目录

1. 函数对象基类

  • std::function
    一个通用的函数包装器，可以存储、复制和调用任何可调用对象（如函数、lambda 表达式、函数指针、仿函数等）。
    示例：
  #include <functional>
  #include <iostream>

  void print() { std::cout << "Hello\n"; }

  int main() {
      std::function<void()> f = print; // 包装函数
      f(); // 调用
      return 0;
  }

2. 绑定器

  • std::bind
    用于将函数的参数绑定到特定值，或重新排列参数顺序，返回一个新的可调用对象。
    示例：
  #include <functional>
  #include <iostream>

  void add(int a, int b) { std::cout << a + b << "\n"; }

  int main() {
      auto f = std::bind(add, 10, std::placeholders::_1); // 绑定 a=10，b 留空
      f(5); // 输出 15
      return 0;
  }
  • std::placeholders::_1, _2, … 是占位符，表示未绑定的参数。

3. 预定义的函数对象

<functional> 提供了一些内置的函数对象，用于常见的运算：

  • 算术运算：std::plus, std::minus, std::multiplies, std::divides, std::modulus, std::negate
  • 比较运算：std::equal_to, std::not_equal_to, std::greater, std::less, std::greater_equal, std::less_equal
  • 逻辑运算：std::logical_and, std::logical_or, std::logical_not
  • 位运算：std::bit_and, std::bit_or, std::bit_xor, std::bit_not

示例：

#include <functional>
#include <iostream>

int main() {
    std::plus<int> add; // 加法函数对象
    std::cout << add(3, 4) << "\n"; // 输出 7
    return 0;
}

4. 函数适配器

  • std::ref 和 std::cref
    用于创建引用包装器，避免拷贝，通常与 std::bind 或其他需要引用的场景配合使用。
    示例：
  #include <functional>
  #include <iostream>

  void increment(int& x) { x++; }

  int main() {
      int a = 5;
      auto f = std::bind(increment, std::ref(a)); // 传递引用
      f();
      std::cout << a << "\n"; // 输出 6
      return 0;
  }

5. 其他工具

  • std::mem_fn
    用于将成员函数包装成可调用对象。
    示例：
  #include <functional>
  #include <iostream>

  struct MyClass {
      void print() { std::cout << "Hello\n"; }
  };

  int main() {
      MyClass obj;
      auto f = std::mem_fn(&MyClass::print);
      f(obj); // 输出 "Hello"
      return 0;
  }

6. 注意事项

  • <functional> 中的工具在现代 C++ 中常与 lambda 表达式结合使用，lambda 在许多场景下可以替代 std::bind 和函数对象。
  • 使用 std::function 和 std::bind 时会有一定的性能开销，适用于需要灵活性而非极致性能的场景。

7. 参考资料

以下是一些权威的参考资料链接，帮助你深入了解 <functional>：

  1. C++ Reference – <functional>
    详细的官方文档，包含所有函数和类的说明及示例。
  2. Microsoft C++ Documentation – <functional>
    Microsoft 提供的标准库文档，适合快速查阅。
  3. GNU libstdc++ Documentation
    GCC 的标准库实现文档，适合了解底层细节。

如果你有具体问题或需要更详细的代码示例，可以告诉我，我会进一步协助你！