一、概述
配接器(adaptor)在STL組件的靈活運用功能上，扮演著軸承、轉換器的角色，將一種容器或迭代器裝換或封裝成另一種容器或迭代器。adaptor這個概念，實際上是一種設計模式，其定義如下:
將一個class的接口轉換為另一個class的接口，使原本因接口不兼容而不能合作的classes，可以一起運作。
配接器按功能可以分為如下3類:
可以改變函數或仿函數接口的適配器，稱為仿函數適配器；
針對容器的適配器，稱為容器適配器；
針對迭代器的適配器，稱為迭代器適配器。
本博客只介紹仿函數適配器，在實際編程中比較常見。
二、什麼是可配接對象
什麼是可配接對象？看到這句話可能還雲裡霧裡的，真不太明白，下面通過一個很簡單的給數組排序的例子來解釋一下。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator> //ostream_iterator
using namespace std;
struct myLess
{
bool operator()(int lhs, int rhs) const
{
return lhs < rhs;
}
};
int main()
{
int IntArray[] = {7,4,2,9,1};
sort(IntArray, IntArray + sizeof(IntArray) / sizeof(int), myLess());
copy(IntArray, IntArray + sizeof(IntArray) / sizeof(int), ostream_iterator<int>(cout, "\n"));
return 0;
}
#程序執行結果
[root@Oracle Documents]# ./a.out
1
2
4
7
9
可以看到這個程序正確執行了，現在我想讓程序內的數組進行降序。當然你可以重新定義一個仿函數，但是我想用一個更快捷的方法，那就是not2函數。
//修改排序那一行的函數
sort(IntArray, IntArray + sizeof(IntArray) / sizeof(int), not2(myLess()));
但是我發現這樣是編譯不過的，為什麼呢？這就回到我們的主題了，因為myLess不是一個可配接對象。那麼如何讓它變成一個可配接對象呢，繼續往下看。
三、unary_function和binary_function
為什麼剛剛寫的myLess對象是不可配接的呢？因為它缺少argument_type、first_argument_type、second_argument_type和result_type這些特殊類型的定義。而unary_function和binary_function則可以提供這些類型的定義。我們在定義仿函數的時候，只需繼承自這2個函數，那麼我們的仿函數就是可配接的對象了。由於unary_function和binary_function是STL提供的模版，所以必須要指定必要的參數類型。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator> //ostream_iterator
#include <functional> //binary_function, not2
using namespace std;
//第一個參數，第二個參數，返回值
struct myLess : public binary_function<int, int, bool>
{
bool operator()(int lhs, int rhs) const
{
return lhs < rhs;
}
};
int main()
{
int IntArray[] = {7,4,2,9,1};
sort(IntArray, IntArray + sizeof(IntArray) / sizeof(int), not2(myLess()));
copy(IntArray, IntArray + sizeof(IntArray) / sizeof(int), ostream_iterator<int>(cout, "\n"));
return 0;
}
#程序執行結果
[root@oracle Documents]# ./a.out
9
7
4
2
1
傳遞給unary_function和binary_function的模版參數正是函數子類的operator()的參數類型和返回值。如果operator()接受一個參數，則使用unary_function<參數, 返回值>；如果operator()接受兩個參數，則使用binary_function<參數1, 參數2, 返回值>。
一般情況下，傳遞給unary_function和binary_function的非指針類型需要去掉const和引用(&)部分。如下:
struct myLess : public binary_function<myClass, myClass, bool>
{
bool operator()(const myClass &lhs, const myClass &rhs) const
{
return lhs < rhs;
}
};
但是以指針作為參數或返回值的函數子類，一般規則是，傳給unary_function和binary_function的類型與operator()的參數和返回類型完全相同。如下:
struct myLess : public binary_function<const myClass *, const myClass *, bool>
{
bool operator()(const myClass *lhs, const myClass *rhs) const
{
return lhs < rhs;
}
};
四、標准的函數配接器
1. not1和not2
這2個配接器都是對可配接對象的否定。上面已經介紹過使用方法了。那麼什麼時候用not1，什麼時候用not2呢？
