C++指针探讨 (四) 函数对象

函数对象不是函数指针。但是,在程序代码中,它的调用方式与函数指针一样,后面加个括号就可以了。
  这是入门级的随笔,说的是函数对象的定义,使用,以及与函数指针,成员函数指针的关系。 
沐枫小筑
函数对象实质上是一个实现了operator()--括号操作符--的类。
例如:
class Add
{
public:
  int operator()(int a, int b)
  {
    
return a + b;
  }
};

Add add; // 定义函数对象
cout << add(3,2); // 5

函数指针版本就是:
int AddFunc(int a, int b)
{
  
return a + b;
}
typedef 
int (*Add) (int a, int b);

Add add = &AddFunc;
cout 
<< add(3,2); // 5

呵呵,除了定义方式不一样,使用方式可是一样的。都是:
cout << add(3,2);

既然函数对象与函数指针在使用方式上没什么区别,那为什么要用函数对象呢?很简单,函数对象可以携带附加数据,而指针就不行了。
下面就举个使用附加数据的例子:
class less
{
public:
    less(
int num):n(num){}
    
bool operator()(int value)
    {
        
return value < n;
    }
private:
    
int n;
};


使用的时候:
    less isLess(10);
    cout 
<< isLess(9<< " " << isLess(12); // 输出 1 0

这个例子好象太儿戏了,换一个:
const int SIZE = 5;
int array[SIZE] = { 50309720};
// 找到小于数组array中小于10的第一个数的位置
int * pa = std::find_if(array, array + SIZE, less(10)); // pa 指向 9 的位置
// 找到小于数组array中小于40的第一个数的位置
int * pb = std::find_if(array, array + SIZE, less(40)); // pb 指向 30 的位置

这里可以看出函数对象的方便了吧?可以把附加数据保存在函数对象中,是函数对象的优势所在。
它的弱势也很明显,它虽然用起来象函数指针,但毕竟不是真正的函数指针。在使用函数指针的场合中,它就无能为力了。例如,你不能将函数对象传给qsort函数!因为它只接受函数指针。

要想让一个函数既能接受函数指针,也能接受函数对象,最方便的方法就是用模板。如:
template<typename FUNC>
int count_n(int* array, int size, FUNC func)
{
    
int count = 0;
    
for(int i = 0; i < size; ++i)
        
if(func(array[i]))
            count 
++;
    
return count;
}

这个函数可以统计数组中符合条件的数据个数,如:
const int SIZE = 5;
int array[SIZE] = { 50309720};
cout 
<< count_n(array, SIZE, less(10)); // 2

用函数指针也没有问题:
bool less10(int v)
{
    
return v < 10;
}
cout 
<< count_n(array, SIZE, less10); // 2

另外,函数对象还有一个函数指针无法匹敌的用法:可以用来封装类成员函数指针!
因为函数对象可以携带附加数据,而成员函数指针缺少一个类实体(类实例)指针来调用,因此,可以把类实体指针给函数对象保存起来,就可以用于调用对应类实体成员函数了。

template<typename O>
class memfun
{
public:
    memfun(
void(O::*f)(const char*), O* o): pFunc(f), pObj(o){}
    
void operator()(const char* name)
    {
        (pObj
->*pFunc)(name);
    }
private:
    
void(O::*pFunc)(const char*);
    O
* pObj;
};

class A
{
public:
    
void doIt(const char* name)
    { cout 
<< "Hello " << name << "!";}
};


    A a;
    memfun
<A> call(&A::doIt, &a); // 保存 a::doIt指针以便调用
    call("Kitty"); // 输出 Hello Kitty!

大功告成了,终于可以方便保存成员函数指针,以备调用了。

不过,现实是残酷的。函数对象虽然能够保有存成员函数指针和调用信息,以备象函数指针一样被调用,但是,它的能力有限,一个函数对象定义,最多只能实现一个指定参数数目的成员函数指针。
标准库的mem_fun就是这样的一个函数对象,但是它只能支持0个和1个参数这两种成员函数指针。如 int A::func()或void A::func(int)、int A::func(double)等等,要想再多一个参数如:int A::func(int, double),不好意思,不支持。想要的话,只有我们自已写了。
而且,就算是我们自已写,能写多少个?5个?10个?还是100个(这也太恐怖了)?
好在boost库提供了boost::function类,它默认支持10个参数,最多能支持50个函数参数(多了,一般来说这够用了。但它的实现就是很恐怖的:用模板部份特化及宏定义,弄了几十个模板参数,偏特化(编译期)了几十个函数对象。

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C++0x已经被接受的一个提案,就是可变模板参数列表。用了这个技术,就不需要偏特化无数个函数对象了,只要一个函数对象模板就可以解决问题了。期待吧。

posted @ 2007-07-21 21:30 沐枫 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