私房STL之函数配接器

本文只通过简单的例子介绍函数配接器是如何工作的。

函数对象直接应用的地方较少，它配合实现一些算法（作为算法的参数），于是便有函数配接器。因为通过函数对象，几乎可以实现我们所要的表达式，那么某些算法也确实可以通过函数对象，来得到我们所预期（把预期放在表达式中）的结果。

展示一段代码：

/*摘自C++ standard STL。*/

......
int ia[] = {11,12,13,1,2,3,4,5,6,7};
vector<int> iv(ia,ia+10);
cout << count_if(iv.begin(),iv.end(),bind2nd(less<int>(),10)) << endl;
......

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我们可以试着一步一步展开count_if()函数，

/*摘自C++ standard STL。*/
template<class _InIt,
	class _Pr> inline
	typename iterator_traits<_InIt>::difference_type
		count_if(_InIt _First, _InIt _Last, _Pr _Pred)/*这里。*/
	{	// count elements satisfying _Pred
	return _Count_if(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last), _Pred);
	}
/*count_if()的底层函数。*/
template<class _InIt,
	class _Pr> inline
	typename iterator_traits<_InIt>::difference_type
		_Count_if(_InIt _First, _InIt _Last, _Pr _Pred)
	{	// count elements satisfying _Pred
	_DEBUG_RANGE(_First, _Last);
	_DEBUG_POINTER(_Pred);
	typename iterator_traits<_InIt>::difference_type _Count = 0;

	for (; _First != _Last; ++_First)
		if (_Pred(*_First))
			++_Count;
	return (_Count);
	}

其中，_Pred就是函数对象binder2nd，它在return (std::binder2nd<_Fn2>(_Func, _Val));语句中，被构造出来，同时它重载了“()”操作符，再来看看bind2nd和binder2nd：

/*摘自C++ standard STL。*/
		// TEMPLATE CLASS binder2nd
template<class _Fn2>
	class binder2nd
		: public unary_function<typename _Fn2::first_argument_type,
			typename _Fn2::result_type>
	{	// functor adapter _Func(left, stored)
public:
	typedef unary_function<typename _Fn2::first_argument_type,
		typename _Fn2::result_type> _Base;
	typedef typename _Base::argument_type argument_type;
	typedef typename _Base::result_type result_type;

	binder2nd(const _Fn2& _Func,
		const typename _Fn2::second_argument_type& _Right)
		: op(_Func), value(_Right)
		{	// construct from functor and right operand
		}

	result_type operator()(const argument_type& _Left) const
		{	// apply functor to operands
		return (op(_Left, value));
		}

	result_type operator()(argument_type& _Left) const
		{	// apply functor to operands
		return (op(_Left, value));
		}

protected:
	_Fn2 op;	// the functor to apply
	typename _Fn2::second_argument_type value;	// the right operand
	};

		// TEMPLATE FUNCTION bind2nd
template<class _Fn2,
	class _Ty> inline
	binder2nd<_Fn2> bind2nd(const _Fn2& _Func, const _Ty& _Right)
	{	// return a binder2nd functor adapter
	typename _Fn2::second_argument_type _Val(_Right);
	return (std::binder2nd<_Fn2>(_Func, _Val));
	}

bind2nd()是辅助函数，为的是使用binder2nd（真正的主角）更为方便。

count_if(iv.begin(),iv.end(),bind2nd(less(),10))；中less()在binder12函数对象的构造函数中被作为其内部操作成员（它是一个函数对象）_Fn2 op;

count_if()函数在处理每一个元素的时候，实际调用binder2nd的“()”运算符重载函数，而这个函数当中有调用了其内部操作成员op（其又是一个函数对象less）的“()”运算符重载函数。如此一来，配接成功了。其它的函数配接器做法类似。

总结就是count_if()调用bind2nd()函数，bind2nd()函数实际产生binder2nd函数对象，返回给count_if()做为参数，count_if()再调用更为底层的函数_Count_if()函数。

我们从count_if()的源代码可以得知，count_if(iv.begin(),iv.end(),bind2nd(less(),10))；还可以被改写成，

bool less10(int i)
{
	if(i<10)
		return true;
	return false;
}
......
int ia[] = {11,12,13,1,2,3,4,5,6,7};
vector<int> iv(ia,ia+10);
cout << count_if(iv.begin(),iv.end(),less10) << endl;
......

此时，count_if()中的_Pred就是一函数指针了。所以，函数对象还是可以用一般函数指针替换的。

STL实现的函数配接器：http://www.cplusplus.com/reference/std/functional/

本文完 2012-10-26

Dylan http://daoluan.github.io/

26 October 2012 会持续更新