C++ STL 仿函數詳解與應用實例

仿函數概念

仿函數是重載了 operator() 的類或結構體，其對象可像函數一樣調用。STL 算法（如 find_if, sort）接受仿函數作為策略參數，比函數指針更靈活（可攜帶狀態、內聯優化）。

基本定義與使用

template <class T>
struct GreaterThan {
    T threshold;
    GreaterThan(const T& t) : threshold(t) {}
    bool operator()(const T& val) const {
        return val >= threshold;
    }
};

// 使用
list<int> lst = {12, 178, 200};
auto it = find_if(lst.begin(), lst.end(), GreaterThan<int>(100));
if (it != lst.end()) cout << "found: " << *it << endl;

仿函數 vs 函數指針

兩者調用語法相同，但仿函數是類型，可作為模板參數傳遞，編譯器更易內聯優化；函數指針是運行期值，難以內聯。示例：

bool gt_func(int a, int b) { return a >= b; }
using FuncPtr = bool(*)(int,int);

struct GT {
    bool operator()(int a, int b) const { return a >= b; }
};

int main() {
    list<int> lst = {10, 110, 120};
    FuncPtr pf = gt_func;
    GT gt_obj;
    for (int v : lst) cout << pf(v, 100) << ' ';  // 函數指針調用
    for (int v : lst) cout << gt_obj(v, 100) << ' '; // 仿函數調用
}

標準庫預定義仿函數

<functional> 提供：

• 算術：plus, minus, multiplies, divides, modulus, negate
• 比較：equal_to, not_equal_to, greater, less, greater_equal, less_equal
• 邏輯：logical_and, logical_or, logical_not

用法：sort(v.begin(), v.end(), greater<int>()) 降序排序。

自適應仿函數

繼承 unary_function 或 binary_function（C++11 已棄用）可提供 argument_type, result_type 等型別別名，方便 STL 內部萃取。

總結

仿函數是 STL 泛型編程核心：將操作封裝為可攜帶狀態的類型，支持模板參數傳遞、內聯優化、類型萃取。掌握自定義仿函數編寫與標準庫預定義仿函數使用，是高效使用 STL 算法的關鍵。