* * * ## **引入仿函数（functor）原因** 先考虑一个简单的例子：假设有一个vector，你的任务是统计长度小于5的string的个数，如果使用count\_if函数的话，你的代码可能长成这样： ~~~ bool LengthIsLessThanFive(const string& str) { return str.length()<5; } int res=count_if(vec.begin(), vec.end(), LengthIsLessThanFive); ~~~ 其中count\_if函数的第三个参数是一个函数指针，返回一个bool类型的值。一般的，如果需要将特定的阈值长度也传入的话，我们可能将函数写成这样： ~~~ bool LenthIsLessThan(const string& str, int len) { return str.length()<len; } ~~~ 这个函数看起来比前面一个版本更具有一般性，但是他不能满足count\_if函数的参数要求：count\_if要求的是unary function（仅带有一个参数）作为它的最后一个参数。所以问题来了，怎么样找到以上两个函数的一个折中的解决方案呢？ 这个问题其实可以归结于一个data flow的问题，要设计这样一个函数，使其能够access这个特定的length值，回顾我们已有的知识，有三种解决方案可以考虑： （1）函数的局部变量：     局部变量不能在函数调用中传递，而且caller无法访问。 （2）函数的参数：     这种方法我们已经讨论过了，多个参数不适用于count\_if函数。 （3）全局变量：     我们可以将长度阈值设置成一个全局变量，代码可能像这样： ~~~ 1 int maxLength; 2 bool LengthIsLessThan(const string& str) { 3 return str.length()<maxLength; 4 } 5 int res=count_if(vec.begiin(), vec.end(), LengthIsLessThan); ~~~ 这段代码看似很不错，实则不符合规范，更重要的是，它不优雅。原因有以下几点要考虑： **（1）容易出错：** 　　为什么这么说呢，我们必须先初始化maxLength的值，才能继续接下来的工作，如果我们忘了，则可能无法得到正确答案。此外，变量maxLength和函数LengthIsLessThan之间是没有必然联系的，编译器无法确定在调用该函数前是否将变量初始化，给码农平添负担。 **（2）没有可扩展性：** 　　如果我们每遇到一个类似的问题就新建一个全局变量，尤其是多人合作写代码时，很容易引起命名空间污染（namespace polution）的问题；当范围域内有多个变量时，我们用到的可能不是我们想要的那个。 **（3）全局变量的问题：** 　　每当新建一个全局变量，即使是为了coding的便利，我们也要知道我们应该尽可能的少使用全局变量，因为它的cost很高；而且可能暗示你这里有一些待解决的优化方案。 ## 仿函数（functor）介绍 说了这么多，还是要回到我们原始的那个问题，有什么解决方案呢？答案当然就是这篇blog的正题部分：仿函数。 我们的初衷是想设计一个unary function，使其能做binary function的工作，这看起来并不容易，但是仿函数能解决这个问题。 先来看仿函数的通俗定义： **仿函数（functor）又称为函数对象（function object）是一个能行使函数功能的类。** 仿函数的语法几乎和我们普通的函数调用一样，不过作为仿函数的类，都必须重载operator()运算符，举个例子： ~~~ 1 class Func{ 2 public: 3 void operator() (const string& str) const { 4 cout<<str<<endl; 5 } 6 }; ~~~ ~~~ Func myFunc; myFunc("helloworld!"); >>>helloworld! ~~~ **仿函数其实是上述解决方案中的第四种方案：成员变量。成员函数可以很自然的访问成员变量：** ~~~ class StringAppend{ public: explicit StringAppend(const string& str) : ss(str){} void operator() (const string& str) const{ cout<<str<<' '<<ss<<endl; } private: const string ss; }; StringAppend myFunc("is world"); myFunc("hello "); >>>hello is world ~~~ 我相信这个例子能让你体会到一点点仿函数的作用了；它既能像普通函数一样传入给定数量的参数，还能存储或者处理更多我们需要的有用信息。 让我们回到count\_if的问题中去，是不是觉得问题变得豁然开朗了？ ~~~ class ShorterThan { public: explicit ShorterThan(int maxLength) : length(maxLength) { } bool operator() (const string& str) const { return str.length() < length; } private: const int length; }; ~~~ ~~~ count_if(myVector.begin(), myVector.end(), ShorterThan(length));//直接调用即可 ~~~ 　　这里需要注意的是，不要纠结于语法问题：ShorterThan(length)似乎并没有调用operator()函数？ 其实它调用了，创建了一个临时对象。你也可以自己加一些输出语句看一看。