初接觸仿函數

在學習到《Essential C++》3.6節時自己按照自己的想法來實現書上提到的思路。代碼雖然簡單，不過自己卻發現有很多其他地方不熟悉，比如函數指標的用法，仿函數和函數適配器的使用。搗鼓了半天，總算懂了點眉目，簡單總結下以備忘。

文檔按照五部分分寫，先依次簡單地介紹find()與find_if()演算法、提及函數作為參數的用法（我犯錯了，這裡。）、仿函數（functon object）和函數適配器（function adapters）。最後貼上自己實驗的代碼並簡單分析指出錯誤。

一、
因為問題起於泛型搜尋演算法find_if()，所以先總結下有關find()和find_if()。

Code:

1. 聲明：   
2.  InputIterator   
3.  find (InputIterator beg, InputIterator end, const T& value)   
4.   
5.  InputIterator   
6.  find_if(InputIterator beg, InputIterator end, UnaryPredicate op)   

第一種形式返回在搜尋域[beg,end)內與value值相等的元素的地址；
第二種形式返回在搜尋域[beg,end)內滿足一元謂詞函數op(elem)為真的元素的地址。
? 1）以上兩種形式在搜尋不到匹配元素的情況下均返回end;
? 2）注意op函數調用期間不能夠改變自身的狀態；
? 3）op不能更改傳遞進來的參數；

二、
為了增強泛型演算法的靈活性，一些泛型演算法允許傳遞使用者自定的的函數。泛型演算法在使用輔助函數時有不同的方式，有些是可以省略的，即演算法是可以不用給定的函數，而有些是強制性的，即必須使用這些函數。如下 

Code:

1. // CODE SNIPPET   
2.  void print (int elem)   
3.  {     
4.   cout <<elem <<’ ‘;   
5.  }   
6.  ……   
7.  for_each (coll.begin(), coll.end(), print);   

注意如上for_each語句中的第三個參數，這個參數接受一個函數指標，此時傳遞的便是函數print()的地址（和數組類似，其名也可指示其地址）。注意，此時不要用print(elem).

一種特殊的輔助函數便是謂詞函數，謂詞函數通常指的是傳回值為boolean的函數，它們通常用來為排序或者搜尋演算法指定參照條件。在使用中謂詞函數可分為帶有一個參數的謂詞函數（unary）和需要兩個參數的謂詞函數（binary），值得注意的是並不是所有傳回值為boolean類型的函數都是合法的謂詞函數。

三、
仿函數是一種對象，但它具有函數一樣的功能，並且比函數更有優勢。其中一點便是效率更高。我們使用的仿函數通常被聲明為inline，所以其大部分執行邏輯在編譯時間已經基本確定，因而少掉了頻繁調用函數的開銷。

可以自己定義簡單的仿函數，如下：

Code:

1. // CODE SNIPPET   
2. class Print{   
3.  public:   
4.   void operator() (int elem) const  
5.   ｛   
6.    cout <<elem <<’ ‘;   
7.    }   
8. };   
9. ……   
10. for_each (coll.begin(), coll.end(), Print());   
11. ……  

C++的STL中提供了多種預定義的仿函數，如negate<type>(), plus<type>(), minus<type>(), multiplies<type>(), divides<type>(), modulus<type>(), equal_to<type>(),not_equal_to<type>(), less<type>(), greater<type>(), less_equal<type>(), greater_equal<type>(), logical_not<type>(), logical_and<type>(), logical_or<type>().

四、
函數適配器也是一種仿函數，不過這種仿函數更為高等，因為它可以將一個仿函數與另一個仿函數/ 值/ 特殊的函數結合起來。

不難發現，STL常使用仿函數雖然提供了多種有用的仿函數，然而這些仿函數均是通過迭代器對容器裡面的元素進行操作，但是有時候你還需要用其他的值結合，這時候便可以使用函數適配器（見下面的例子）。

編譯不能通過的代碼如下所示：
 

Code:

1. // code snippet   
2. #include <iostream>   
3. #include <vector>   
4. #include <algorithm>   
5. #include <functional>   
6.   
7. using namespace std;   
8.   
9. bool less_than(int a, int b)   
10. {   
11.  return (a<b ? true:false);   
12. }   
13.   
14. vector<int> filter(const vector<int> &vec, int filter_value, bool (*ptr_func)(int, int))   
15. {   
16.  vector<int> temp;   
17.  vector<int>::const_iterator iter = vec.begin();   
18.   
19.  while (find_if(iter, vec.end(), ptr_func(*iter, filter_value)) != vec.end())   
20.  {   
21.   temp.push_back(*iter);   
22.   ++iter;   
23.  }    
24.  return temp;   
25. }   
26.   
27. void display(vector<int> &vec)   
28. {   
29.  for (int ix=0; ix<vec.size(); ++ix)   
30.   cout <<vec[ix] <<" ";   
31.  cout <<"/n";   
32. }   
33.     
34. int main()   
35. {   
36.  const int nsize = 5;   
37.  int int_arr[nsize] = { 2, 4, 5, 6, 7};   
38.  vector<int>vec(int_arr, int_arr+nsize);   
39.  display(vec);   
40.  vector<int>result;   
41.   
42.  result = filter(vec, 6, less_than);   
43.  display(result);   
44.     
45.  return 0;    
46. }  

可見，我在使用find_if()函數的時候，將裡面本應該為“函數指標”的第三個參數寫成了對這個函數的“函數調用”，這是不允許的。但整個程式的思路並沒有錯，因為上面的代碼可以通過仿函數來解決的。

上面也提到，一般通用的仿函數僅是對容器裡面的值進行處理，但本例的思路是需要將容器裡面的每個值以此與另一個值val進行比較的。所以必須要使用到函數適配器來將一個仿函數與一個值進行綁定。如下是更正後的代碼：

Code:

1. // code snippet   
2. #include <iostream>   
3. #include <vector>   
4. #include <algorithm>   
5. #include <functional>   
6.   
7. using namespace std;   
8.   
9. bool less_than(int a, int b)   
10. {   
11.  return (a<b ? true:false);   
12. }   
13.   
14. vector<int> filter(const vector<int> &vec, int val, less<int><)   
15. {   
16.  vector<int> nvec;   
17.  vector<int>::const_iterator iter = vec.begin();   
18.     
19.  while ((iter=find_if(iter, vec.end(), bind2nd(lt, val))) != vec.end())   
20.  {   
21.   nvec.push_back(*iter);   
22.   iter ++;   
23.  }   
24.  return nvec;   
25. }   
26.   
27. void display(vector<int> &vec)   
28. {   
29.  for (int ix=0; ix<vec.size(); ++ix)   
30.   cout <<vec[ix] <<" ";   
31.  cout <<"/n";   
32. }   
33.     
34. int main()   
35. {   
36.  const int nsize = 5;   
37.  int int_arr[nsize] = { 2, 4, 5, 6, 7};   
38.  vector<int>vec(int_arr, int_arr+nsize);   
39.  display(vec);   
40.  vector<int>result;   
41.   
42.  result = filter(vec, 6, less<int>());   
43.  display(result);   
44.     
45.  return 0;    
46. }