82-C++函数对象

1、C函数和函数对象

C++ 函数对象 => C语言里面的函数指针

• 这是2个函数调用，看起来一模一样的。
• 实际上有区别：sum在左边代码块是地址，函数名，在右边代码块是对象。
• 我们把有operator()小括号运算符重载函数的对象，称作函数对象，或者称作仿函数

2、使用函数对象的好处

• 上面这个函数不灵活，有的时候我们也想要它们比较小于，或者比较大于又要比较小于。

1、使用C的函数指针的解决方案

#include 
using namespace std;


//使用C的函数指针解决方案
template<typename T>
inline bool mygreater(T a, T b)
{
	return a > b;
}
template<typename T>
inline bool myless(T a, T b)
{
	return a < b;
}

//compare是C++的库函数模板
template<typename T, typename Compare>
bool compare(T a, T b, Compare comp)
{
	//通过函数指针调用函数，是没有办法内联的，效率很低，因为有函数调用开销
	//编译的时候不知道这个函数指针调用的是哪个函数，运行的时候才会跑到这个地址上执行指令
	return comp(a, b);// operator()(a, b);
}
int main()
{
	cout << compare(10, 20, mygreater<int>) << endl;
	cout << compare(10, 20, myless<int>) << endl;

	return 0;
}

cout << compare(10, 20, myless<int>) << endl;
myless<int>: 传入的是函数地址

• 使用函数指针的缺点：没有办法内联，效率很低，因为有函数调用开销。

• 内联函数：在函数调用阶段就已经展开了，节省了函数调用的开销。

2、C++函数对象的版本实现

//C++函数对象的版本实现
template<typename T>
class mygreater
{
public:
	bool operator()(T a, T b)//二元函数对象 几个参数就是几元
	{
		return a > b;
	}
};
template<typename T>
class myless
{
public:
	bool operator()(T a, T b)//二元函数对象 几个参数就是几元
	{
		return a < b;
	}
};

//compare是C++的库函数模板
template<typename T, typename Compare>
bool compare(T a, T b, Compare comp)
{
	return comp(a, b);//是对象了，调用operator()(a, b);
	//函数对象可以内联的，调用效率高
}
int main()
{
	cout << compare(10, 20, mygreater<int>()) << endl;
	cout << compare(10, 20, myless<int>()) << endl;		//myless():临时对象

	return 0;
}

优点：

• 1.通过函数对象调用operator()，可以省略函数的调用开销，比通过函数指针调用函数（不能够inline内联调用）效率高

• 2.因为函数对象是用类生成的，所以可以添加相关的成员变量，用来记录函数对象使用时更多的信息

3、函数对象的使用场景

1、priority_queue

• priority_queue默认是大根堆，堆顶放的是元素最大的值；
  

通过传入一个函数对象（第3个参数）来更改底层的比较元素大小的方式，默认使用less，数值越大，优先级越大。

int main()
{
	priority_queue<int> que1;//vector	默认是大根堆
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		que1.push(rand() % 100);
	}

	while (!que1.empty())
	{
		cout << que1.top() << \" \";
		que1.pop();
	}
	cout << endl;
    //从大到小
	//现在要从小到大 --小根堆
	using MinHeap = priority_queue<int, vector<int>, greater<int>>;
	MinHeap que2;//vector
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		que2.push(rand() % 100);
	}

	while (!que2.empty())
	{
		cout << que2.top() << \" \";
		que2.pop();
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

使用函数对象，将其变为小根堆：

测试结果：

• 上面是大根堆，下面是小根堆。

2、set

set，底层是红黑树，默认从小到大输出

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;


int main()
{
	set<int, greater<int>> set1;	//函数对象——改造成从到到小
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		set1.insert(rand() % 100);
	}

	for (int v : set1)
	{
		cout << v << \" \";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}