【C++】STL 容器 - set 集合容器 ⑤ ( 仿函数 functor 简介 | 仿函数 functor 调用 | 自定义类排序规则 - 仿函数 / 重载＜运算符函数 )

韩曙亮

发布于 2023-12-30 08:45:24

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发布于 2023-12-30 08:45:24

文章被收录于专栏：韩曙亮的移动开发专栏

文章目录

一、仿函数 functor
- 1、仿函数 functor 简介
- 2、仿函数 functor 调用
- 3、代码示例 - 仿函数 functor 调用
二、为自定义类元素设置排序规则 - 仿函数 functor
- 1、自定义类排序规则
- 2、仿函数 - 实现自定义类排序规则
- 3、重载 < 运算符函数 - 实现自定义类排序规则

一、仿函数 functor

1、仿函数 functor 简介

在上一篇博客【C++】STL 容器 - set 集合容器 ④ ( 设置 set 集合容器的排序规则 | 默认的 set 集合容器 - 从小到大排列 | 设置容器从大到小排列 | 使用仿函数自定义集合排序规则 ) 中 , 引入了仿函数概念 , 使用仿函数自定义了 set 集合容器的排序规则 ;

set 集合容器的排序规则 , 可以使用函数回调实现 , 函数回调可以使用函数指针实现 , 但是 C++ 语言中 , 提供了仿函数机制 , 可以借助仿函数实现回调函数 ;

仿函数 functor , 又称为 " 函数对象 " , 是一个在许多编程语言中都存在的概念 , 它通常指一个对象 , 该对象能像函数那样被调用 ;

仿函数是一种特殊的类或结构体 , 它可以重载 () 运算符以模拟函数调用 , 仿函数也可以像函数一样被调用 ;

2、仿函数 functor 调用

要调用一个仿函数 functor : 给定如下仿函数 :

struct IntCompare {
	bool operator()(const int& a, const int& b) const volatile {
		return (a < b);	// 降序排序  
	}
};

首先 , 需要创建一个仿函数类的实例对象 ;

	// 创建 仿函数对象
	IntCompare ic;

然后 , 使用对象名和圆括号来调用仿函数 , 就像调用普通函数一样 , 将所需的参数传递给仿函数对象进行调用 ;

	// 通过 仿函数对象 调用仿函数
	bool b = ic(1, 2);

3、代码示例 - 仿函数 functor 调用

在下面的代码示例中 ,

首先 , 定义了一个名为 IntCompare 的仿函数结构体 / 类 , C++ 中结构体就是类 , 该类中重载了 () 运算符 , 判断传入的 2 个参数的大小 ;

然后，创建了一个 IntCompare 实例对象 ic , 通过该 ic 对象调用仿函数 ;

代码示例 :

#include "iostream"
using namespace std;
#include "set"

struct IntCompare {
	bool operator()(const int& a, const int& b) const volatile {
		return (a < b);	// 降序排序  
	}
};

int main() {

	// 创建 仿函数对象
	IntCompare ic;

	// 通过 仿函数对象 调用仿函数
	bool b = ic(1, 2);

	// 打印 仿函数调用结果
	cout << "b = " << b << endl;

	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
	system("pause");

	return 0;
};

执行结果 :

b = 1 Press any key to continue . . .

二、为自定义类元素设置排序规则 - 仿函数 functor

1、自定义类排序规则

在 set 集合容器中 , 默认情况使用 < 运算符对元素进行排序 , 如果集合中的元素没有重载 < 运算符 , 就会出现问题 ;

对于自定义类元素，我们需要提供自定义的排序规则。

如果将自定义类对象元素加入到 set 集合容器中 , 并且该自定义类没有重写 < 运算符 , 就会出现崩溃情况 ;

自定义类排序规则 :

使用仿函数对比两个自定义类对象元素 ;
重载自定义类中的 < 运算符 ;

2、仿函数 - 实现自定义类排序规则

代码示例 :

#include "iostream"
using namespace std;
#include "set"

class Student {
public:
	int age;
	Student(int val) {
		this->age = val;
	};
};

struct StudentCompare {
	bool operator()(const Student& a, const Student& b) const volatile {
		return (a.age < b.age);	// 降序排序  
	}
};

int main() {

	Student s1(9);
	Student s2(5);
	Student s3(2);
	Student s4(7);

	set<Student, StudentCompare> studentSet;

	studentSet.insert(s1);
	studentSet.insert(s2);
	studentSet.insert(s3);
	studentSet.insert(s4);

	// 遍历 set 集合容器
	for (set<Student, StudentCompare>::iterator it = studentSet.begin(); it != studentSet.end(); it++)
	{
		cout << it->age << " ";
	}
	// 回车换行
	cout << endl;

	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
	system("pause");

	return 0;
};

执行结果 :

2 5 7 9 Press any key to continue . . .

3、重载 < 运算符函数 - 实现自定义类排序规则

对于自定义类 , 重载 < 运算符函数 ;

之后将 Student 类实例对象放入 set 集合容器中 , 会自动按照 < 运算符重载函数进行排序 ;

class Student {
public:
	int age;
	Student(int val) {
		this->age = val;
	};

	bool operator<(const Student& b) const {
		return this->age < b.age;
	};
};

代码示例 :

#include "iostream"
using namespace std;
#include "set"

class Student {
public:
	int age;
	Student(int val) {
		this->age = val;
	};

	bool operator<(const Student& b) const {
		return this->age < b.age;
	};
};

struct StudentCompare {
	bool operator()(const Student& a, const Student& b) const volatile {
		return (a.age < b.age);	// 降序排序  
	}
};

int main() {

	Student s1(9);
	Student s2(5);
	Student s3(2);
	Student s4(7);

	// 如果 Student 类没有重载 < 运算符
	// 则必须实现 仿函数 StudentCompare
	// set<Student, StudentCompare> studentSet;

	// 如果 Student 类重载了 < 运算符
	// 可以直接使用该重载运算符函数进行对比
	set<Student> studentSet;

	studentSet.insert(s1);
	studentSet.insert(s2);
	studentSet.insert(s3);
	studentSet.insert(s4);

	// 遍历 set 集合容器
	for (set<Student, StudentCompare>::iterator it = studentSet.begin(); it != studentSet.end(); it++)
	{
		cout << it->age << " ";
	}
	// 回车换行
	cout << endl;

	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
	system("pause");

	return 0;
};

执行结果 :

2 5 7 9 Press any key to continue . . .