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函数对象

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函数对象
位操作 (C++20)
(C++11)
关系运算符 (在 C++20 中弃用)
 
函数对象
函数调用
(C++17)(C++23)
恒等函数对象
(C++20)
透明运算符包装器
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)  
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)
(C++14)

旧式绑定器和适配器
(直到 C++17*)
(直到 C++17*)
(直到 C++17*)
(直到 C++17*)
(直到 C++17*)  
(直到 C++17*)
(直到 C++17*)(直到 C++17*)(直到 C++17*)(直到 C++17*)
(直到 C++20*)
(直到 C++20*)
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(直到 C++17*)
(直到 C++17*)(直到 C++17*)(直到 C++17*)(直到 C++17*)
(直到 C++20*)
(直到 C++20*)
 

函数对象 是为其定义了函数调用运算符的任何对象。 C++ 提供了许多内置的函数对象，以及对创建和操作新函数对象的支持。

目录

[编辑] 函数调用

仅用于演示的操作 INVOKE(f, arg_0, arg_1, arg_2, ..., arg_N) 定义如下

令类型 Obj 为 arg_0 的非限定类型 (即，std::remove_cv<std::remove_reference<decltype(arg_0)>::type>::type)

  • 若 f 是类 C 的成员函数指针，则 INVOKE(f, obj, arg_1, arg_2, ..., arg_N) 等价于
  • (obj.*f)(arg_1, arg_2, ..., arg_N) (在对象上调用成员函数)。
  • (obj.get().*f)(arg_1, arg_2, ..., arg_N) (在特殊引用的对象上调用成员函数)。
  • 否则
  • ((*obj).*f)(arg_1, arg_2, ..., arg_N) (在解引用的对象上调用成员函数)。
  • 否则，若 N == 0 且 f 是类 C 的数据成员指针，则 INVOKE(mptr, obj) 等价于
  • obj.*mptr (访问对象的数据成员)。
  • obj.get().*mptr (访问特殊引用的对象的数据成员)。
  • 否则
  • (*obj).*mptr (访问解引用的对象的数据成员)。
  • 否则
  • INVOKE(f, arg_0, arg_1, arg_2, ..., arg_N) 等价于 f(arg_0, arg_1, arg_2, ..., arg_N) (调用可调用对象)。


仅用于演示的操作 INVOKE<R>(f, arg_0, arg_1, arg_2, ..., arg_N) 定义如下

  • 若 R 是 (可能带有 cv 限定的) void
  • static_cast<void>(INVOKE(f, arg_0, arg_1, arg_2, ..., arg_N)).
  • 否则
  • INVOKE(f, arg_0, arg_1, arg_2, ..., arg_N) 隐式转换为 R。

令类型 Actual 为 decltype(INVOKE(f, arg_0, arg_1, arg_2, ..., arg_N))

  • INVOKE<R>(f, arg_0, arg_1, arg_2, ..., arg_N) 是病式的。
 (自 C++23 起)
 (自 C++11 起)


std::invoke 和 std::invoke_r(自 C++23 起) 可以根据 INVOKE 和 INVOKE<R>(自 C++23 起) 的规则，使用给定的参数调用任何 可调用 对象。

(C++17)(C++23)
 使用给定参数调用任何 可调用 对象，并可以指定返回类型(自 C++23 起)
(函数模板) [编辑]

[编辑] 函数包装器

这些多态包装器类为存储任意函数对象提供支持。

(C++11)
 任何可复制构造的可调用对象的可复制包装器
(类模板) [编辑]
(C++23)
 任何在其给定调用签名中支持限定符的可调用对象的仅移动包装器
(类模板) [编辑]
(C++26)
 任何在其给定调用签名中支持限定符的可复制构造的可调用对象的可复制包装器
(类模板) [编辑]
(C++26)
 任何可调用对象的非拥有包装器
(类模板) [编辑]
(C++11)
 当调用空的 std::function 时抛出的异常
(类) [编辑]
(C++11)
 从成员指针创建函数对象
(函数模板) [编辑]

[编辑] 恒等

std::identity 是恒等函数对象：它返回其参数不变。

(C++20)
 返回其参数不变的函数对象
(类) [编辑]

