C++/functional

functional是b:C++标准程式库中的一个b:头文件，定义了C++ STL标准中的基础性的算法（均为函数模板）。

命名空间placeholders

定义了用作 std::bind 表达式中的未绑定实参的占位符常量：_1, _2, _3, _4, ...

类

function类模板

包装具有指定的函数调用签名的可调用对象类型

mem_fn函数模板

从成员指针创建出函数对象。对数据成员指针也适用。与bind函数模板的区别是，mem_fn只关注、包装了类成员指针，而bind需要指明参数。例如：

#include <functional>
#include <iostream>
 
struct Foo {
    void display_greeting() {
        std::cout << "Hello, world.\n";
    }
    void display_number(int i) {
        std::cout << "number: " << i << '\n';
    }
    int data = 7;
};
 
int main() {
    Foo f;
 
    auto greet = std::mem_fn(&Foo::display_greeting);
    greet(&f);
 
    auto print_num = std::mem_fn(&Foo::display_number);
    print_num(&f, 42);
 
    auto access_data = std::mem_fn(&Foo::data);
    std::cout << "data: " << access_data(&f) << '\n';
}

bad_function_call类

调用空的 std::function 时抛出的异常

is_bind_expression类模板

若类型T是调用 std::bind 产生的类型，则此模板从 std::true_type 导出。对于任何其他类型，此模板从 std::false_type 导出。

is_placeholder类模板

若类型T是标准占位符_1 、 _2 、 _3、……的类型，则此模板分别派生自std::integral_constant<int,1> 、 std::integral_constant<int,2> 、 std::integral_constant<int,3> 等。

若类型T不是标准占位符类型，则此模板派生自std::integral_constant<int,0>。

实际上，bind函数模板用is_placeholder来确定是第几个参数的占位符。

reference_wrapper类模板

可复制构造 (CopyConstructible) 且可复制赋值 (CopyAssignable) 的引用包装器（引用的容器）。实现时，有一个数据类型的指针成员变量，在需要数据类型引用时返回相应的解引用。

函数

bind函数模板

绑定一或多个实参到函数对象。参见示例一节。

ref与cref函数模板

创建具有从其实参推导的类型的 std::reference_wrapper

invoke函数模板

(C++17)以给定实参调用任意可调用 (Callable) 对象

函数对象

算术运算

• plus类模板
• minus类模板
• multiplies类模板
• divides类模板
• modulus类模板
• negate类模板

比较

• equal_to类模板
• not_equal_to类模板
• greater类模板
• less类模板
• greater_equal类模板
• less_equal类模板

C++20概念制约的比较

• ranges::equal_to类
• ranges::not_equal_to类
• ranges::greater类
• ranges::less类
• ranges::greater_equal类
• ranges::less_equal类

逻辑运算

• logical_and类模板
• logical_or类模板
• logical_not类模板

位运算

• bit_and类模板
• bit_or类模板
• bit_xor类模板
• bit_not类模板

取反器

not_fn函数模板：(C++17)创建返回其保有的函数对象的结果之补的函数对象

搜索器

• default_searcher类模板：(C++17)标准 C++ 库搜索算法实现
• boyer_moore_searcher类模板：(C++17)Boyer-Moore 搜索算法实现
• boyer_moore_horspool_searcher类模板：(C++17)Boyer-Moore-Horspool 搜索算法实现

示例

#include <functional>
#include <iostream>
using namespace std;

std::function< int(int)> Functional;

// 普通函数
int TestFunc(int a)
{
	return a;
}

// Lambda表达式
auto lambda = [](int a)->int { return a; };

// 仿函数(functor)
class Functor
{
public:
	int operator()(int a)
	{
		return a;
	}
};

// 1.类成员函数
// 2.类静态函数
class TestClass
{
public:
	int ClassMember(int a) { return a; }
	static int StaticMember(int a) { return a; }
};

int main()
{
	// 普通函数
	Functional = TestFunc;
	int result = Functional(10);
	cout << "普通函数：" << result << endl;

	// Lambda表达式
	Functional = lambda;
	result = Functional(20);
	cout << "Lambda表达式：" << result << endl;

	// 仿函数
	Functor testFunctor;
	Functional = testFunctor;
	result = Functional(30);
	cout << "仿函数：" << result << endl;

	// 类成员函数
	TestClass testObj;
	Functional = std::bind(&TestClass::ClassMember, testObj, std::placeholders::_1);
	result = Functional(40);
	cout << "类成员函数：" << result << endl;

	// 类静态函数
	Functional = TestClass::StaticMember;
	result = Functional(50);
	cout << "类静态函数：" << result << endl;

	return 0;
}