如果可配接對象的operator()接受一個參數則使用not1；如果可配接對象的operator()接受兩個參數則使用not2。
2. bind1st和bind2nd
bind1st表示我們綁定第一個參數，bind2st表示我們綁定第二個參數。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator> //ostream_iterator
#include <functional> //binary_function, bind1st
using namespace std;
struct myLess : public binary_function<int, int, bool>
{
bool operator()(int lhs, int rhs) const
{
return lhs < rhs;
}
};
int main()
{
int IntArray[] = {7,4,2,9,1};
vector<int> IntVec(IntArray, IntArray + sizeof(IntArray) / sizeof(int));
IntVec.erase(remove_if(IntVec.begin(), IntVec.end(), bind1st(myLess(), 5)), IntVec.end());
copy(IntVec.begin(), IntVec.end(), ostream_iterator<int>(cout, "\n"));
return 0;
}
#程序執行結果
[root@oracle Documents]# ./a.out
4
2
1
bind1st(myLess(), 5)相當於把5賦值給lhs，那麼表達式就變成 5 < rhs，所以7和9就被刪除了。
如果把bind1st(myLess(), 5)改成bind2nd(myLess(), 5))，就相當於把5賦值給rhs，那麼表達式就變成 lhs < 5, 所以1、2和4就被刪除了。bind1st(myLess(), 5) 等於 not1(bind2nd(myLess(), 5)))。
五、ptr_fun、mem_fun和mem_fun_ref
我們已經知道仿函數通過繼承unary_function和binary_function可以變成可配接對象，那麼普通函數或者類的成員函數如何變成可配接對象呢？這就需要用到標題中的三個函數了。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iterator> //ostream_iterator
#include <functional> //not2
using namespace std;
class sortObj
{
public:
bool memComp(const sortObj *other)
{
return *this < *other;
}
bool memComp_const(const sortObj &other) const
{
return *this < other;
}
public:
sortObj(int v) : value(v){}
~sortObj(){}
friend bool operator<(const sortObj &lhs, const sortObj &rhs)
{
return lhs.value < rhs.value;
}
friend ostream & operator<<(ostream &os, const sortObj &obj)
{
return os << obj.value << endl;
}
private:
int value;
};
bool sortFun(const sortObj &lhs, const sortObj &rhs)
{
return lhs < rhs;
}
//把指針轉換成對象
sortObj & ptrToObj(sortObj *ptr)
{
return *ptr;
}
int main()
{
sortObj objArray[] = {
sortObj(7),
sortObj(4),
sortObj(2),
sortObj(9),
sortObj(1)
};
vector<sortObj> objVec(objArray, objArray + sizeof(objArray) / sizeof(sortObj));
//配接普通函數(降序)
sort(objVec.begin(), objVec.end(), not2(ptr_fun(sortFun)));
copy(objVec.begin(), objVec.end(), ostream_iterator<sortObj>(cout, ""));
cout << endl;
srand(time(NULL));
random_shuffle(objVec.begin(), objVec.end()); //打亂順序
//配接對象的成員函數(升序)
sort(objVec.begin(), objVec.end(), mem_fun_ref(&sortObj::memComp_const));
copy(objVec.begin(), objVec.end(), ostream_iterator<sortObj>(cout, ""));
cout << endl;
//配接指針的成員函數(降序)
vector<sortObj *> objVecPtr;
objVecPtr.push_back(new sortObj(7)); //內存洩漏了，不要在意這些細節
objVecPtr.push_back(new sortObj(4));
objVecPtr.push_back(new sortObj(2));
objVecPtr.push_back(new sortObj(9));
objVecPtr.push_back(new sortObj(1));
