探祕C++仿函數

最近喵哥遇到一個問題：如何在不借助額外空間（新建vector等）來實現map自己的想法（不只是表面的升序、降序）排序（sort只適用於順序容器，map並不可以使用）。

如果忽略“不借助額外空間這個要求”，完全可以用一個vector來實現：

#include <iostream>
#include <map>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <string>
#include <vector>
#include <list>

bool secSort(pair<string, int> const x, pair<string, int> const y) {
	return x.second > y.second;
}

int main()
{

	map<string, int> name_score_map;
	name_score_map["LiMin"] = 90;
	name_score_map["ZiLinMi"] = 79;
	name_score_map["BoB"] = 92;
	name_score_map.insert(make_pair("Bing", 99));
	name_score_map.insert(make_pair("Albert", 86));
	//藉助vector實現map按照second排序
	vector<pair<string, int>> vecm(name_score_map.begin(), name_score_map.end());
	sort(vecm.begin(), vecm.end(), secSort());
    return 0;
}

 

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什麼是仿函數？

仿函數（functors）在C++標準中採用的名稱是函數對象（function objects）。仿函數主要用於STL中的算法中，雖然函數指針雖然也可以作爲算法的參數，但是函數指針不能滿足STL對抽象性的要求，也不能滿足軟件積木的要求–函數指針無法和STL其他組件搭配，產生更靈活變化。仿函數本質就是類重載了一個operator()，創建一個行爲類似函數的對象。

使用仿函數必須包含：<functional>頭文件。先看看STL的一個仿函數，less<_Ty>

template<class _Ty = void>
    struct less
    {    // functor for operator<
    _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS typedef _Ty first_argument_type;
    _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS typedef _Ty second_argument_type;
    _CXX17_DEPRECATE_ADAPTOR_TYPEDEFS typedef bool result_type;

    constexpr bool operator()(const _Ty& _Left, const _Ty& _Right) const
        {    // apply operator< to operands
        return (_Left < _Right);
        }
    };

乍一看，挺麻煩的，其實只要抓住幾個要點就可以自定義仿函數了：

1. 仿函數的類必須重載operator()運算符；
2. 重載operator()運算符時必須在函數聲明後面const，即是一個常量成員函數，這是因爲定義的類要跟binder2nd 一致，binder2nd 的 operator() 後面有個 const；

實例

#include <iostream>
#include <map>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <string>
#include <vector>
#include <list>

class secSort {
public:
	bool operator() (string x, string y)const {
		return x.length() > y.length();
	}
};

int main()
{

	map<string, int, secSort> name_score_map;
	name_score_map["LiMin"] = 90;
	name_score_map["ZiLinMi"] = 79;
	name_score_map["BoB"] = 92;
	name_score_map.insert(make_pair("Bing", 99));
	name_score_map.insert(make_pair("Albert", 86));
	return 0;
}

上面代碼中的secSort就是一個仿函數，在定義仿函數類的時候可以不表明繼承了binary_function與unary_function，其實在編譯的時候可以自動識別出，一個現象就是：如果重載operator()時不是常量成員函數，那麼就會報錯。

上述仿函數實現的是：按照key（string類型）的長度大小排序。如果要實現按照value排序，可以直接在secSort類中把重載函數的參數改爲int嗎？這是絕對不可以的，因爲map默認是按照key值排序的。

事實上，STL中pair的排序方式決定了map的排序。

template<class _T1, class _T2>  
  inline bool  
  operator<(const pair<_T1, _T2>& __x, const pair<_T1, _T2>& __y)  
  { return __x.first < __y.first  
           || (!(__y.first < __x.first) && __x.second < __y.second); } 

STL源碼中pair已經重載了<號，所以不可以在定義map的時候按照value排序，但是可以參照第一段代碼用vector實現按照value排序。