仿函数及其应用
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了仿函数及其应用相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
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仿函数(functor)
仿函数(functor),就是使一个类的使用看上去像一个函数。其实现就是类中实现一个operator(),这个类就有了类似函数的行为,就是一个仿函数类了。
仿函数的概念与作用
在我们写代码时有时会发现有些功能实现的代码,会不断的在不同的成员函数中用到,但是又不好将这些代码独立出来成为一个类的一个成员函数。但是又很想复用这些代码。写一个公共的函数,可以,这是一个解决方法,不过函数用到的一些变量,就可能成为公共的全局变量,再说为了复用这么一片代码,就要单立出一个函数,也不是很好维护。这时就可以用仿函数了,写一个简单类,除了那些维护一个类的成员函数外,就只是实现一个operator(),在类实例化时,就将要用的,非参数的元素传入类中。这样就免去了对一些公共变量的全局化的维护了。又可以使那些代码独立出来,以便下次复用。而且这些仿函数,还可以用关联,聚合,依赖的类之间的关系,与用到他们的类组合在一起,这样有利于资源的管理(这点可能是它相对于函数最显著的优点了)。如果在配合上模板技术和policy编程思想,那就更是威力无穷了,大家可以慢慢的体会。
有时仿函数的使用是为了函数拥有类的性质,以达到安全传递函数指针,依据函数生成对象,甚至是让函数之间有继承关系,对函数进行运算和操作的效果。比如set就使用了仿函数less ,而less继承的binary_function,就可以看作是对于一类函数的总体声明了,这是函数做不到的。
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//less的定义 template < typename _Tp> struct less : public binary_function<_Tp, _Tp, bool > { bool operator()( const _Tp& __x, const _Tp& __y) const { return __x < __y; } }; |
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//set的定义 template < typename _Key, typename _Compare = std::less<_Key>, typename _Alloc = std::allocator<_Key> > class set; |
仿函数还给出了static的替代方案,函数内的静态变量可以改成类的私有成员,这样可以明确地在析构函数中清除所用的内容,如果用到了指针,那么这个是不错的选择。有人说这样的类已经不是仿函数了,但其实,封装后从外界观察,可以明显地发现,它依然有函数的性质。
面向对象能够减少代码的耦合性,同样仿函数也沾了class的光。比如,一个dfs()函数,调用的时候要传入位置、深度两个值。从外部观察,dfs(x,1)的语句中,1的意义并不明确,从实际来讲,也的确没有传入的必要,甚至可能导致错误。
一般的解决方案有这样几种:
1、void dfs(int x,int deep=1){...}这样的话,虽然dfs(x)变成了可用语句,但你不能要求每个调用它的人都只传一个参。如果有人写dfs(x,-9999),可能会导致运行错误。
2、void dfs2(int x,int deep){}void dfs(int x){dfs2(x,1);}同样dfs(x)也是可用的,但是如果另一个使用者并不知道dfs与dfs2的区别,写了dfs2(x,-1)还是有风险
3、namespace 某个名字{void dfs2(int x,int deep){...}}void dfs(int x){某个名字::dfs2(x,1);}这样已经不错了,但是namespace的意义不明,其它使用者看到大纲估计会在心中把你千刀万剐。
4、使用仿函数,把dfs()写成仿函数,把2中的dfs2变成它的私有成员函数,这样不会有意义不明的东西出现,也能实现安全调用,从外部看,这就是一个可以“生活自理”、有“独立意识”函数了。
仿函数在各编程语言中的范例
#include <stdlib.h> /* Callback function */ int compare_ints_function(void*A,void*B) { return*((int*)(A))<*((int*)(B)); } /* Declaration of C sorting function */ void sort(void*first_item,size_t item_size,void*last_item,int(*cmpfunc)(void*,void*)); int main(void) { int items[]={4,3,1,2}; sort((void*)(items),sizeof(int),(void*)(items +3), compare_ints_function); return 0; }
C++
class compare_class{ public: bool operator()(int A, int B)const{return A < B;} }; // Declaration of C++ sorting function. template<class ComparisonFunctor> void sort_ints(int* begin_items, int num_items, ComparisonFunctor c); int main(){ int items[]={4, 3, 1, 2}; compare_class functor; sort_ints(items, sizeof(items)/sizeof(items[0]), functor); }
C#
