C++/functional

functional是b:C++標準程式庫中的一個b:頭文件，定義了C++ STL標準中的基礎性的算法（均為函數模板）。

命名空間placeholders

定義了用作 std::bind 表達式中的未綁定實參的占位符常量：_1, _2, _3, _4, ...

類

function類模板

包裝具有指定的函數調用簽名的可調用對象類型

mem_fn函數模板

從成員指針創建出函數對象。對數據成員指針也適用。與bind函數模板的區別是，mem_fn只關注、包裝了類成員指針，而bind需要指明參數。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類

調用空的 std::function 時拋出的異常

is_bind_expression類模板

若類型T是調用 std::bind 產生的類型，則此模板從 std::true_type 導出。對於任何其他類型，此模板從 std::false_type 導出。

is_placeholder類模板

若類型T是標準占位符_1 、 _2 、 _3、……的類型，則此模板分別派生自std::integral_constant<int,1> 、 std::integral_constant<int,2> 、 std::integral_constant<int,3> 等。

若類型T不是標準占位符類型，則此模板派生自std::integral_constant<int,0>。

實際上，bind函數模板用is_placeholder來確定是第幾個參數的占位符。

reference_wrapper類模板

可複製構造 (CopyConstructible) 且可複製賦值 (CopyAssignable) 的引用包裝器（引用的容器）。實現時，有一個數據類型的指針成員變量，在需要數據類型引用時返回相應的解引用。

函數

bind函數模板

綁定一或多個實參到函數對象。參見示例一節。

ref與cref函數模板

創建具有從其實參推導的類型的 std::reference_wrapper

invoke函數模板

(C++17)以給定實參調用任意可調用 (Callable) 對象

函數對象

算術運算

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

比較

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

C++20概念制約的比較

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

邏輯運算

• logical_and類模板
• logical_or類模板
• logical_not類模板

位運算

• bit_and類模板
• bit_or類模板
• bit_xor類模板
• bit_not類模板

取反器

not_fn函數模板：(C++17)創建返回其保有的函數對象的結果之補的函數對象

搜索器

• default_searcher類模板：(C++17)標準 C++ 庫搜索算法實現
• boyer_moore_searcher類模板：(C++17)Boyer-Moore 搜索算法實現
• boyer_moore_horspool_searcher類模板：(C++17)Boyer-Moore-Horspool 搜索算法實現

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;
}