C++ 标准库 <functional>

C++ 标准库中的 <functional> 头文件提供了一组函数模板，这些模板允许我们使用函数对象（function objects）作为参数传递给算法，或者作为算法的返回值。函数对象是那些重载了 operator() 的对象，它们可以像普通函数一样被调用。

在 C++ 中，函数对象是一种特殊的类，它重载了 operator() 来允许对象像函数一样被调用。这使得我们可以将行为作为对象传递，增加了代码的灵活性和可重用性。

语法

要使用 <functional> 头文件中的功能，你需要在你的 C++ 程序中包含这个头文件：

#include <functional>

常用函数对象

<functional> 头文件中定义了一些常用的函数对象，包括：

• std::function ：一个通用的多态函数封装器。
• std::bind ：用于绑定函数的参数。
• std::plus 、 std::minus 、 std::multiplies 、 std::divides 、 std::modulus ：基本的算术操作。
• std::equal_to 、 std::not_equal_to 、 std::greater 、 std::less 、 std::greater_equal 、 std::less_equal ：比较操作。
• std::unary_negate 、 std::binary_negate ：逻辑否定操作。
• std::logical_and 、 std::logical_or 、 std::logical_not ：逻辑操作。

实例

使用 std::function

std::function 是一个模板类，可以存储、调用和复制任何可调用对象，比如函数、lambda 表达式或函数对象。

#include <iostream>#include <functional>voidgreet(){std::cout<<"Hello, World!"<<std::endl;}intmain(){std::function<void()>f=greet;// 使用函数f();// 输出: Hello, World!std::function<void()>lambda=[](){std::cout<<"Hello, Lambda!"<<std::endl;};lambda();// 输出: Hello, Lambda!return0;}

使用 std::bind

std::bind 允许我们创建一个可调用对象，它在调用时会将给定的参数绑定到一个函数或函数对象。

#include <iostream>#include <functional>intadd(inta,intb){returna+b;}intmain(){autobound_add=std::bind(add,5, std::placeholders::_1);std::cout<<bound_add(10)<<std::endl;// 输出: 15return0;}

在这个例子中， std::placeholders::_1 是一个占位符，它在调用 bound_add 时会被实际的参数替换。

使用比较函数对象

比较函数对象可以用于算法，比如 std::sort 。

#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>#include <functional>boolcompare(inta,intb){returna<b;}intmain(){std::vector<int>v={5,3,9,1,4};std::sort(v.begin(), v.end(), compare);// 使用自定义比较函数for(inti:v){std::cout<<i<<" ";// 输出: 1 3 4 5 9}std::sort(v.begin(), v.end(), std::less<int>());// 使用标准库比较函数对象for(inti:v){std::cout<<i<<" ";// 输出: 1 3 4 5 9}return0;}

<functional> 头文件是 C++ 标准库中一个非常强大的部分，它提供了丰富的函数对象和工具，使得我们可以编写更灵活、更可重用的代码。通过使用函数对象，我们可以将行为作为参数传递，或者将它们存储在容器中，从而实现更高级的编程技术。