仿函数（functors/function objects）原理及使用

仿函数（functors，或名 function objects，函数对象），是 STL 六大组件（Components）的重要一环，如下图：



在STL的历史上，仿函数（functors）是早期的命名，C++ 标准定案后使用函数对象（function objects）的叫法。就实现意义而言，“函数对象”：一种具有函数性质的对象（本质为对象）。不过，就其行为而言，以及就中文用词的清晰漂亮和独特性而言，“仿函数”一次较为鲜明。

仿函数的应用场景主要在：作为算法组件中的相关函数接口的参数。更具体地说，STL 所提供的各种算法，往往有两个版本，其中一个版本表现出最常用（或最直观）的某种运算，第二个版本则表现出最泛化的演算流程，允许用户“以 template 参数来指定所要采行的策略”。就拿

accumulate()

（<numeric>头文件）来说，其一般行为（第一个版本）是将指定范围内的所有元素相加，第二个版本则允许你指定某种“操作”（甚至是相乘），取代第一个版本中的“相加”行为。

template<typename T>
struct multiplier :public std::binary_function<T, T, T>
{
T operator() (const T& left, const T& right) const
{
return left*right;
}
}

int main(int, char**)
{
std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
std::cout << std::accumulate(v.begin(), v.end(), 1, multiplier<int>()) << std::endl;
// 1*1*2*3*4*5=120
return 0;
}

再举

sort()

为例，其第一版本是以

operator<

为排序时的元素位置调整依据，第二个版本则允许用户指定任何“操作”，务求排序后的两两相邻元素都能令该操作结果为

true

。

STL 仿函数的分类，

若以操作数（operand）的个数划分，可分为一元（unary_function）和二元（binary_function）仿函数

若以功能划分，可分为算术运算（Arithmetic）、关系运算（Rational）、逻辑运算（Logical）三大类

函数对象（function objects）的概念

所谓 function object （或者说 functor），是一个定义了

operator()

的对象，

FunctionObjectType fo;
...
fo();

中的表达式

fo()

系调用函数对象

fo

的

opeator()

，而非调用函数

fo()

。

References

[1] STL源码剖析 第七章