[GeekBand] STL 仿函數入門詳解

時間 2019-12-13

標籤 geekband stl 函數入門詳解简体版

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本文參考文獻：：GeekBand課堂內容，授課老師：張文傑ios

　　　　：C++ Primer 11 中文版（第五版） page 37算法

：網絡資料：葉卡同窗的部落格 http://www.leavesite.com/數組

前言：本文主要經過關聯容器set解釋下仿函數的實現及工做原理。網絡

1、STL六大組件簡介

一、Containers（容器）：各類數據結構，如Vector,List,Deque,Set,Map,用來存放數據
二、Algorithms（算法）：如、 Sort,Search。
三、Iterators（迭代器）：扮演容器與算法之間的膠合劑，是所謂的「泛型指針」，
四、Functors（仿函數）：行爲相似函數，可做爲算法的某種策略（Policy
五、Adapters（配接器、適配器）：一種用來修飾容器（Containers）或仿函數（Functors）或迭代器（Iterators）接口的東西，
六、Allocators（分配器）：負責空間配置與管理數據結構

具體的關係如圖，之後會更新各個組件的關係，本文重點關注下仿函數相關知識要點函數

2、函數指針與仿函數區別

一、函數指針，就是一個指針，它指向一個函數。運用時至關於回調了這個函數。spa

示例以下：.net

這裏經過fp指針，指向了PrintTest函數，這裏 fp();就是調用 PrintTest函數，打印了Hello World 指針

其實仿函數就相似於函數指針的使用。下面會經過例子來講明。code

#include "stdafx.h"
typedef void(*Test)(char* s);
void printTest(char* s);
int main(int argc, char* argv[])
{
    Test fp;      //一般是用宏Test來聲明一個函數指針fp
    fp = printTest;
    fp("Hello World!\n");
    return 0;
}
void printTest(char* src)
{
    printf(src);
}

結果以下：

再看一遍仿函數的定義：

Functors（仿函數）：something that performs a function, 即相似函數的東西，那麼它是什麼樣子的，又是如何實現的呢？

2.1 爲何使用仿函數

使用仿函數可使迭代和計算分離開來。於是你的functor能夠應用於不一樣場合，在STL的算法中就大量使用了functor

set<Programmer, ProgrammerIdGreater> set1(programmerArray, programmerArray + 6);
    cout << "Traversal And Sort The Programmer by Number " << endl;
    //print
    for_each(set1.begin(), set1.end(), mem_fn(&Programmer::Print));
    cout << "\n" << endl;

這裏經過set容器，經過 <>來進行了自定義的比較操做，這裏其實是經過適配器調用了重載了仿函數()運算符

下一句for_each這句就更明顯了！這裏經過類中重載()運算符的方法使用了一個函數對象

2.二、仿函數的實現

就是一個類看上去是一個函數，其實現方法就是類中重載了一個operator()，這個類就有了相似函數的行爲，就是一個仿函數類了

//仿函數（理解爲函數指針），對（）進行重載，就是一旦用括號了，括號內的內容已經排序完畢
//咱們若是要讓仿函數支持適配器，那麼就必須從binary_function派生出來。
struct ProgrammerIdGreater : public binary_function<Programmer, Programmer, bool> 
{
    bool operator() (const Programmer& PosFront, const Programmer& PosBehind) const
    {

        //降序排列
        //return (PosFront.GetId() <= PosBehind.GetId()) ? false : true;


        //升序排列
        return (PosFront.GetId() < PosBehind.GetId()) ? true : false;
    }
};


//一元的都繼承自unary_function，二元則繼承自binary_function, 由於繼承自這兩個函數的仿函數均定義了相應型別供
//配接時使用，也就具備了配接能力。
/*
template <class Arg, class Result>
struct unary_function {
typedef Arg argument_type;
typedef Result result_type;
};

template <class Arg1, class Arg2, class Result>
struct binary_function {
typedef Arg1 first_argument_type;
typedef Arg2 second_argument_type;
typedef Result result_type;
};

*/

struct ProgrammerNameComparer : public binary_function<Programmer, Programmer, bool>
{
    bool operator() (const Programmer& PosFront, const Programmer& PosBehind) const 
    {
        //按照名稱降序排列
        //return (PosFront.GetName() <= PosBehind.GetName()) ? false : true;
        //按照名稱升序排列
        return (PosFront.GetName() <= PosBehind.GetName()) ? true : false;
    }
};

