C++ 仿函数深度解析：状态管理与 STL 实践

注意 count 是成员变量，每次调用 operator() 都会递增。这种特性在处理回调或累积计算时特别有用。

STL 算法中的应用

STL 算法经常需要比较或变换逻辑，这时候自定义仿函数就很顺手。比如降序排序：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

struct Compare {
    bool operator()(int a, int b) {
        return a > b; // 降序
    }
};

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 2, 8, 1, 3};
    std::sort(vec.begin(), vec.end(), Compare());
    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

std::sort 默认升序，我们传入 Compare 的临时对象来覆盖默认排序准则。传递的是对象本身，而不是函数指针。

标准库里的现成仿函数

<functional> 头文件里已经预置了不少常用仿函数，不用重复造轮子：

• 算术运算：std::plus<T>、std::minus<T>、std::multiplies<T> 等。
• 关系运算：std::greater<T>、std::less<T>、std::equal_to<T> 等。
• 逻辑运算：std::logical_and<T>、std::logical_or<T> 等。

用 std::greater<> 做降序排序的代码如下：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <functional>

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 2, 8, 1, 3};
    std::sort(vec.begin(), vec.end(), std::greater<int>());
    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

这和手写 Compare 的效果一样，但更简洁且经过标准库验证。

Lambda 表达式 vs 仿函数

C++11 之后，Lambda 表达式在很多场景下取代了仿函数，代码更紧凑：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> vec = {5, 2, 8, 1, 3};
    std::sort(vec.begin(), vec.end(), [](int a, int b) {
        return a > b;
    });
    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

Lambda 的优势很明显：不用单独写类，逻辑直接写在调用处，可读性更好。不过，如果涉及复杂状态管理、跨作用域复用或者需要显式类型的场景，仿函数依然是更好的选择。

总结对比

简单来说，当需要状态保持、多次复用或者追求STL 深度集成时，别犹豫，选仿函数。虽然 Lambda 很流行，但理解仿函数对于掌握 C++ 底层机制依然至关重要。