sort(objVecPtr.begin(), objVecPtr.end(), not2(mem_fun(&sortObj::memComp)));
transform(objVecPtr.begin(), objVecPtr.end(), ostream_iterator<sortObj>(cout, ""), ptrToObj);
return 0;
}
上述代碼中，首先調用not2(ptr_fun(sortFun))，用ptr_fun對普通函數sortFun進行配接；其次調用mem_fun_ref(&sortObj::memComp_const)和not2(mem_fun(&sortObj::memComp))對sortObj類的成員函數進行配接。這裡有的童鞋可能有疑問：memComp明明只有一個形參，為什麼用not2而不是not1？成員函數在別調用的時候，會自動傳進this指針的，所以這裡還是兩個參數。
mem_fun和mem_fun_ref都是對類的成員函數進行配接，那麼它們有什麼區別嗎？相信細心的童鞋已經看出來了，當容器中存放的是對象實體的時候用mem_fun_ref，當容器中存放的是對象的指針的時候用mem_fun。
mem_fun和mem_fun_ref有一個很大的弊端：它們只能接收0個或1個參數(不算this指針)。這個實在有點局限。新的bind函數模板可以用於任何函數、函數指針、成員函數、函數對象、模板函數、lambda表達式，還可以嵌套bind。
六、bind
上面介紹的這些配接器都是C++11之前使用的，在C++11中這些配接器已經被廢棄了，改成使用bind函數。如果想在C++11之前的版本中使用這個函數，有Linux下有兩種方法。
1. 包含<functional>頭文件，在編譯的時候增加編譯參數-std=c++0x,那麼就可以使用std::bind了
2. 包含#include <tr1/functional> 頭文件，直接可以使用std::tr1::bind了。
在bind中有2種方式可以把值傳遞進bind函數中，一種是預先綁定的參數，這個參數是通過pass-by-value傳遞進去的；另一種是不預先綁定的參數，這種參數是通過placeholders占位符傳遞進去的，它是pass-by-reference的。
上述代碼中的3個排序函數配接器可以替換成下面這樣的bind，如下:
//綁定普通函數(降序)
sort(objVec.begin(), objVec.end(), tr1::bind(sortFun, tr1::placeholders::_2, tr1::placeholders::_1));
//綁定類對象的成員函數(升序)
sort(objVec.begin(), objVec.end(), tr1::bind(&sortObj::memComp_const, tr1::placeholders::_1, tr1::placeholders::_2));
//綁定類指針的成員函數(降序)
sort(objVecPtr.begin(), objVecPtr.end(), tr1::bind(&sortObj::memComp, tr1::placeholders::_2, tr1::placeholders::_1));
注意，在上面的例子中，我使用了not2方法對結果進行倒序。但是bind和not2是不兼容的，實現倒序的方法也很簡單，先傳遞placeholders::_2，再傳遞placeholders::_1就可以實現了。
bind的其他用法實例:
#include <iostream>
#include <tr1/memory>
#include <tr1/functional>
using namespace std;
using namespace std::tr1;
int main()
{
//嵌套bind
//(x + y) * x
function<int (int, int)> func = bind(multiplies<int>(),
bind(plus<int>(), placeholders::_1, placeholders::_2),
placeholders::_1);
cout << func(2, 3) << endl;
//reference_wrapper<T>類型, 實現綁定引用
int x = 10;
function<int ()> funcMinus = bind(minus<int>(), 100, cref(x));
cout << funcMinus() << endl; //輸出90
x = 50;
cout << funcMinus() << endl; //輸出50
return 0;
}
function的<>中定義的是綁定後的函數的原型，即func和funcMinus的函數原型
#程序執行結果
[root@oracle Documents]# ./a.out
10
90
50
七、內置仿函數
上面介紹bind的例子中已經使用過C++內置的仿函數，這裡再進行一下匯總
1）算術類仿函數
加：plus<T> 接收2個參數
減：minus<T> 接收2個參數
乘：multiplies<T> 接收2個參數
除：divides<T> 接收2個參數
模取：modulus<T> 接收2個參數
否定：negate<T> 接收1個參數(正數變負數，負數變正數)
2）關系運算類仿函數
等於：equal_to<T> 接收2個參數
不等於：not_equal_to<T> 接收2個參數
大於：greater<T> 接收2個參數
大於等於：greater_equal<T> 接收2個參數
小於：less<T> 接收2個參數
小於等於：less_equal<T> 接收2個參數
3）邏輯運算仿函數
邏輯與：logical_and<T> 接收2個參數
邏輯或：logical_or<T> 接收2個參數
邏輯否：logical_no<T> 接收2個參數