C#是通过委托(delegate)来实现仿函数的。
Java
Java中的仿函数是通过实现包含单个函数的接口实现的
List<String> list =Arrays.asList("10", "1", "20", "11", "21", "12"); Comparator<String> numStringComparator =new Comparator<String>(){ publicint compare(String o1, String o2){ returnInteger.valueOf(o1).compareTo(Integer.valueOf(o2)); } }; Collections.sort(list, numStringComparator);
#include <iostream> #include <algorithm> #include <cstdio> #include <ctime> #include <cstring> #include <string> #include <set> typedef long long LL; class Prt{ char c[53]; int top; public: template <class T> Prt& operator()(T x); Prt& operator()(LL x); Prt& operator()(int x); Prt& operator()(char x); Prt& operator()(const char*x); Prt& operator()(double x); Prt& operator()(const std::string x); Prt& operator()(double x,int k){ sprintf(c,"%%.%dlf",k); printf(c,x); return *this; } }; template <typename T> Prt& Prt::operator()(T x){ std::cout<<x; return *this; } Prt& Prt::operator()(LL x){ if(x==0){ putchar(‘0‘); return *this; } if(x<0){ putchar(‘-‘); x=-x; } top=0; while(x>0){ c[top++]=‘0‘+x%10; x/=10; } while(top--){ putchar(c[top]); } return *this; } Prt& Prt::operator()(int x){ return operator()((LL)(x)); } Prt& Prt::operator()(char x){ putchar(x); return *this; } Prt& Prt::operator()(const char*x){ printf("%s",x); return *this; } Prt& Prt::operator()(double x){ printf("%lf",x); return *this; } Prt& Prt::operator()(const std::string x){ return operator()(x.data()); } Prt prt; struct st{int x,y;st(){x=y=0;}st(int a,int b){x=a;y=b;}}; std::ostream& operator<<(std::ostream& fout,const st&x){ fout<<"["<<x.x<<","<<x.y<<"]"; return fout; } int main(){ prt(">>> prt("LL:")(12341231234123ll)(‘ ‘)("int:")(15)(‘\n‘); "); prt("LL:")(12341231234123ll)(‘ ‘)("int:")(15)(‘ ‘); prt(‘ ‘); prt(">>> prt("char:")(‘a‘)(" char*(/string):")(std::string("abc"))(" d ") ((std::string("abc")).data())(‘\n‘); "); prt("char:")(‘a‘)(" char*(/string):")(std::string("abc"))(" d ") ((std::string("abc")).data())(‘ ‘); prt(‘ ‘); prt(">>> prt("double:")(1.5)(" double[int]:")(10.12349746192736,4)(‘\n‘); "); prt("double:")(1.5)(" double[int]:")(10.12349746192736,4)(‘ ‘); prt(" >>> prt(st(12,31)); "); prt(st(12,31)); prt(‘ ‘); return 0; }
这里放一下输出,这样的安排主要是为了突出代码效果
>>> prt("LL:")(12341231234123ll)(‘ ‘)("int:")(15)(‘
‘);
LL:12341231234123 int:15
>>> prt("char:")(‘a‘)(" char*(/string):")(std::string("abc"))(" d ")((std::string("abc")).data())(‘
‘);
char:a char*(/string):abc d abc
>>> prt("double:")(1.5)(" double[int]:")(10.12349746192736,4)(‘
‘);
double:1.500000 double[int]:10.1235
>>> prt(st(12,31));
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以上是关于仿函数及其应用的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章