函数对象和函数指针

Posted 2020-10-21 Ivan B.G. Liu

1. 定义：

    函数对象：所有重载了函数调用操作符（operator()）的类对象，又称为函数子。在STL中，大多数使用函数子的地方都可以使用函数指针（ps：set和multiset的比较类型必须是函数对象，而不能是函数指针）通过将operator设置为内联函数，可以使程序性能加速。

    函数指针：指向某种（函数参数，返回值）的函数类型的指针，每个函数都有一个入口地址，函数指针便是指向了函数的入口地址。通过将函数指针传入函数中，方便一个函数调用另一类型的函数。如： int GetMaxValue( double x, bool (*ptr)(int, int) )，其中ptr即为函数指针。 

     c++中这样使用函数指针：

bool greaterNum(int x, int y)
{
    return x>y;
}                 
using PF = bool (*)(int, int);  //或typedef int (*PF)(int, int);
PF pf = greaterNum；
cout<<pf(4,10)<<endl; //输出为0

2. 例子：

    使用函数指针和函数对象作为STL中sort的参数，实现从大到小排列：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>

using namespace std;

template<typename T>
class GreaterNum : public binary_function<T, T, bool>
{
public:
    inline bool operator()(T x, T y)
    {
        return x>y;
    }
};

bool greaterNum(int x, int y)
{
    return x>y;
}

void print(int x)
{
    cout<<x<<" ";
}

int main()
{
    vector<int> v1 = {21,6,21,4,2,1,45,6,1,7,9,5,2};
    auto v2 = v1;
    
    sort( v1.begin(), v1.end(), greaterNum );
    for_each(v1.begin(), v1.end(), print);
    cout<<endl;
    
    sort( v2.begin(), v2.end(), greater<int>() );
    for_each(v2.begin(), v2.end(), print);
    
    return 0;
}

3. 函数对象的优势：

    （1）函数对象通过重载()实现，那么将operator()函数设置为内联函数，可以提高程序的运行速度。如上面的例子，相比于传入greaterNum函数指针为sort的第三个形参，传入是greater<int>函数子时，程序运行的速度快。因为内联函数在编译时展开，而函数指针要进行调用。

    （2）函数对象可以携带附加信息，如类的其他数据成员，而函数指针则做不到。