我经常听到很多关于c++中的函子。谁能给我一个概述，他们是什么，在什么情况下他们会有用?
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函子基本上就是一个定义操作符()的类。这让你可以创建“看起来像”函数的对象:
// this is a functor
struct add_x {
add_x(int val) : x(val) {} // Constructor
int operator()(int y) const { return x + y; }
private:
int x;
};
// Now you can use it like this:
add_x add42(42); // create an instance of the functor class
int i = add42(8); // and "call" it
assert(i == 50); // and it added 42 to its argument
std::vector<int> in; // assume this contains a bunch of values)
std::vector<int> out(in.size());
// Pass a functor to std::transform, which calls the functor on every element
// in the input sequence, and stores the result to the output sequence
std::transform(in.begin(), in.end(), out.begin(), add_x(1));
assert(out[i] == in[i] + 1); // for all i
函子有几个优点。其一，与常规函数不同，它们可以包含状态。上面的例子创建了一个函数，无论你给它什么，它都会加上42。但是值42并不是硬编码的，它是在创建函数实例时作为构造函数参数指定的。我可以创建另一个加法器，只需要用不同的值调用构造函数，就可以加27。这使得它们可以很好地定制。
As the last lines show, you often pass functors as arguments to other functions such as std::transform or the other standard library algorithms. You could do the same with a regular function pointer except, as I said above, functors can be "customized" because they contain state, making them more flexible (If I wanted to use a function pointer, I'd have to write a function which added exactly 1 to its argument. The functor is general, and adds whatever you initialized it with), and they are also potentially more efficient. In the above example, the compiler knows exactly which function std::transform should call. It should call add_x::operator(). That means it can inline that function call. And that makes it just as efficient as if I had manually called the function on each value of the vector.
如果我传递的是一个函数指针，编译器不能立即看到它指向哪个函数，所以除非它执行一些相当复杂的全局优化，否则它必须在运行时解除对指针的引用，然后进行调用。
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函子基本上就是一个定义操作符()的类。这让你可以创建“看起来像”函数的对象:
// this is a functor
struct add_x {
add_x(int val) : x(val) {} // Constructor
int operator()(int y) const { return x + y; }
private:
int x;
};
// Now you can use it like this:
add_x add42(42); // create an instance of the functor class
int i = add42(8); // and "call" it
assert(i == 50); // and it added 42 to its argument
std::vector<int> in; // assume this contains a bunch of values)
std::vector<int> out(in.size());
// Pass a functor to std::transform, which calls the functor on every element
// in the input sequence, and stores the result to the output sequence
std::transform(in.begin(), in.end(), out.begin(), add_x(1));
assert(out[i] == in[i] + 1); // for all i
函子有几个优点。其一，与常规函数不同，它们可以包含状态。上面的例子创建了一个函数，无论你给它什么，它都会加上42。但是值42并不是硬编码的，它是在创建函数实例时作为构造函数参数指定的。我可以创建另一个加法器，只需要用不同的值调用构造函数，就可以加27。这使得它们可以很好地定制。
As the last lines show, you often pass functors as arguments to other functions such as std::transform or the other standard library algorithms. You could do the same with a regular function pointer except, as I said above, functors can be "customized" because they contain state, making them more flexible (If I wanted to use a function pointer, I'd have to write a function which added exactly 1 to its argument. The functor is general, and adds whatever you initialized it with), and they are also potentially more efficient. In the above example, the compiler knows exactly which function std::transform should call. It should call add_x::operator(). That means it can inline that function call. And that makes it just as efficient as if I had manually called the function on each value of the vector.
如果我传递的是一个函数指针，编译器不能立即看到它指向哪个函数，所以除非它执行一些相当复杂的全局优化，否则它必须在运行时解除对指针的引用，然后进行调用。
这是一个我被迫使用Functor来解决我的问题的实际情况:
我有一组函数(比如20个)，它们都是相同的，除了每个函数在3个特定位置调用不同的特定函数。
这是难以置信的浪费和代码复制。通常我会传入一个函数指针，然后在3个位置调用它。(所以代码只需要出现一次，而不是20次。)
但后来我意识到，在每种情况下，特定的功能需要完全不同的参数配置文件!有时2个参数，有时5个参数，等等。
另一种解决方案是有一个基类，其中特定的函数是派生类中的重写方法。但是我真的想要构建所有这些INHERITANCE，只是为了传递一个函数指针????
解决方案:所以我所做的是，我做了一个包装类(一个“Functor”)，它能够调用任何我需要调用的函数。我提前设置了它(用它的参数等)，然后我传递它而不是函数指针。现在调用的代码可以触发Functor，而不知道内部发生了什么。它甚至可以多次调用它(我需要它调用3次)。
这就是一个实际的例子，在这个例子中，Functor被证明是一个明显而简单的解决方案，它允许我将代码重复从20个函数减少到1个。
小之外。你可以使用boost::function从函数和方法中创建函子，如下所示:
class Foo
{
public:
void operator () (int i) { printf("Foo %d", i); }
};
void Bar(int i) { printf("Bar %d", i); }
Foo foo;
boost::function<void (int)> f(foo);//wrap functor
f(1);//prints "Foo 1"
boost::function<void (int)> b(&Bar);//wrap normal function
b(1);//prints "Bar 1"
你可以使用boost::bind为这个函子添加状态
boost::function<void ()> f1 = boost::bind(foo, 2);
f1();//no more argument, function argument stored in f1
//and this print "Foo 2" (:
//and normal function
boost::function<void ()> b1 = boost::bind(&Bar, 2);
b1();// print "Bar 2"
最有用的是，使用boost::bind和boost::function，你可以从类方法创建函子函数，实际上这是一个委托:
class SomeClass
{
std::string state_;
public:
SomeClass(const char* s) : state_(s) {}
void method( std::string param )
{
std::cout << state_ << param << std::endl;
}
};
SomeClass *inst = new SomeClass("Hi, i am ");
boost::function< void (std::string) > callback;
callback = boost::bind(&SomeClass::method, inst, _1);//create delegate
//_1 is a placeholder it holds plase for parameter
callback("useless");//prints "Hi, i am useless"
你可以创建函子的列表或向量
std::list< boost::function<void (EventArg e)> > events;
//add some events
....