[编辑] 偏函数应用

std::bind_front 和 std::bind 为 偏函数应用提供支持，即绑定参数到函数以生成新函数。

(C++20)(C++23)
 按顺序将可变数量的参数绑定到函数对象
(函数模板) [编辑]
(C++11)
 将一个或多个参数绑定到函数对象
(函数模板) [编辑]
(C++11)
 指示对象是 std::bind 表达式或可用作表达式
(类模板) [编辑]
(C++11)
 指示对象是标准占位符或可用作占位符
(类模板) [编辑]
定义于命名空间 std::placeholders
(C++11)
 std::bind 表达式中未绑定参数的占位符
(常量) [编辑]

[编辑] 求反器

std::not_fn 创建一个函数对象，该对象否定传递给它的可调用对象的结果。

(C++17)
 创建一个函数对象，该对象返回它所持有的函数对象结果的补码
(函数模板) [编辑]

[编辑] 搜索器

提供了实现多种字符串搜索算法的搜索器，可以直接使用，也可以与 std::search 一起使用。

(C++17)
 标准 C++ 库搜索算法实现
(类模板) [编辑]
(C++17)
 Boyer-Moore 搜索算法实现
(类模板) [编辑]
(C++17)
 Boyer-Moore-Horspool 搜索算法实现
(类模板) [编辑]

[编辑] 引用包装器

引用包装器允许将引用参数存储在可复制的函数对象中

(C++11)
 可复制构造 和 可复制赋值 引用包装器
(类模板) [编辑]
(C++11)(C++11)
 创建一个 std::reference_wrapper，其类型从其参数推导而来
(函数模板) [编辑]
(C++20)(C++20)
 获取包装在 std::reference_wrapper 中的引用类型
(类模板) [编辑]

透明函数对象

关联容器 和 无序关联容器(自 C++20 起) 提供异构查找 和擦除(自 C++23 起) 操作，但只有当提供的函数对象类型 T 是透明的 时才启用：限定标识符 T::is_transparent 有效并表示一个类型。

标准库中的所有透明函数对象类型都定义了一个嵌套类型 is_transparent。 但是，用户定义的透明函数对象类型不需要直接提供 is_transparent 作为嵌套类型：它可以定义在基类中，只要 T::is_transparent 满足上面陈述的透明要求即可。

 (自 C++14 起)

[编辑] 运算符函数对象

C++ 定义了以下函数对象，它们表示常见的算术和逻辑运算。

void 特化从其参数推导其参数类型和返回类型，它们都是 透明的。

 (自 C++14 起)
算术运算
 实现 x + y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x + y，推导参数和返回类型的函数对象
(类模板特化) [编辑]
 实现 x - y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x - y，推导参数和返回类型的函数对象
(类模板特化) [编辑]
 实现 x * y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x * y，推导参数和返回类型的函数对象
(类模板特化) [编辑]
 实现 x / y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x / y，推导参数和返回类型的函数对象
(类模板特化) [编辑]
 实现 x % y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x % y，推导参数和返回类型的函数对象
(类模板特化) [编辑]
 实现 -x 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 -x，推导参数和返回类型的函数对象
(类模板特化) [编辑]
比较
 实现 x == y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x == y，推导参数和返回类型的函数对象
(类模板特化) [编辑]
 实现 x != y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x != y，推导参数和返回类型的函数对象
(类模板特化) [编辑]
 实现 x > y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x > y，推导参数和返回类型的函数对象
(类模板特化) [编辑]
 实现 x < y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 x < y 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
 函数对象，实现 x >= y
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 x >= y 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
 函数对象，实现 x <= y
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 x <= y 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
逻辑运算
 函数对象，实现 x && y
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 x && y 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
 函数对象，实现 x || y
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 x || y 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
 函数对象，实现 !x
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 !x 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
位运算
 函数对象，实现 x & y
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 x & y 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
 函数对象，实现 x | y
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 x | y 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
 函数对象，实现 x ^ y
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 x ^ y 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 ~x
(类模板) [编辑]
(C++14)
 函数对象，实现 ~x 推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]


受约束的比较函数对象

下列比较函数对象是受约束的。

  • 相等运算符 (ranges::equal_to 和 ranges::not_equal_to) 要求参数类型满足 equality_comparable_with。
  • 关系运算符 (ranges::less, ranges::greater, ranges::less_equal, 和 ranges::greater_equal) 要求参数类型满足 totally_ordered_with。
  • 三路比较运算符 (compare_three_way) 要求类型模型为 three_way_comparable_with。

