functional模塊介紹

functional模塊是C++ 11提供了一組函數(shù)對(duì)象和算法，用于增強(qiáng)C++的函數(shù)式編程能力。該模塊中的函數(shù)對(duì)象和算法可以大大簡(jiǎn)化代碼，并提供了一些有用的工具，例如函數(shù)適配器和函數(shù)對(duì)象的組合。

functional模塊中的函數(shù)對(duì)象包括：

• plus：加法函數(shù)對(duì)象，用于將兩個(gè)參數(shù)相加。
• minus：減法函數(shù)對(duì)象，用于將第一個(gè)參數(shù)減去第二個(gè)參數(shù)。
• multiplies：乘法函數(shù)對(duì)象，用于將兩個(gè)參數(shù)相乘。
• divides：除法函數(shù)對(duì)象，用于將第一個(gè)參數(shù)除以第二個(gè)參數(shù)。
• modulus：取模函數(shù)對(duì)象，用于返回第一個(gè)參數(shù)除以第二個(gè)參數(shù)的余數(shù)。
• negate：取反函數(shù)對(duì)象，將參數(shù)取反。

functional模塊中的算法包括：

• bind：將一個(gè)函數(shù)對(duì)象和一些參數(shù)綁定在一起，生成一個(gè)新的函數(shù)對(duì)象。
• mem_fn：將一個(gè)成員函數(shù)包裝成函數(shù)對(duì)象。
• not1：對(duì)一個(gè)函數(shù)對(duì)象進(jìn)行邏輯非運(yùn)算。
• ref：將一個(gè)對(duì)象包裝成一個(gè)引用包裝器。
• cref：將一個(gè)對(duì)象包裝成一個(gè)const引用包裝器。

使用案例

案例一

#include <iostream>
#include <functional>

int main() {
    std::plus<int> plusFunc;
    
    int result = plusFunc(1, 2);  // 將1和2相加，返回3
    
    std::cout << result << std::endl;
    
    return 0;
}

在上面的例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)std::plus<int>的實(shí)例plusFunc，該實(shí)例可以用于將兩個(gè)整數(shù)相加。然后，我們調(diào)用plusFunc函數(shù)對(duì)象，傳入?yún)?shù)1和2，并將返回的結(jié)果賦值給result變量。最后，我們將結(jié)果輸出到控制臺(tái)，得到的輸出結(jié)果是3。

使用std::plus函數(shù)對(duì)象的好處是，它可以與其他函數(shù)對(duì)象和算法結(jié)合使用，例如使用std::transform算法對(duì)一個(gè)容器中的元素進(jìn)行相加操作：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> nums {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> result(nums.size());
    
    std::transform(nums.begin(), nums.end(), nums.begin(), std::negate<int>());
    std::transform(nums.begin(), nums.end(), result.begin(), std::bind(std::plus<int>(), std::placeholders::_1, 2));
    
    for (int num : result) {
        std::cout << num << " ";
    }
    
    return 0;
}

在上面的例子中，我們首先使用std::transform算法和std::negate函數(shù)對(duì)象對(duì)nums容器中的元素進(jìn)行取反操作。然后，使用std::transform算法和std::bind函數(shù)將nums中的每個(gè)元素與2相加，并將結(jié)果存儲(chǔ)在result容器中。最后，我們遍歷result容器并輸出每個(gè)元素的值。輸出結(jié)果為-1 0 1 2 3，表示nums中的每個(gè)元素都加上了2。

這個(gè)例子展示了std::plus函數(shù)對(duì)象的靈活性，它可以與其他函數(shù)對(duì)象和算法結(jié)合使用，簡(jiǎn)化了代碼，并提供了更好的可讀性和可維護(hù)性。

案例二

#include <iostream>
#include <functional>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int subtract(int a, int b) {
    return a - b;
}

int main() {
    std::function<int(int, int)> func1 = add;
    std::function<int(int, int)> func2 = std::bind(subtract, std::placeholders::_2, std::placeholders::_1);
    
    int result1 = func1(1, 2);  // 調(diào)用add函數(shù)，返回3
    int result2 = func2(2, 1);  // 調(diào)用subtract函數(shù)，返回1
    
    std::cout << result1 << std::endl;
    std::cout << result2 << std::endl;
    
    return 0;
}

在上面的例子中，我們定義了兩個(gè)函數(shù)add和subtract，并使用std::function將它們包裝成函數(shù)對(duì)象func1和func2。然后，我們可以像調(diào)用普通函數(shù)一樣使用這些函數(shù)對(duì)象，通過(guò)調(diào)用func1和func2來(lái)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的函數(shù)。輸出結(jié)果分別為3和1。

