从零开始学C++之STL（九）：函数适配器bind2nd 、mem_fun_ref 源码分析、函数适配器应用举例

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一、适配器

三种类型的适配器：

容器适配器：用来扩展7种基本容器，利用基本容器扩展形成了栈、队列和优先级队列

迭代器适配器：（反向迭代器、插入迭代器、IO流迭代器）

函数适配器：函数适配器能够将仿函数和另一个仿函数（或某个值、或某个一般函数）结合起来。

针对成员函数的函数适配器

针对一般函数的函数适配器

二、函数适配器示例

C++ Code

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

usingnamespacestd;

boolis_odd(intn)
{
returnn%2==1;
}

intmain(void)
{
inta[]={1,2,3,4,5};
vector<int>v(a,a+5);

cout<<count_if(v.begin(),v.end(),is_odd)<<endl;

//计算奇数元素的个数
//这里的bind2nd将二元函数对象modulus转换为一元函数对象。
//bind2nd(op,value)(param)相当于op(param,value)
cout<<count_if(v.begin(),v.end(),
bind2nd(modulus<int>(),2))<<endl;

//bind1st(op,value)(param)相当于op(value,param);
cout<<count_if(v.begin(),v.end(),
bind1st(less<int>(),4))<<endl;

return0;
}

这里的bind2nd将二元函数对象modulus转换为一元函数对象。是如何做到的呢？跟踪源码就知道了。

首先，bind2nd 是一个模板函数，如下：

C++ Code

1 2 3 4 5 6 7 8 9

//TEMPLATEFUNCTIONbind2nd
template<class_Fn2,
class_Ty>inline
binder2nd<_Fn2>bind2nd(const_Fn2&_Func,const_Ty&_Right)
{
//returnabinder2ndfunctoradapter
typename_Fn2::second_argument_type_Val(_Right);
return(std::binder2nd<_Fn2>(_Func,_Val));
}

将匿名对象modulus<int>() 和 2 传递进去，返回值是std::binder2nd<_Fn2>(_Func,_Val); 即是一个模板类对象，看binder2nd 模板类

C++ Code

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//TEMPLATECLASSbinder2nd
template<class_Fn2>
classbinder2nd
:publicunary_function<typename_Fn2::first_argument_type,
typename_Fn2::result_type>
{
//functoradapter_Func(left,stored)
public:
typedefunary_function<typename_Fn2::first_argument_type,
typename_Fn2::result_type>_Base;
typedeftypename_Base::argument_typeargument_type;
typedeftypename_Base::result_typeresult_type;

binder2nd(const_Fn2&_Func,
consttypename_Fn2::second_argument_type&_Right)
:op(_Func),value(_Right)
{
//constructfromfunctorandrightoperand
}

result_typeoperator()(constargument_type&_Left)const
{
//applyfunctortooperands
return(op(_Left,value));
}

result_typeoperator()(argument_type&_Left)const
{
//applyfunctortooperands
return(op(_Left,value));
}

protected:
_Fn2op;//thefunctortoapply
typename_Fn2::second_argument_typevalue;//therightoperand
};

即构造时，binder2nd 的2个成员op 和 value 分别用module<int>() 和 2 初始化。接着看count_if 中的主要代码：

for (; _First != _Last; ++_First)

if (_Pred(*_First))

++_Count;

*_First 就是遍历得到的容器元素了，当满足_Pred 条件时_Count++，此时可以看成是：

std::binder2nd< modulus<int> >(modulus<int>(), 2)(*_First) 也就是调用binder2nd 类的operator() 函数，返回return(op(_Left,value));

也就是modulus<int>()(*_First, 2); 也就是调用modulus 类的operator() 函数，如下：

C++ Code

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//TEMPLATESTRUCTmodulus
template<class_Ty>
structmodulus
:publicbinary_function<_Ty,_Ty,_Ty>
{
//functorforoperator%
_Tyoperator()(const_Ty&_Left,const_Ty&_Right)const
{
//applyoperator%tooperands
return(_Left%_Right);
}
};

也就是如果左操作数是偶数则返回0，奇数% 2 == 1，返回为真。最后总结，也就是count_if 计算容器中为奇数的元素个数，简单地

来说，可以理解成这样：bind2nd(op,value)(param)相当于op(param,value); 其中param 是元素值，value是需要绑定的参数，所谓

bind2nd 也即绑定第二个参数的意思，所以才说bind2nd将二元函数对象modulus转换为一元函数对象，因为第二个参数就是2，当然

这里的第一个参数就是遍历得到的容器元素值了。

与bind2nd 类似的还有 bind1st，顾名思义是绑定第一个参数的意思，如下的表达式：

count_if(v.begin(),v.end(),bind1st(less<int>(),4)) ; 也就是说计算容器中大于4的元素个数。这里绑定的是左操作数。

