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函数对象

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函数对象
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(C++11)
关系运算符 (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*)
(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*)
 

函数对象是定义了函数调用操作符的任何对象。C++ 提供了许多内置函数对象，并支持创建和操作新的函数对象。

目录

[编辑] 函数调用

仅用于解释的操作 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）

  • 如果 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，如果 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）。


仅用于解释的操作 INVOKE<R>(f, arg_0, arg_1, arg_2, ..., arg_N) 定义如下：

  • 如果 R 是（可能带有 cv 限定符的）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) 格式错误。
 (C++23 起)
 (C++11 起)


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

(C++17)(C++23)
 用给定参数调用任何可调用对象，并可能指定返回类型(C++23 起)
(函数模板) [编辑]

[编辑] 函数包装器

这些多态包装器类提供存储任意函数对象的支持。

(C++11)
 任何可复制构造的可调用对象的包装器
(类模板) [编辑]
(C++23)
 任何支持给定调用签名中限定符的可调用对象的仅移动包装器
(类模板) [编辑]
(C++26)
 任何可复制构造的可调用对象的包装器，支持给定调用签名中的限定符
(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)
 调用空的 std::function 时抛出的异常
(类) [编辑]
(C++11)
 从指向成员的指针创建函数对象
(函数模板) [编辑]

[编辑] 标识

std::identity 是标识函数对象：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] 局部函数应用

std::bind_front 和 std::bind 提供对局部函数应用的支持，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)
 指示一个对象是 `std::bind` 表达式或可用作 `std::bind` 表达式
(类模板) [编辑]
(C++11)
 指示一个对象是标准占位符或可用作标准占位符
(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] 否定器

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

(C++17)
 创建函数对象，该对象返回其所持函数对象结果的补数
(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，它们可以直接使用或与 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)
 创建一个类型从其参数推导的 std::reference_wrapper
(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(C++20 起) 提供异构查找和擦除(C++23 起)操作，但它们仅在提供的函数对象类型 T 为透明时才启用：合格标识符 T::is_transparent 是有效的并表示一个类型。

标准库中所有透明函数对象类型都定义了一个嵌套类型 is_transparent。然而，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：它可以在基类中定义，只要 T::is_transparent 满足上述透明要求。

 (C++14 起)

[编辑] 运算符函数对象

C++ 定义了以下表示常见算术和逻辑运算的函数对象。

void 特化从它们的参数推导出它们的参数类型和返回类型，它们都是透明的。

 (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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
逻辑运算
 实现 x && y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x && y 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
位运算
 实现 x & y 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 x & y 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(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 的函数对象，推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]
(C++14)
 实现 ~x 的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++14)
 实现 ~x 的函数对象，推导参数和返回类型
(类模板特化) [编辑]


受限比较函数对象

以下比较函数对象是受限的。

  • 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）要求类型建模three_way_comparable_with。

所有这些函数对象都是透明的。

(C++20)
 实现 x == y 的受限函数对象
(类) [编辑]
(C++20)
 实现 x != y 的受限函数对象
(类) [编辑]
(C++20)
 实现 x < y 的受限函数对象
(类) [编辑]
(C++20)
 实现 x > y 的受限函数对象
(类) [编辑]
(C++20)
 实现 x <= y 的受限函数对象
(类) [编辑]
(C++20)
 实现 x >= y 的受限函数对象
(类) [编辑]
(C++20)
 实现 x <=> y 的受限函数对象
(类) [编辑]
 (C++20 起)


辅助项 (Helper items)

以下仅用于解释的项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) (仅作说明*)
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) (仅作说明*)
template< class Fn, class... Args >
using /*call-result-t*/ = decltype(std::declval<Fn>()(std::declval<Args>()...));
 (3) (仅作说明*)
template< const auto& T >
using /*decayed-typeof*/ = decltype(auto(T));
 (4) (仅作说明*)
(C++26 起)


旧绑定器和适配器

一些提供了早期函数支持的实用工具已被弃用和移除

基类
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 与适配器兼容的一元函数基类
(类模板) [编辑]
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 与适配器兼容的二元函数基类
(类模板) [编辑]
绑定器
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 保存二元函数及其一个参数的函数对象
(类模板) [编辑]
(C++11 中已废弃)(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
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 指向一元函数的指针的适配器兼容包装器
(类模板) [编辑]
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 指向二元函数的指针的适配器兼容包装器
(类模板) [编辑]
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 从函数指针创建适配器兼容函数对象包装器
(函数模板) [编辑]
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 指向无参或一元成员函数的指针的包装器，可使用对象指针调用
(类模板) [编辑]
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 从成员函数指针创建包装器，可使用对象指针调用
(函数模板) [编辑]
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 指向无参或一元成员函数的指针的包装器，可使用对象引用调用
(类模板) [编辑]
(C++11 中已废弃)(C++17 中已移除)
 从成员函数指针创建包装器，可使用对象引用调用
(函数模板) [编辑]
(C++17 中已弃用)(C++20 中已移除)
 返回其所持一元谓词补集的包装函数对象
(类模板) [编辑]
(C++17 中已弃用)(C++20 中已移除)
 返回其所持二元谓词补集的包装函数对象
(类模板) [编辑]
(C++17 中已弃用)(C++20 中已移除)
 构造自定义的 std::unary_negate 对象
(函数模板) [编辑]
(C++17 中已弃用)(C++20 中已移除)
 构造自定义的 std::binary_negate 对象
(函数模板) [编辑]
 (C++20 前)

[编辑] 缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 发布时的行为 正确的行为
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 缺少位运算的函数对象 已添加
LWG 2149 C++98 接受一个或两个参数的函数对象被要求
提供嵌套类型以表示参数和结果类型		 未要求
LWG 2219 C++11 INVOKE 没有正确处理 std::reference_wrapper 正确处理
LWG 2420 C++11 如果 R 是 void，INVOKE<R> 没有丢弃返回值 在此情况下丢弃返回值
LWG 2926
(P0604R0)		 C++11 带有返回类型 R 的 INVOKE 操作的语法是
INVOKE(f, t1, t2, ..., tN, R)		 更改为
INVOKE<R>(f, t1, t2, ..., tN)
LWG 3655 C++11 INVOKE 没有正确处理联合体
由于 LWG issue 2219 的决议		 正确处理
取自 "https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/utility/functional&oldid=173965"