：假设有一个vector<string>，你的任务是统计长度小于5的string的个数，如果使用count_if函数的话，你的代码：

bool LessThan5Function(const string& str) {//寻找长度小于5的字符串return str.length() < 5;
}void test() {vector<string> sVec{ "sadaw","srfafas","12" };int count = count_if(sVec.begin(), sVec.end(), LessThan5Function);//寻找容器中长度小于5的字符串的数量
}

在这里count_if函数的第三个参数是一个函数指针，返回一个bool类型的值。一般的，如果需要指定这个长度len作为参数传入的话，我们可能将函数写成这样：

bool LessThan5Function(const string& str,size_t len) {//寻找长度小于5的字符串return str.length() < len;
}

这个函数看起来比前面一个版本看起来OK，因为更加具有可操作性，但是他不能满足这个泛型函数count_if的参数要求：count_if要求的函数是unary function（仅带有一个参数的函数）。

我们如何才能在只能传入一个参数的情况下使用这个count_if,并且指定自己想要的参数，而且，不需要改变这个函数本身，比如如果我们要小于7的字符串数量，就得将传入的函数写成这样的话，正常人都会崩溃的

bool LessThan7Function(const string& str) {return str.length() < 7;
}

一般这种情况怎么办？

我们应该会想到用一个全局变量

int maxLength = 5;
bool LessThan5Function(const string& str) {//寻找长度小于5的字符串return str.length() < maxLength;
}

但是全局变量的缺点相信大家都很清楚：

污染命名空间（多人协同，冲突）
每次修改功能还是需要去修改这个全局变量
不具有重复使用的功能（比如多个要用到这个函数指针的泛函数）

所以，说了这么多，我们需要的是一个什么东西呢？

我们需要一个能够实现函数功能，并且可以携带我们需要的数据（比如上面的字符串长度），最后最重要的：不会因为多个人同时使用，而造成功能冲突和混乱，的这样的一个东西

这就是我将要介绍的仿函数：

仿函数

借用一下百度百科的解释：

仿函数(functor)，就是使一个类的使用看上去像一个函数。其实现就是在类中实现一个operator()，这个类就有了类似函数的行为，就是一个仿函数类了。

将上面的那个函数，用仿函数的方式改写了之后是什么样子？

class LessThan5Functor {
public:bool operator ()(const string& str) {//寻找长度小于5的字符串return str.length() < 5;}
};

就是一个简单的operator ()操作符的重写，但是仿函数和上面的函数指针不同的一点就是：它是一个对象

什么意思呢？

就是这是一个可以被实例化的、具有内存的、可存储数据的实体

想一下，上面的函数指针，我们想要携带数据进入那个count_if是多么的麻烦和不具有普适性，而仿函数的出现，就是为了兼容STL的标准

仿函数的使用

int main()
{greater<int > gt;cout << gt(1, 2) << endl;//false;   (1)cout << greater<int >()(6, 4) << endl;//true;    (2)system("pause");return 0;
}

上面的代码，就是一个仿函数的使用例子，我们定义了一个greater<int>的对象gt,(1) 中gt(1, 2)就是直接调用了greater<int> gt的的operator ()函数

而(2)是定义了一个greater<int>的局部变量，然后调用其operator ()函数，在(2)的这行代码结束后，这个greater<int>的局部变量就被回收了（临时对象）

善用仿函数的成员变量

针对最开始我们说的多个参数问题，我们可以如何解决呢？

int count = count_if(sVec.begin(), sVec.end(), LessThan5Functor);//寻找容器中长度小于5的字符串的数量

我们可以传入一个LessThanLenFunctor的仿函数对象作为参数，这个对象内部保存了长度信息，LessThanLenFunctor的对象实现如下：

class LessThanLenFunctor {
public:bool operator ()(const string& str) {//寻找长度小于5的字符串return str.length() < len;}LessThanLenFunctor(int l):len(l) {}
private:int len ;
};

这样我们就避免了使用全局变量的那几个问题，而且，非常优雅且有用，我们如何去使用这个仿函数呢？

如下，假设我们想查找长度小于3的字符串：

void test() {vector<string> sVec{ "sadaw","srfafas","12" };int count = count_if(sVec.begin(), sVec.end(), LessThanLenFunctor(3));//寻找容器中长度小于3的字符串的数量
}

我们只需要传入一个内部成员变量len为3的仿函数对象就行了，无论长度如何变化，有多少人要使用多少个不同的仿函数，你的仿函数的功能都不会发生变化

它既能像普通函数一样传入给定数量的参数（一个或者多个），还能存储我们需要的控制信息