C++可調用對象學習筆記

可調用對象定義：

具有函數行爲或功能的一組語句視爲可調用對象；一組執行任務的語句都可以視爲一個函數，一個可調用對象。在程序設計的過程中，我們習慣於把那些具有複用性的一組語句抽象爲函數，把變化的部分抽象爲函數的參數。C++中具有函數這種行爲的方式有很多。

1.普通函數 
2.類成員函數
3.類靜態函數
4.函數指針
5.重載了函數調用運算符的類(該類的對象又稱爲：函數對象或仿函數)
6.Lamada表達式
7.標準庫function類型
8.標準庫bind函數

1、    普通函數定義與調用很簡單，不再贅述。
2、    3、類成員函數與類靜態成員函數的區別
（1）類靜態成員函數被類的所有的對象共有，不屬於某一個對象。通過類名::就可以直接調用。
（2）類成員函數的參數列表中隱含着類this指針，類靜態成員函數跟普通的成員函數比，沒有隱藏的this指針作爲參數。這一點可用於封裝線程類。
（3）靜態成員函數只可以訪問靜態成員變量。

4、    函數指針
(1)函數指針：指向函數的指針變量。 因此“函數指針”本身首先應是指針變量，只不過該指針變量指向了函數。
(2)函數指針有兩個用途：調用函數和做函數的參數。
(3)函數指針的聲明方法爲：
返回值類型 ( * 指針變量名) ([形參列表]);

 demo:

#include <iostream>

using namespace std;
// 聲明一個compute函數指針；該函數指針指向：有兩個int型參數並且返回值爲int型的函數，這也是該指針的類型
typedef int(*compute)(int, int);

int max(int x, int y) { return x >= y ? x : y; }
int min(int x, int y) { return x <= y ? x : y; }
int add(int x, int y) { return x + y; }
int multiply(int x, int y) { return x * y; }

// 一個包含函數指針作爲回調的函數
int compute_x_y(int x, int y, int(*compute)(int, int))
{
	//調用回調函數
	return compute(x, y);
}

int main(void)
{
	int x = 2;
	int y = 5;
	std::cout << "max: " << compute_x_y(x, y, max) << std::endl; // max: 5
	std::cout << "min: " << compute_x_y(x, y, min) << std::endl; // min: 2
	std::cout << "add: " << compute_x_y(x, y, add) << std::endl; // add: 7
	std::cout << "multiply: " << compute_x_y(x, y, multiply) << std::endl; // multiply: 10

	// 無捕獲的lambda可以轉換爲同類型的函數指針
	auto sum = [](int x, int y)->int { return x + y; };
	std::cout << "sum: " << compute_x_y(x, y, sum) << std::endl; // sum: 7

	getchar();
	return 0;
}

5.重載了函數調用運算符的類(該類的對象又稱爲：函數對象或仿函數)
（1）函數對象：就是一個重載'()'運算符的類的對象。這樣就可以直接使用‘對象名()’的方式，這跟調用函數一樣，所以稱謂函數對象。函數對象（function object）是一個程序設計的對象允許被當作普通函數來調用。C++函數對象實質上是運算符“()”（操作符）重載。
（2）函數對象：
【1】函數對象是指該對象具備函數的行爲；
【2】函數對象,是通過()函數調用運算符聲明得到的，然後便能通過函數方式來調用該對象了；
【3】()函數調用運算符可以定義不同參數的多個重載函數；
【4】()函數調用運算符只能通過類的成員函數重載，不能通過全局函數；
【5】函數對象用於在工程中取代函數指針。

（3）函數對象與普通函數區別
函數對象，可以封裝自己的成員以及其它函數,所以能夠更好的面向對象。
普通函數，往往只具備邏輯關係,並且沒有固定的成員,因爲普通函數一被調用完後,裏面的內容便被摧毀了,除非使用全局變量,但是全局變量又不具備封裝性。
（4）Demo

