C++可调用对象学习笔记

Posted 2023-02-17 u012507022

可调用对象定义：

具有函数行为或功能的一组语句视为可调用对象；一组执行任务的语句都可以视为一个函数，一个可调用对象。在程序设计的过程中，我们习惯于把那些具有复用性的一组语句抽象为函数，把变化的部分抽象为函数的参数。C++中具有函数这种行为的方式有很多。

1.普通函数 
2.类成员函数
3.类静态函数
4.函数指针
5.重载了函数调用运算符的类(该类的对象又称为：函数对象或仿函数)
6.Lamada表达式
7.标准库function类型
8.标准库bind函数

1、    普通函数定义与调用很简单，不再赘述。
2、    3、类成员函数与类静态成员函数的区别
（1）类静态成员函数被类的所有的对象共有，不属于某一个对象。通过类名::就可以直接调用。
（2）类成员函数的参数列表中隐含着类this指针，类静态成员函数跟普通的成员函数比，没有隐藏的this指针作为参数。这一点可用于封装线程类。
（3）静态成员函数只可以访问静态成员变量。

4、    函数指针
(1)函数指针：指向函数的指针变量。 因此“函数指针”本身首先应是指针变量，只不过该指针变量指向了函数。
(2)函数指针有两个用途：调用函数和做函数的参数。
(3)函数指针的声明方法为：
返回值类型 ( * 指针变量名) ([形参列表]);

 demo:

#include <iostream>

using namespace std;
// 声明一个compute函数指针；该函数指针指向：有两个int型参数并且返回值为int型的函数，这也是该指针的类型
typedef int(*compute)(int, int);

int max(int x, int y)  return x >= y ? x : y; 
int min(int x, int y)  return x <= y ? x : y; 
int add(int x, int y)  return x + y; 
int multiply(int x, int y)  return x * y; 

// 一个包含函数指针作为回调的函数
int compute_x_y(int x, int y, int(*compute)(int, int))

	//调用回调函数
	return compute(x, y);


int main(void)

	int x = 2;
	int y = 5;
	std::cout << "max: " << compute_x_y(x, y, max) << std::endl; // max: 5
	std::cout << "min: " << compute_x_y(x, y, min) << std::endl; // min: 2
	std::cout << "add: " << compute_x_y(x, y, add) << std::endl; // add: 7
	std::cout << "multiply: " << compute_x_y(x, y, multiply) << std::endl; // multiply: 10

	// 无捕获的lambda可以转换为同类型的函数指针
	auto sum = [](int x, int y)->int  return x + y; ;
	std::cout << "sum: " << compute_x_y(x, y, sum) << std::endl; // sum: 7

	getchar();
	return 0;

5.重载了函数调用运算符的类(该类的对象又称为：函数对象或仿函数)
（1）函数对象：就是一个重载'()'运算符的类的对象。这样就可以直接使用‘对象名()’的方式，这跟调用函数一样，所以称谓函数对象。函数对象（function object）是一个程序设计的对象允许被当作普通函数来调用。C++函数对象实质上是运算符“()”（操作符）重载。
（2）函数对象：
【1】函数对象是指该对象具备函数的行为；
【2】函数对象,是通过()函数调用运算符声明得到的，然后便能通过函数方式来调用该对象了；
【3】()函数调用运算符可以定义不同参数的多个重载函数；
【4】()函数调用运算符只能通过类的成员函数重载，不能通过全局函数；
【5】函数对象用于在工程中取代函数指针。

（3）函数对象与普通函数区别
函数对象，可以封装自己的成员以及其它函数,所以能够更好的面向对象。
普通函数，往往只具备逻辑关系,并且没有固定的成员,因为普通函数一被调用完后,里面的内容便被摧毁了,除非使用全局变量,但是全局变量又不具备封装性。
（4）Demo

#include <iostream>

using namespace std;

class Functor

public:
	int operator()(int a, int b)
	
		return a < b;
	
;

int main()

	Functor f;
	int a = 5;
	int b = 7;
	int ans = f(a, b);

6.    Lamada表达式
6.1、定义
Lambda函数，又可以称为Lambda表达式或者匿名函数。在C++11中加入标准。定义形式如下：
                                 [captures list] (parameters list) -> return type function body
captures list(捕获列表)，是一个lambda所在函数定义的局部变量的列表（通常为空）；
parameters list，为匿名函数参数列表，当匿名函数没有参数时，可以省略。
->return type，指定匿名函数返回值类型，可以忽略，c++11的特性，可以自动类型推导。
function body，部分为函数体，包括一系列语句
除捕获列表外，参数列表、函数体与普通函数一样。返回值类型，必须 使用尾置返回来指定返回类型；尾置返回类型跟在形参列表后面以一个->符号开头，为了表示函数真正的返回类型跟在形参列表之后，我们在本应该出现返回类型的地方放置一个auto。

bool func1(int i)  return i % 3 == 0; 
//函数func1()对应的lambda表达式为：
auto func2 = [](int x) -> bool  return x % 3 == 0; ;
//省略返回值类型
auto func3 = [](int x)  return x % 3 == 0; ;

6.2、Lambda函数捕获列表

与普通函数最大的区别是，Lambda函数还可以通过捕获列表访问一些上下文中的数据。具体地，捕捉列表[]中变量，可以被Lambda函数使用。

下面是各种捕获选项：
[] ：  不捕获任何变量
[&] ：捕获外部作用域中所有变量，并作为引用在匿名函数体中使用
[=]： 捕获外部作用域中所有变量，并拷贝一份在匿名函数体中使用
[x, &y]：x按值捕获, y按引用捕获
[&, x]：  x按值捕获. 其它变量按引用捕获
[=, &y]：y按引用捕获. 其它变量按值捕获
[this] ：捕获当前类中的this指针，如果已经使用了&或者=就默认添加此选项

6.3、Lambda函数的优点/作用
（1）定义位于使用的地方的附近，Lambda是理想的选择，因为其定义和使用在同一个地方进行。
（2）简洁，与函数对象相比，Lambda函数不需要定义一个类，可以在其它函数内部定义。
（3）效率，函数指针方法阻止了内联，因为编译器不会内联其地址被获取的函数。而函数符和Lambda函数通常不会阻止内联。
（4）功能，Lambda可以访问作用域内的任何动态变量，把要捕获的变量放在中括号内。[&]让你能够按引用访问所有动态变量。

补充：谓词函数与可调用对象：
接受一个参数的函数，叫做一元函数，如果一元函数返回布尔值，则该函数成为一元谓词；这种函数可供STL算法进行判断。常用于find_if、remove_if以满足相应的情况来查找或者删除。接受两个参数的函数为二元函数，如果返回一个布尔值，则该函数称为二元谓词；这种函数用于诸如std::sort等STL函数中，如下使用二元谓词对存储std::string 值的容器进行不区分大小写的排序；二元谓词，在判断两个对象时经常使用到。
但是，如果在一个算法使用中，需要更多的参数，超出了对谓词的限制，则可以考虑lambda表达式。即多元谓词（多个参数）的情形，我们可以用lambda表达式来充当谓词。同理，函数、函数指针、重载了函数调用运算符的类都可以当作谓词。

7.    标准库function类型(C++ Primer14.8.3)
8.    标准库bind函数(C++ Primer10.3.4)
注：7、8编程暂未遇到，有待学习。

参考：

 https://blog.csdn.net/u010984552/article/details/53634513
 http://blog.sina.com.cn/s/blog_720484f101016q04.html