3、以Set容器的完整示例

// Programmer.cpp : 定義控制檯應用程序的入口點。
//

#include "stdafx.h"
#include "programmer.h" 
#include <iostream>
#include <set>
#include <algorithm>
#include <functional>
using namespace std;
/*
    set的iterator類型通常是const的引用類型，所以當set保存的是類類型時，對iterator解引用沒法調用類的非const成員。
    解決辦法：1.set中不存儲對象自己，改成存儲對象指針
    利用const_cast<Programmer&> 進行轉型
*/
int main(int argc, char** argv) 
{
    const Programmer programmerArray[6] = 
    {
          Programmer(1, L"Scott Meyers"),
          Programmer(2, L"Martin Fowler"),
          Programmer(3, L"Bill Gates"),
          Programmer(4, L"P.J. Plaught"),
          Programmer(5, L"Stanley B. Lippman"),
          Programmer(6, L"Andrei Alexandrescu"),
    };
    //仿函數ProgrammerIdGreater排序,此時重載了小括號
    //以序列號進行排序
    set<Programmer, ProgrammerIdGreater> set1(programmerArray, programmerArray + 6);
    cout << "Traversal And Sort The Programmer by Number " << endl;
    //print
    for_each(set1.begin(), set1.end(), mem_fn(&Programmer::Print));
    cout << "\n" << endl;


    //查找目標，並將目標修改成David Vandevoorde
    set<Programmer, ProgrammerIdGreater>::iterator it = set1.find(Programmer(3, L"Bill Gates"));
    if (it != set1.end())
    {
        const_cast<Programmer&>(*it).SetName(L"David Vandevoorde");
    }
    cout << "Change The Name Of Third Element And Traversal" << endl;
    //print
    for_each(set1.begin(), set1.end(), mem_fn(&Programmer::Print));
    cout << "\n" << endl;
    

    //此時並無保存到數組programmerArray[6]中
    //按照名稱進行排序
    cout << "Traversal And Sort The Programmer  by Name " << endl;
    set<Programmer, ProgrammerNameComparer> set2(set1.begin(), set1.end());
    //print
    for_each(set2.begin(), set2.end(), mem_fn(&Programmer::Print));
    return 0;
}

#ifndef __PROGRAMMER_H__
#define __PROGRAMMER_H__

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

struct Programmer 
{
public:
    //構造函數
    Programmer(const int id, const wstring name)
        : Id(id), Name(name)
    { 

    }
    void Print() const 
    {
        wcout << L"[" << Id << L"]:" << Name << endl;
    }
    const int GetId() const
    {
        return Id; 
    }
    const wstring& GetName() const 
    {
        return Name;
    }
    void SetName(const wstring& name) 
    {
        Name = name;
    }
private:
    int Id;
    wstring Name;
};


//仿函數（理解爲函數指針），對（）進行重載，就是一旦用括號了，括號內的內容已經排序完畢
//咱們若是要讓仿函數支持適配器，那麼就必須從binary_function派生出來。
struct ProgrammerIdGreater : public binary_function<Programmer, Programmer, bool> 
{
    bool operator() (const Programmer& PosFront, const Programmer& PosBehind) const
    {

        //降序排列
        //return (PosFront.GetId() <= PosBehind.GetId()) ? false : true;


        //升序排列
        return (PosFront.GetId() < PosBehind.GetId()) ? true : false;
    }
};


//一元的都繼承自unary_function，二元則繼承自binary_function, 由於繼承自這兩個函數的仿函數均定義了相應型別供
//配接時使用，也就具備了配接能力。
/*
template <class Arg, class Result>
struct unary_function {
typedef Arg argument_type;
typedef Result result_type;
};

template <class Arg1, class Arg2, class Result>
struct binary_function {
typedef Arg1 first_argument_type;
typedef Arg2 second_argument_type;
typedef Result result_type;
};

*/

struct ProgrammerNameComparer : public binary_function<Programmer, Programmer, bool>
{
    bool operator() (const Programmer& PosFront, const Programmer& PosBehind) const 
    {
        //按照名稱降序排列
        //return (PosFront.GetName() <= PosBehind.GetName()) ? false : true;
        //按照名稱升序排列
        return (PosFront.GetName() <= PosBehind.GetName()) ? true : false;
    }
};

#endif