在這個(gè)例子中，我們使用了bind函數(shù)將subtract函數(shù)的兩個(gè)參數(shù)綁定在一起，然后通過(guò)調(diào)整參數(shù)的順序來(lái)實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算。這是functional模塊中的一個(gè)常見(jiàn)用法，可以用來(lái)生成新的函數(shù)對(duì)象。

案例三

#include <iostream>
#include <functional>

class MyClass {
public:
    void printMessage(const std::string& message) {
        std::cout << message << std::endl;
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    auto printFunc = std::mem_fn(&MyClass::printMessage);
    
    printFunc(obj, "Hello, world!");  // 調(diào)用obj對(duì)象的printMessage函數(shù)，并傳入?yún)?shù)"Hello, world!"
    
    return 0;
}

在上面的例子中，我們定義了一個(gè)名為MyClass的類(lèi)，該類(lèi)具有一個(gè)成員函數(shù)printMessage，用于輸出一條消息。然后，我們創(chuàng)建了一個(gè)MyClass類(lèi)型的對(duì)象obj，并使用std::mem_fn將printMessage函數(shù)轉(zhuǎn)化為一個(gè)函數(shù)對(duì)象printFunc。最后，我們調(diào)用printFunc函數(shù)對(duì)象，傳入obj對(duì)象和字符串參數(shù)"Hello, world!"，從而調(diào)用了obj對(duì)象的printMessage函數(shù)并輸出了消息。

使用std::mem_fn函數(shù)對(duì)象的好處是，它允許我們以通用的方式處理成員函數(shù)指針和成員函數(shù)對(duì)象，可以與其他函數(shù)對(duì)象和算法結(jié)合使用。例如，我們可以通過(guò)std::transform算法將一個(gè)容器中的每個(gè)元素調(diào)用成員函數(shù)并獲取結(jié)果：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>

class MyClass {
public:
    int multiply(int x, int y) {
        return x * y;
    }
};

int main() {
    std::vector<int> nums {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> result(nums.size());
    
    MyClass obj;
    auto multiplyFunc = std::mem_fn(&MyClass::multiply);
    
    std::transform(nums.begin(), nums.end(), result.begin(), std::bind(multiplyFunc, &obj, std::placeholders::_1, 2));
    
    for (int num : result) {
        std::cout << num << " ";
    }
    
    return 0;
}

在上面的例子中，我們定義了一個(gè)名為MyClass的類(lèi)，該類(lèi)具有一個(gè)成員函數(shù)multiply，用于計(jì)算兩個(gè)整數(shù)的乘積。然后，我們創(chuàng)建了一個(gè)MyClass類(lèi)型的對(duì)象obj，并使用std::mem_fn將multiply函數(shù)轉(zhuǎn)化為一個(gè)函數(shù)對(duì)象multiplyFunc。最后，我們使用std::transform算法和std::bind函數(shù)將nums容器中的每個(gè)元素和數(shù)字2傳入multiplyFunc函數(shù)對(duì)象中進(jìn)行計(jì)算，并將結(jié)果存儲(chǔ)在result容器中。最后，我們遍歷result容器并輸出每個(gè)元素的值。輸出結(jié)果為2 4 6 8 10，表示nums中的每個(gè)元素都乘以了2。

這個(gè)例子展示了std::mem_fn函數(shù)對(duì)象的靈活性，它允許我們處理成員函數(shù)指針和成員函數(shù)對(duì)象，并與其他函數(shù)對(duì)象和算法結(jié)合使用，簡(jiǎn)化了代碼，并提供了更好的可讀性和可維護(hù)性。

