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。
概念与作用
有些时候,我们在写代码时会发现,某些功能实现的代码会不断的在不同的成员函数中用到,可又不好将这些代码独立出来成为类的一个成员函数,但又很想复用这些代码。写一个公共的函数是一个解决方法,不过函数用到的一些变量,就可能成为公共的全局变量。而且为了复用这么一片代码,就要单立出一个函数,也不好维护,这时就可以用仿函数了。写一个简单类,除了那些维护一个
类的成员函数外,就只是实现一个
operator(),在类实例化时,就将要用的,非参数的元素传入类中。这样就免去了对一些公共变量全局化的维护。同时,又可以使那些代码独立出来,以便下次复用。而且,这些仿函数还可以用关联、聚合、依赖的类之间的关系,与用到他们的类组合在一起,这样有利于资源的管理(这点可能是它相对于函数最显著的优点了)。如果再配合上模板技术和policy编程思想,就更是威力无穷了,大家可以慢慢的体会。
有时仿函数的使用是为了函数拥有类的性质,以达到安全传递函数指针,依据函数生成对象,甚至是让函数之间有继承关系,对函数进行运算和操作的效果。比如set就使用了仿函数less ,而less继承的binary_function,就可以看作是对于一类函数的总体声明了,这是函数做不到的。
仿函数还给出了static的替代方案,函数内的静态变量可以改成类的私有成员,这样可以明确地在析构函数中清除所用的内容,如果用到了指针,那么这个是不错的选择。有人说这样的类已经不是仿函数了,但其实,封装后从外界观察,可以明显地发现,它依然有函数的性质。
面向对象能够减少代码的耦合性,同样仿函数也沾了class的光。比如,一个dfs()函数,调用的时候要传入位置、深度两个值。从外部观察,dfs(x,1)的语句中,1的意义并不明确,从实际来讲,也的确没有传入的必要,甚至可能导致错误。
一般的解决方案有这样几种:
1、void dfs(int x,int deep=1){...}这样的话,虽然dfs(x)变成了可用语句,但你不能要求每个调用它的人都只传一个参。如果有人写dfs(x,-9999),可能会导致运行错误。
2、void dfs2(int x,int deep){}void dfs(int x){dfs2(x,1);}同样dfs(x)也是可用的,但是如果另一个使用者并不知道dfs与dfs2的区别,写了dfs2(x,-1)还是有风险
3、namespace 某个名字{void dfs2(int x,int deep){...}}void dfs(int x){某个名字::dfs2(x,1);}这样已经不错了,但是namespace的意义不明,其它使用者看到大纲估计会在心中把你千刀万剐。
4、使用仿函数,把dfs()写成仿函数,把2中的dfs2变成它的私有成员函数,这样不会有意义不明的东西出现,也能实现安全调用,从外部看,这就是一个可以“生活自理”、有“独立意识”函数了。
编程语言中范例
C
C语言使用
函数指针和
回调函数来实现仿函数,例如一个用来排序的函数可以这样使用仿函数
C++
在C++里,我们通过在一个类中
重载括号
运算符的方法使用一个
函数对象而不是一个普通函数。
C#
C#是通过委托(
delegate)来实现仿函数的。
Java
Java中的仿函数是通过实现包含单个函数的接口实现的
实际应用C++
这里放一下输出,这样的安排主要是为了突出代码效果
LL:12341231234123 int:15
char:a char*(/string):abc d abc
double:1.500000 double[int]:10.1235
>>> prt(st(12,31));
[12,31]