#include <iostream>

using namespace std;

class Functor
{
public:
	int operator()(int a, int b)
	{
		return a < b;
	}
};

int main()
{
	Functor f;
	int a = 5;
	int b = 7;
	int ans = f(a, b);
}

6.    Lamada表達式
6.1、定義
Lambda函數，又可以稱爲Lambda表達式或者匿名函數。在C++11中加入標準。定義形式如下：
                                 [captures list] (parameters list) -> return type { function body}
captures list(捕獲列表)，是一個lambda所在函數定義的局部變量的列表（通常爲空）；
parameters list，爲匿名函數參數列表，當匿名函數沒有參數時，可以省略。
->return type，指定匿名函數返回值類型，可以忽略，c++11的特性，可以自動類型推導。
function body，部分爲函數體，包括一系列語句
除捕獲列表外，參數列表、函數體與普通函數一樣。返回值類型，必須 使用尾置返回來指定返回類型；尾置返回類型跟在形參列表後面以一個->符號開頭，爲了表示函數真正的返回類型跟在形參列表之後，我們在本應該出現返回類型的地方放置一個auto。

bool func1(int i) { return i % 3 == 0; }
//函數func1()對應的lambda表達式爲：
auto func2 = [](int x) -> bool { return x % 3 == 0; };
//省略返回值類型
auto func3 = [](int x) { return x % 3 == 0; };

6.2、Lambda函數捕獲列表

與普通函數最大的區別是，Lambda函數還可以通過捕獲列表訪問一些上下文中的數據。具體地，捕捉列表[]中變量，可以被Lambda函數使用。

下面是各種捕獲選項：
[] ：  不捕獲任何變量
[&] ：捕獲外部作用域中所有變量，並作爲引用在匿名函數體中使用
[=]： 捕獲外部作用域中所有變量，並拷貝一份在匿名函數體中使用
[x, &y]：x按值捕獲, y按引用捕獲
[&, x]：  x按值捕獲. 其它變量按引用捕獲
[=, &y]：y按引用捕獲. 其它變量按值捕獲
[this] ：捕獲當前類中的this指針，如果已經使用了&或者=就默認添加此選項

6.3、Lambda函數的優點/作用
（1）定義位於使用的地方的附近，Lambda是理想的選擇，因爲其定義和使用在同一個地方進行。
（2）簡潔，與函數對象相比，Lambda函數不需要定義一個類，可以在其它函數內部定義。
（3）效率，函數指針方法阻止了內聯，因爲編譯器不會內聯其地址被獲取的函數。而函數符和Lambda函數通常不會阻止內聯。
（4）功能，Lambda可以訪問作用域內的任何動態變量，把要捕獲的變量放在中括號內。[&]讓你能夠按引用訪問所有動態變量。

補充：謂詞函數與可調用對象：
接受一個參數的函數，叫做一元函數，如果一元函數返回布爾值，則該函數成爲一元謂詞；這種函數可供STL算法進行判斷。常用於find_if、remove_if以滿足相應的情況來查找或者刪除。接受兩個參數的函數爲二元函數，如果返回一個布爾值，則該函數稱爲二元謂詞；這種函數用於諸如std::sort等STL函數中，如下使用二元謂詞對存儲std::string 值的容器進行不區分大小寫的排序；二元謂詞，在判斷兩個對象時經常使用到。
但是，如果在一個算法使用中，需要更多的參數，超出了對謂詞的限制，則可以考慮lambda表達式。即多元謂詞（多個參數）的情形，我們可以用lambda表達式來充當謂詞。同理，函數、函數指針、重載了函數調用運算符的類都可以當作謂詞。

7.    標準庫function類型(C++ Primer14.8.3)
8.    標準庫bind函數(C++ Primer10.3.4)
注：7、8編程暫未遇到，有待學習。

參考：

 https://blog.csdn.net/u010984552/article/details/53634513
 http://blog.sina.com.cn/s/blog_720484f101016q04.html