c++ - 仿函数与比较器

Question

我知道仿函数是一个函数对象，是结构定义中 () 运算符的重载。此外，在算法中使用仿函数似乎非常简单，只需调用此例程即可。

但是我无法理解比较器。为什么首先在模板参数中使用它们。

有人可以详细说明两者之间的区别，并可能在 STL 中实现模板，例如 map

编辑:

我正在寻找以下问题的答案

1. 为什么需要比较器而不是函数对象(而且比较器在容器中更常见？)
2. 传递比较器而不是函数对象的可能实现(非 STL，即在 C++ 代码中)

Answer 1

您对 仿函数 的定义是正确的 - 虽然该词在语言标准本身中不存在，因此人们使用它的方式可能会略有不同。

标准库中有许多函数或类模板将采用某种可调用对象 - 这可能是仿函数，或指向函数的指针(实际上只是一个函数，而不是带有 operator( )).

比较器 是满足 Compare requirements 类型的对象- 也就是说，可以用两个东西调用并返回 bool 的函数或类对象，特别是满足一些称为严格弱排序的数学要求。

从本质上讲，这意味着比较器是一个仿函数，您可以使用它来按正确的顺序放置一些数字。 (数字、std::string、Customer 等等，只要有合理一致的方式将它们按顺序排列即可)。

所以使用仿函数的一个简单例子可能是:

void print(int i)
{
    std::cout << i << '\n';
}
// ...
std::for_each(std::begin(some_ints), std::end(some_ints), print);

但是如果您想按客户 ID 对一些 Customer 进行排序，您可以这样做:

struct Customer {
    std::string surname;
    std::string given_name;
    std::uint64_t customer_id;
};
bool compareById(Customer const& first, Customer const& second)
    // this function meets the Compare requirements
{
    return first.customer_id < second.customer_id;
}
// ...
std::sort(std::begin(customers), std::end(customers), compareById);

假设您稍后想要按客户的姓名对客户进行排序 - 首先是姓氏，然后是名字，如果姓氏相同，您可以提供不同的函数:

bool compareByName(Customer const& first, Customer const& second)
{
    // std::tie is an idiomatic way to correctly sort on multiple values
    return std::tie(first.surname, first.given_name)
                < std::tie(second.surname, second.given_name);
}
std::sort(std::begin(customers), std::end(customers), compareByName);

---

我正在努力发明一个示例，您需要比较器是一个类，但假设您想打印出它对日志文件所做的所有比较；那么该文件将需要由对象存储状态:

struct LoggingCustomerComparator {
    std::ostream& logFile;
    LoggingCustomerComparator(std::ostream& logFile) : logFile(logFile) {}
    bool operator()(Customer const& first, Customer const& second)
    {
        // assume we have an operator<< for Customer
        logFile << "Comparing: " << first << " and " << second << '\n';
        return first.customer_id < second.customer_id;
    }
};
// ...
using OrderId = std::uint64_t;
using LCC = LoggingCustomerComparator;
std::map<Customer, OrderId, LCC> latestCustomerOrder(LCC(std::clog));
//                          ^^^ type                 ^^^ construct object with the log file we want

---

上面说明了如何使用采用仿函数或比较器的函数模板，但是如果您想编写这样的函数模板怎么办？让我们实现 Bogosort ，以标准库算法的风格:

template <typename RandIt, typename Comp>
void bogosort(RandIt first, RandIt last, Comp comp)
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 g(rd());

    while ( !std::is_sorted(first, last, comp) ) {
        std::shuffle(first, last, g);
    }
}

查看is_sorted 是如何实现的see here .