//call them
std::for_each(
events.begin(), events.end(),
boost::bind( boost::apply<void>(), _1, e));
所有这些东西都有一个问题，编译器错误消息不是人类可读的:)
早在c++出现之前，“functor”这个名字就已经在范畴理论中传统地使用了。这与c++中函子的概念无关。最好使用name function object，而不是c++中所谓的“functor”。这就是其他编程语言调用类似结构的方式。
用于代替普通函数:
特点:
函数对象可以有状态 函数对象适合OOP(它的行为和其他对象一样)。
缺点:
给程序带来了更多的复杂性。
用于代替函数指针:
特点:
函数对象通常可以内联
缺点:
函数对象不能在运行时与其他函数对象类型交换(至少除非它扩展了一些基类，因此会产生一些开销)
用于代替虚函数:
特点:
函数对象(非虚拟)不需要虚表和运行时调度，因此在大多数情况下更有效
缺点:
函数对象不能在运行时与其他函数对象类型交换(至少除非它扩展了一些基类，因此会产生一些开销)
除此之外，我还使用了函数对象使现有的遗留方法适合命令模式;(我唯一感受到面向对象范式真正OCP之美的地方);在这里还添加了相关的函数适配器模式。
假设你的方法有签名:
int CTask::ThreeParameterTask(int par1, int par2, int par3)
我们将了解如何使它适合Command模式——为此，首先，必须编写一个成员函数适配器，以便可以将其作为函数对象调用。
注意-这是丑陋的，也许你可以使用Boost绑定助手等，但如果你不能或不想这样做，这是一种方法。
// a template class for converting a member function of the type int function(int,int,int)
//to be called as a function object
template<typename _Ret,typename _Class,typename _arg1,typename _arg2,typename _arg3>
class mem_fun3_t
{
public:
explicit mem_fun3_t(_Ret (_Class::*_Pm)(_arg1,_arg2,_arg3))
:m_Ptr(_Pm) //okay here we store the member function pointer for later use
{}
//this operator call comes from the bind method
_Ret operator()(_Class *_P, _arg1 arg1, _arg2 arg2, _arg3 arg3) const
{
return ((_P->*m_Ptr)(arg1,arg2,arg3));
}
private:
_Ret (_Class::*m_Ptr)(_arg1,_arg2,_arg3);// method pointer signature
};
同样，我们需要一个辅助方法mem_fun3来帮助调用上面的类。
template<typename _Ret,typename _Class,typename _arg1,typename _arg2,typename _arg3>
mem_fun3_t<_Ret,_Class,_arg1,_arg2,_arg3> mem_fun3 ( _Ret (_Class::*_Pm) (_arg1,_arg2,_arg3) )
{
return (mem_fun3_t<_Ret,_Class,_arg1,_arg2,_arg3>(_Pm));
}
现在，为了绑定参数，我们必须写一个绑定函数。所以，是这样的:
template<typename _Func,typename _Ptr,typename _arg1,typename _arg2,typename _arg3>
class binder3
{
public:
//This is the constructor that does the binding part
binder3(_Func fn,_Ptr ptr,_arg1 i,_arg2 j,_arg3 k)
:m_ptr(ptr),m_fn(fn),m1(i),m2(j),m3(k){}
//and this is the function object
void operator()() const
{
m_fn(m_ptr,m1,m2,m3);//that calls the operator
}
private:
_Ptr m_ptr;
_Func m_fn;
_arg1 m1; _arg2 m2; _arg3 m3;
};
并且，一个使用binder3类的辅助函数- bind3:
//a helper function to call binder3
template <typename _Func, typename _P1,typename _arg1,typename _arg2,typename _arg3>
binder3<_Func, _P1, _arg1, _arg2, _arg3> bind3(_Func func, _P1 p1,_arg1 i,_arg2 j,_arg3 k)
{
return binder3<_Func, _P1, _arg1, _arg2, _arg3> (func, p1,i,j,k);
}
现在，我们必须在Command类中使用它;使用以下类型定义:
typedef binder3<mem_fun3_t<int,T,int,int,int> ,T* ,int,int,int> F3;
//and change the signature of the ctor
//just to illustrate the usage with a method signature taking more than one parameter
explicit Command(T* pObj,F3* p_method,long timeout,const char* key,
long priority = PRIO_NORMAL ):
m_objptr(pObj),m_timeout(timeout),m_key(key),m_value(priority),method1(0),method0(0),
method(0)
{
method3 = p_method;
}
你是这样称呼它的:
F3 f3 = PluginThreadPool::bind3( PluginThreadPool::mem_fun3(
&CTask::ThreeParameterTask), task1,2122,23 );
注意:f3 ();将调用方法task1->ThreeParameterTask(21,22,23);
此模式的完整上下文在下面的链接中