三、函数适配器应用实例

（一）、针对成员函数的函数适配器

C++ Code

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

usingnamespacestd;

classPerson
{
public:
Person(conststring&name):name_(name){}
voidPrint()const
{
cout<<name_<<endl;
}
voidPrintWithPrefix(stringprefix)const
{
cout<<prefix<<name_<<endl;
}
private:
stringname_;
};

voidfoo(constvector<Person>&v)
{
for_each(v.begin(),v.end(),mem_fun_ref(&Person::Print));
for_each(v.begin(),v.end(),bind2nd(mem_fun_ref(&Person::PrintWithPrefix),"person:"));
}

voidfoo2(constvector<Person*>&v)
{
for_each(v.begin(),v.end(),mem_fun(&Person::Print));
for_each(v.begin(),v.end(),bind2nd(mem_fun(&Person::PrintWithPrefix),"person:"));
}

intmain(void)
{
vector<Person>v;
v.push_back(Person("tom"));
v.push_back(Person("jerry"));
foo(v);

vector<Person*>v2;
v2.push_back(newPerson("tom"));
v2.push_back(newPerson("jerry"));
foo2(v2);
return0;
}

在foo 函数中，第一行的mem_fun_ref 将空元函数转换为一元函数对象，具体流程大家可以自己跟踪代码，实际上跟上面bind2nd 是类似的，

需要稍微说一下的是传递函数指针的情况：

C++ Code

template<class_Result,
class_Ty>inline
const_mem_fun_ref_t<_Result,_Ty>
mem_fun_ref(_Result(_Ty::*_Pm)()const)
{
//returnaconst_mem_fun_ref_tfunctoradapter
return(std::const_mem_fun_ref_t<_Result,_Ty>(_Pm));
}

//TEMPLATECLASSconst_mem_fun_ref_t
template<class_Result,
class_Ty>
classconst_mem_fun_ref_t
:publicunary_function<_Ty,_Result>
{
//functoradapter(*left.*pfunc)(),const*pfunc
public:
explicitconst_mem_fun_ref_t(_Result(_Ty::*_Pm)()const)
:_Pmemfun(_Pm)
{
//constructfrompointer
}

_Resultoperator()(const_Ty&_Left)const
{
//callfunction
return((_Left.*_Pmemfun)());
}

private:
_Result(_Ty::*_Pmemfun)()const;//thememberfunctionpointer
};

传入的参数是一个函数指针，也就是void (Person::*_Pm) () const , 传递后 _Pm = &Print，在operator() 函数中

return((_Left.*_Pmemfun)()); _Left 也就是遍历到的Person 类对象，先找到类的函数，然后进行调用。

第二行中mem_fun_ref 接受两个参数，明显是重载的版本，它将一元函数转换为二元函数对象，而bind2nd 再将其转化为一元函数对

象，即绑定了第二个参数为"person: "，跟踪源码可以看见这样的函数调用：

C++ Code

1 2 3 4 5

_Resultoperator()(_Ty&_Left,_Arg_Right)const
{
//callfunctionwithoperand
return((_Left.*_Pmemfun)(_Right));
}

也就是将第二个参数当作参数传递给PrintWithPrefix，所以打印出来的带有前缀person:

而mem_fun 就类似了，只不过此次for_each 遍历得到的是对象指针，所以进行函数调用时需要用-> 操作符，如下所示：

C++ Code

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_Resultoperator()(const_Ty*_Pleft)const
{
//callfunction
return((_Pleft->*_Pmemfun)());
}

_Resultoperator()(const_Ty*_Pleft,_Arg_Right)const
{
//callfunctionwithoperand
return((_Pleft->*_Pmemfun)(_Right));
}

（二）、针对一般函数的函数适配器

例程1：

C++ Code

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

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

usingnamespacestd;

intmain(void)
{
char*a[]={"","BBB","CCC"};
vector<char*>v(a,a+2);
vector<char*>::iteratorit;
it=find_if(v.begin(),v.end(),bind2nd(ptr_fun(strcmp),""));
if(it!=v.end())
cout<<*it<<endl;

return0;
}

ptr_fun 将strcmp 二元函数转换为二元函数对象，bind2nd 再将其转化为一元函数对象，即绑定了第二个参数，因为strcmp 是在比较

不相等的情况返回为真，故find_if 查找的是第一个不等于空串的串位置。

例程2：

C++ Code

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

usingnamespacestd;

boolcheck(intelem)
{
returnelem<3;
}

intmain(void)
{
inta[]={1,2,3,4,5};
vector<int>v(a,a+5);

vector<int>::iteratorit;
it=find_if(v.begin(),v.end(),not1(ptr_fun(check)));
if(it!=v.end())
cout<<*it<<endl;
return0;
}

ptr_fun 做了一次转换，not1 再转换一次，故find_if 查找的是第一个大于等于3的元素位置。

这些代码的跟踪就留给大家自己完成了，篇幅所限，不能将所有调用过程都显现出来，学习STL还是得靠大家跟踪源码，才能有更深的体会。

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范

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2013-07-27 17:34
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