案例四

#include <iostream>
#include <functional>

void updateValue(int& value) {
    value += 10;
}

int main() {
    int num = 5;
    
    std::cout << "Before update: " << num << std::endl;
    
    std::function<void()> updateFunc = std::bind(updateValue, std::ref(num));
    updateFunc();
    
    std::cout << "After update: " << num << std::endl;
    
    return 0;
}

在上面的例子中，我們定義了一個(gè)名為updateValue的函數(shù)，該函數(shù)接受一個(gè)引用參數(shù)，并將其值增加10。然后，我們創(chuàng)建了一個(gè)名為num的整數(shù)變量，初始值為5。接下來(lái)，我們使用std::ref函數(shù)模板將num對(duì)象轉(zhuǎn)化為一個(gè)引用包裝器，并通過(guò)std::bind函數(shù)將updateValue函數(shù)與引用包裝器綁定到一起，創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)對(duì)象updateFunc。最后，我們調(diào)用updateFunc函數(shù)對(duì)象，從而實(shí)際調(diào)用了updateValue函數(shù)，并傳遞了num對(duì)象的引用作為參數(shù)。輸出結(jié)果為：

Before update: 5
After update: 15

可以看到，通過(guò)使用std::ref函數(shù)模板，我們可以在函數(shù)調(diào)用中傳遞對(duì)象的引用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象的修改。

案例五

#include <iostream>
#include <functional>

void printValue(const int& value) {
    std::cout << "Value: " << value << std::endl;
}

int main() {
    int num = 10;

    std::function<void()> printFunc = std::bind(printValue, std::cref(num));
    printFunc();

    return 0;
}

在上面的例子中，我們定義了一個(gè)名為printValue的函數(shù)，該函數(shù)接受一個(gè)常量引用參數(shù)，并打印該值。然后，我們創(chuàng)建了一個(gè)名為num的整數(shù)變量，初始值為10。接下來(lái)，我們使用std::cref函數(shù)模板將num對(duì)象轉(zhuǎn)化為一個(gè)常量引用包裝器，并通過(guò)std::bind函數(shù)將printValue函數(shù)與常量引用包裝器綁定到一起，創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)對(duì)象printFunc。最后，我們調(diào)用printFunc函數(shù)對(duì)象，從而實(shí)際調(diào)用了printValue函數(shù)，并傳遞了num對(duì)象的常量引用作為參數(shù)。輸出結(jié)果為：

Value: 10

可以看到，通過(guò)使用std::cref函數(shù)模板，我們可以在函數(shù)調(diào)用中傳遞對(duì)象的常量引用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象的只讀訪問(wèn)。

案例六

#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>

bool isOdd(int num) {
    return num % 2 != 0;
}

int main() {
    std::vector<int> nums {1, 2, 3, 4, 5};
    
    std::vector<int> evenNums;
    std::copy_if(nums.begin(), nums.end(), std::back_inserter(evenNums), std::not1(std::ptr_fun(isOdd)));
    
    for (int num : evenNums) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    
    return 0;
}

在上面的例子中，我們定義了一個(gè)名為isOdd的謂詞函數(shù)，該函數(shù)接受一個(gè)整數(shù)參數(shù)，并判斷該整數(shù)是否為奇數(shù)。然后，我們創(chuàng)建了一個(gè)整數(shù)類(lèi)型的vector容器nums，并使用std::copy_if算法和std::not1函數(shù)模板將nums容器中的所有偶數(shù)元素復(fù)制到另一個(gè)vector容器evenNums中。在調(diào)用std::copy_if算法時(shí)，我們使用std::not1函數(shù)模板將isOdd謂詞函數(shù)進(jìn)行否定操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)偶數(shù)元素的篩選。最后，我們遍歷evenNums容器并輸出其中的所有元素。輸出結(jié)果為：

2 4

這個(gè)例子展示了std::not1函數(shù)模板的用途，可以對(duì)謂詞函數(shù)進(jìn)行否定操作，從而實(shí)現(xiàn)相反的邏輯判斷。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，std::not1函數(shù)模板可以用于各種需要對(duì)謂詞函數(shù)進(jìn)行邏輯反操作的場(chǎng)景，例如在STL算法中對(duì)元素進(jìn)行篩選、排序或處理等操作。

到此這篇關(guān)于C++11的functional模塊介紹和使用案例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++11 functional模塊內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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