所有这些函数对象都是透明的。

(C++20)
 受约束的函数对象，实现 x == y
(类) [编辑]
(C++20)
 受约束的函数对象，实现 x != y
(类) [编辑]
(C++20)
 受约束的函数对象，实现 x < y
(类) [编辑]
(C++20)
 受约束的函数对象，实现 x > y
(类) [编辑]
(C++20)
 受约束的函数对象，实现 x <= y
(类) [编辑]
(C++20)
 受约束的函数对象，实现 x >= y
(类) [编辑]
(C++20)
 受约束的函数对象，实现 x <=> y
(类) [编辑]
 (自 C++20 起)


辅助项

以下仅为说明用途的项目用于标准库中的多个组件，但它们不是标准库接口的一部分。

template< class Fn, class... Args >

concept /*callable*/ =
    requires (Fn&& fn, Args&&... args) {
        std::forward<Fn>(fn)(std::forward<Args>(args)...);

    };
 (1) (仅作演示*)
template< class Fn, class... Args >

concept /*nothrow-callable*/ =
    /*callable*/<Fn, Args...> &&
    requires (Fn&& fn, Args&&... args) {
        { std::forward<Fn>(fn)(std::forward<Args>(args)...) } noexcept;

    };
 (2) (仅作演示*)
template< class Fn, class... Args >
using /*call-result-t*/ = decltype(std::declval<Fn>()(std::declval<Args>()...));
 (3) (仅作演示*)
template< const auto& T >
using /*decayed-typeof*/ = decltype(auto(T));
 (4) (仅作演示*)
(自 C++26 起)


旧式绑定器和适配器

一些提供早期函数式支持的实用工具已被弃用并移除

基类
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 适配器兼容的unary函数基类
(类模板) [编辑]
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 适配器兼容的binary函数基类
(类模板) [编辑]
绑定器
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 函数对象，持有二元函数及其一个参数
(类模板) [编辑]
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 将一个参数绑定到二元函数
(函数模板) [编辑]
函数适配器
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 指向unary函数的指针的适配器兼容包装器
(类模板) [编辑]
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 指向binary函数的指针的适配器兼容包装器
(类模板) [编辑]
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 从函数指针创建适配器兼容的函数对象包装器
(函数模板) [编辑]
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 指向nullary或unary成员函数的指针的包装器，可使用指向对象的指针调用
(类模板) [编辑]
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 从成员函数指针创建包装器，可使用指向对象的指针调用
(函数模板) [编辑]
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 指向nullary或unary成员函数的指针的包装器，可使用对象的引用调用
(类模板) [编辑]
(在 C++11 中已弃用)(在 C++17 中已移除)
 从成员函数指针创建包装器，可使用对象的引用调用
(函数模板) [编辑]
(在 C++17 中已弃用)(在 C++20 中已移除)
 包装器函数对象，返回它所持有的unary谓词的补码
(类模板) [编辑]
(在 C++17 中已弃用)(在 C++20 中已移除)
 包装器函数对象，返回它所持有的binary谓词的补码
(类模板) [编辑]
(在 C++17 中已弃用)(在 C++20 中已移除)
 构造自定义的 std::unary_negate 对象
(函数模板) [编辑]
(在 C++17 中已弃用)(在 C++20 中已移除)
 构造自定义的 std::binary_negate 对象
(函数模板) [编辑]
 (直到 C++20)

[编辑] 缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR 应用于 已发布行为 正确行为
LWG 185 C++98 使用函数对象提高了程序效率 移除该声明
LWG 660 C++98 位运算的函数对象缺失 已添加
LWG 2149 C++98 需要接受一个或两个参数的函数对象
提供嵌套类型以表示参数和返回类型		 不需要
LWG 2219 C++11 INVOKE 未能正确处理 std::reference_wrapper 已正确处理
LWG 2420 C++11 如果 R 是 void，INVOKE<R> 不会丢弃返回值 在这种情况下丢弃返回值
LWG 2926
(P0604R0)		 C++11 带有返回值的 INVOKE 操作的语法
类型 R 为 INVOKE(f, t1, t2, ..., tN, R)		 已更改为
INVOKE<R>(f, t1, t2, ..., tN)
LWG 3655 C++11 INVOKE 未能正确处理联合体
由于 LWG issue 2219 的解决		 已正确处理
检索自“https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/utility/functional&oldid=173965”