C++之父Bjarne谈C++中的STL模板(5)

原作者:kuku 添加时间:2007-06-02 原文发表:2007-06-02 人气:15 来源：互联网

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　　STL的优雅和性能的关键在于--与C++本身类似--它是基于直接的内存和计算硬件模型的。STL的序列的概念基本上是把内存作为一组对象序列的硬件视点。STL的基本语法直接映射到硬件指令，允许算法最佳地实现。接下来，模板的编译时解析和他们支持的完美内联成为了把STL高级表达式高效率地映射到硬件层的关键因素。

　　1.2 函数对象

　　我将介绍STL使用的一些基本的技术，它会让你了解：在普通C++机制上建立的STL是如何提供空前的灵活性和性能的。迄今为止，我们所描述的STL框架组件都有些严格。每种算法都严格地采用标准指定的方法来准确地实现某种功能。例如，我们需要查找一个与自己指定的值相等的元素。实际上，查找一个带有某些（自己指定的）属性的元素，例如小于某个给定的值、匹配某个并非简单相等的值（例如，匹配大小写无关的字符串或者在允许很小差别的情况下，匹配双精度数值），是一项很普通的事务。

　　下面的例子不是查找值7，我们将查找某些符合条件的值（也就是小于7的值）：

vector::iterator p = find_if(v.begin(),v.end(),Less_than(7));
if (p != vi.end()) {
　// 我们找到了值小于7 的元素
　// …
}
else {
　// vi 没有值小于 7 的元素
　// …
}
　　Less_than(7)是什么东西呢？它是一个函数对象，它是某个类的对象，该类带有应用程序操作符（( )），被定义成执行某个函数： templatestruct Less_than {
　T value;
　Less_than(const T& v) :value(v) { }
　bool operator()(const T& v) const { return v};
　　例如： Less_thanf(3.14); // Less_than 保存了双精度值 3.14
bool b1 = f(3); // b1 为真（3<3.14 是真的）
bool b2 = f(4); // b2 为假（4<3.14 是假的）
　　从2004年的情况来看，在D&E中没有提到函数对象是很奇怪的。我们应该使用一个章节来讲述它们。甚至于用户自定义的应用程序操作符（( )）的使用情况也没有提到，尽管它已经存在很长时间，并且很卓著。例如，它是几个最初的允许重载的操作符之一（在=之后），它还用于模仿Fortran下标（subscript notation）。

　　我们可以编写一个find()版本，它使用了函数对象，而不是简单的!=来检测是否可以找到某个元素。它的名字是find_if()： template
In find_if(In first, In last, Pred pred)
{
　while (first!=last && !pred(*first)) ++first;
　return first;
}
　　我们简单地用!pred(*first)代替了*first!=val。函数模板find_if()会接受任何能够把元素值作为参数调用的对象。特别地，我们可以把普通的函数作为它的第三个参数来调用find_if()： bool less_than_7(int a)
{
　return 7}
vector::iterator p = find_if(v.begin(),v.end(),less_than_7);
　　但是，这个例子显示了，与函数相比我们为什么更喜欢函数对象：我们可以使用一个（或多个）参数来初始化函数对象，同时函数对象可以保持这些信息供以后使用。函数对象可以保持任何状态。这样就可以形成更通用、更优良的代码。如果我们需要，我们以后可以检查它的状态。例如： templatestruct Accumulator { // 保持 n 个值的总和
T value;
int count;
Accumulator() :value(), count(0) { }
Accumulator(const T& v) :value(v), count(0) { }
void operator()(const T& v) { ++count; value+=v; }
};
　　我们可以把Accumulator对象传递给一个重复调用它的算法。其部分结果保持在对象中。例如： int main()
{
　vectorv;
　double d;
　while (cin>>d) v.push_back(d);
　Accumulatorad;
　ad = for_each(v.begin(),v.end(), ad);
　cout << "sum==" << ad.value