RTY 實(shí)踐出真知

在C++編程語(yǔ)言中，有很多功能都與C語(yǔ)言相通，比如指針的應(yīng)用等等。在這里我們介紹的則是一種類似于函數(shù)指針的C++函數(shù)對(duì)象的相關(guān)介紹。C++函數(shù)對(duì)象不是函數(shù)指針。但是，在程序代碼中，它的調(diào)用方式與函數(shù)指針一樣，后面加個(gè)括號(hào)就可以了。這是入門級(jí)的隨筆，說的是函數(shù)對(duì)象的定義，使用，以及與函數(shù)指針，成員函數(shù)指針的關(guān)系。

C++函數(shù)對(duì)象實(shí)質(zhì)上是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了operator()--括號(hào)操作符--的類。例如：

    
class Add  
    
{  
    
public:  
    
int operator()(int a, int b)  
    
{  
    
return a + b;  
    
}  
    
};  
    
Add add; // 定義函數(shù)對(duì)象  
    
cout << add(3,2); // 5 

函數(shù)指針版本就是：

    
int AddFunc(int a, int b)  
    
{  
    
return a + b;  
    
}  
    
typedef int (*Add) (int a, int b);  
    
Add add = &AddFunc;  
    
cout << add(3,2); // 5 

呵呵，除了定義方式不一樣，使用方式可是一樣的。都是：

    
cout << add(3,2); 

既然C++函數(shù)對(duì)象與函數(shù)指針在使用方式上沒什么區(qū)別，那為什么要用函數(shù)對(duì)象呢？很簡(jiǎn)單，函數(shù)對(duì)象可以攜帶附加數(shù)據(jù)，而指針就不行了。下面就舉個(gè)使用附加數(shù)據(jù)的例子：

    
class less  
    
{  
    
public:  
    
less(int num):n(num){}  
    
bool operator()(int value)  
    
{  
    
return value < n;  
    
}  
    
private:  
    
int n;  
    
}; 

使用的時(shí)候：

    
less isLess(10);  
    
cout << isLess(9) << " " << isLess(12); // 輸出 1 0 

這個(gè)例子好象太兒戲了，換一個(gè)：

    
const int SIZE = 5;  
    
int array[SIZE] = { 50, 30, 9, 7, 20};  
    
// 找到小于數(shù)組array中小于10的第一個(gè)數(shù)的位置  
    
int * pa = std::find_if(array, array + SIZE, less(10)); 

    // pa 指向 9 的位置  
    
// 找到小于數(shù)組array中小于40的第一個(gè)數(shù)的位置  
    
int * pb = std::find_if(array, array + SIZE, less(40));　

    // pb 指向 30 的位置 

這里可以看出C++函數(shù)對(duì)象的方便了吧？可以把附加數(shù)據(jù)保存在函數(shù)對(duì)象中，是函數(shù)對(duì)象的優(yōu)勢(shì)所在。
它的弱勢(shì)也很明顯，它雖然用起來象函數(shù)指針，但畢竟不是真正的函數(shù)指針。在使用函數(shù)指針的場(chǎng)合中，它就無能為力了。例如，你不能將函數(shù)對(duì)象傳給qsort函數(shù)！因?yàn)樗唤邮芎瘮?shù)指針。

要想讓一個(gè)函數(shù)既能接受函數(shù)指針，也能接受函數(shù)對(duì)象，最方便的方法就是用模板。如：

    
template<typename FUNC> 
    
int count_n(int* array, int size, FUNC func)  
    
{  
    
int count = 0;  
    
for(int i = 0; i < size; ++i)  
    
if(func(array[i]))  
    
count ++;  
    
return count;  
    
} 

這個(gè)函數(shù)可以統(tǒng)計(jì)數(shù)組中符合條件的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，如：

    
const int SIZE = 5;  
    
int array[SIZE] = { 50, 30, 9, 7, 20};  
    
cout << count_n(array, SIZE, less(10)); // 2  
    
用函數(shù)指針也沒有問題：  
    
bool less10(int v)  
    
{  
    
return v < 10;  
    
}  
    
cout << count_n(array, SIZE, less10); // 2 

另外，C++函數(shù)對(duì)象還有一個(gè)函數(shù)指針無法匹敵的用法：可以用來封裝類成員函數(shù)指針！因?yàn)楹瘮?shù)對(duì)象可以攜帶附加數(shù)據(jù)，而成員函數(shù)指針缺少一個(gè)類實(shí)體(類實(shí)例)指針來調(diào)用，因此，可以把類實(shí)體指針給函數(shù)對(duì)象保存起來，就可以用于調(diào)用對(duì)應(yīng)類實(shí)體成員函數(shù)了。

    
template<typename O> 
    
class memfun  
    
{  
    
public:  
    
memfun(void(O::*f)(const char*), O* o): pFunc(f), pObj(o){}  
    
void operator()(const char* name)  
    
{  
    
(pObj->*pFunc)(name);  
    
}  
    
private:  
    
void(O::*pFunc)(const char*);  
    
O* pObj;  
    
};  
    
class A  
    
{  
    
public:  
    
void doIt(const char* name)  
    
{ cout << "Hello " << name << "!";}  
    
};  
    
A a;  
    
memfun<A> call(&A::doIt, &a); // 保存 a::doIt指針以便調(diào)用  
    
call("Kitty"); // 輸出 Hello Kitty! 

大功告成了，終于可以方便保存成員函數(shù)指針，以備調(diào)用了。

不過，現(xiàn)實(shí)是殘酷的。函數(shù)對(duì)象雖然能夠保有存成員函數(shù)指針和調(diào)用信息，以備象函數(shù)指針一樣被調(diào)用，但是，它的能力有限，一個(gè)函數(shù)對(duì)象定義，最多只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)指定參數(shù)數(shù)目的成員函數(shù)指針。

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的mem_fun就是這樣的一個(gè)函數(shù)對(duì)象，但是它只能支持0個(gè)和1個(gè)參數(shù)這兩種成員函數(shù)指針。如 int A::func()或void A::func(int)、int A::func(double)等等，要想再多一個(gè)參數(shù)如：int A::func(int, double)，不好意思，不支持。想要的話，只有我們自已寫了。

而且，就算是我們自已寫，能寫多少個(gè)？5個(gè)？10個(gè)？還是100個(gè)（這也太恐怖了）？

好在boost庫(kù)提供了boost::function類，它默認(rèn)支持10個(gè)參數(shù)，最多能支持50個(gè)函數(shù)參數(shù)(多了，一般來說這夠用了。但它的實(shí)現(xiàn)就是很恐怖的：用模板部份特化及宏定義，弄了幾十個(gè)模板參數(shù)，偏特化(編譯期)了幾十個(gè)函數(shù)對(duì)象。

C++0x已經(jīng)被接受的一個(gè)提案，就是可變模板參數(shù)列表。用了這個(gè)技術(shù)，就不需要偏特化無數(shù)個(gè)C++函數(shù)對(duì)象了，只要一個(gè)函數(shù)對(duì)象模板就可以解決問題了。