C++常用标准库函数（长期更新中）

C++常用标准库函数

<functional>

函数(组件)：std::bind() 、std::ref()、std::funcion()

命名空间：placeholders

类模板：greater 和 less

bind()

target = bind(func, argslist)

• func为可调用对象，bind()返回一个可调用对象，此处target为可调用对象
• 浅显的可将target视作一个函数，在调用target时，需要满足target(arglist)规则。
• 换句话说，我们可看做，bind(func,argslist) 相当于给func() 的部分参数设置了临时默认值，使用target来调用func()函数时，只需要补足余下缺少的参数。
• 通过以下举例来完善理解，某些函数被调用时只允许携带一个传参，这时我们就可以使用bind()帮忙。

void func(int x, int y){
	cout<<x << " "<< y<< endl;
}
auto target = bind(func, _1, b);
target(a);   // 等价于func(a, b);

• 以上例子中的_1格式详见，是一种占位符，代表我们需要向target传递某个参数，而这个参数在func中时第_1个参数。
• 我们也可以使用bind帮忙，让参数的传递顺序有变

// 假设f有五个形参，如此书写，g中的第一个参数将传递到f的第五个参数位，而g中的第二个参数将传递到f的第三个参数位
auto g = bind(f, a, b, _2, c ,_1);
g(X, Y);  // 等价于f(a, b, Y, c, X);

• bind()拷贝其参数，面对一个不能拷贝的参数时，我们需要用到引用，可用ref()函数帮忙

命令空间：placeholders

该命名空间存放有_n格式的占位符，而placeholders存放在std占位空间，故如果我们没有用using命令时，需要这样书写：std::placeholers::_1

std::ref()

std::ref()用于将对象包装成引用包装器（reference wrapper）。这个函数通常用于将对象作为引用传递给函数或者函数对象，从而允许对该对象进行修改。

需要注意的是，引用包装器并不是引用本身，但可以模拟引用的行为，因此可以安全地传递给接受引用参数的函数。

组件：std::function

std::function是标准库组件，一个强大而灵活的工具。

作用：将可调用对象封装为一个函数对象，提供一种统一的方式来处理各种类型的可调用函数

基本语法

std::function<T(args)> funcname;

示例

#include<iostream>
#include<functional>

class MyClass{
public:
    // 重载()运算法，使MyClass可作为函数调用
    void operator()() const{
        std::cout << "MyClass is Callable" << std::endl;
    }
};

void greet(){
    std::cout << "Hello" << std::endl;
}

int main(){
    // (1)封装函数指针
    std::function<void()> func1 = greet;
    func1(); 	// 将调用封装的函数指针，打印"Hello"
    
    // (2) 封装lambda表达式
    std::function<void()> func2 = [](){
      std::cout <<" Lambda! " <<std::endl;  
    };
    func2();    // 调用封装的lambda表达式，打印"Lambda"
    
    //封装可调用对象
    std::function<void()> func3 = MyClass();
    func3();   // 打印"MyClass is Callable"
    return 0;
}

组合使用示例：

#include <iostream>
#include <functional>

void printMessage(const std::string& message, int value) {
    std::cout << message << ": " << value << std::endl;
}

int main() {
    std::function<void(int)> func = std::bind(printMessage, "Hello", std::placeholders::_1);
    func(42);  // 输出 Hello: 42
    return 0;
}

类模板：greater和less

greater和less都是标准库中的函数对象类模板。

作用：通常用于算法的比较器，用于指定比较顺序。

说明：其重载了()运算法，接受两个参数，比较其大小，返回一个bool值。

• greater指定： first_para > second_para
• less指定： first_para < second_para

模板代码如下

template <class T> struct greater {
  bool operator() (const T& x, const T& y) const {return x>y;}
  typedef T first_argument_type;
  typedef T second_argument_type;
  typedef bool result_type;
};

template <class T> struct less {
  bool operator() (const T& x, const T& y) const {return x<y;}
  typedef T first_argument_type;
  typedef T second_argument_type;
  typedef bool result_type;
};

用途：可以被用作容器的排序谓词，或者传递给一些需要比较器参数的算法。

#include<iostream>
#include<vector>
#include<iterator>
#include<functional>
#include<algorithm>
using namespace std;
 
int main()
{
	int A[] = {1,4,3,7,10};
	const int N = sizeof(A) / sizeof(int);
	vector<int> vec(A, A+N);
	ostream_iterator<int> output(cout, " ");
	cout<<"Vector vec contains:";
	copy(vec.begin(), vec.end(), output);
	
	cout<<"\nAfter greater<int>():";
	sort(vec.begin(), vec.end(), greater<int>());//内置类型从大到小 
	copy(vec.begin(), vec.end(), output);
	
	cout<<"\nAfter less<int>():";
	sort(vec.begin(), vec.end(), less<int>());   //内置类型小大到大 
	copy(vec.begin(), vec.end(), output);
	
	return 0;
}

模板类：std::hash

作用：提供了一种标准的哈希函数的实现，可以用于各种数据类型的哈希计算

语法：

namespace std {
    template< class T >
    struct hash;
}

使用方法：通过模板参数类型T进行特化，可以得到对应类型的哈希函数对象。

// 示例1 针对内置基本数据类型
std::hash<int> hash_fn; // 创建一个hash函数对象

int value = 42;
size_t hash_value = hash_fn(value); // 可得到value的hash值

// 示例2 对自定义类型进行哈希
struct MyStruct{
  int a;
    std::string b;
};

// 特化 std::hash 模板，定义哈希函数对象
namespace std{
    template<>
    struct hash<MyStruct>{
      // 重载()运算符
        size_t operator()(const Mystruct& s) const {
            size_t hash_a = std::hash<int>{}(s.a);
            size_t hash_b = std::hash<std::string>{}(s.b);
            // hash_b << 1 左移一位
            // ^ 异或运算，相同为0，相异为1
            return hash_a ^ (hash_b << 1);
        }
    };
}

<utility>

参考：

[1] 《C++ Primer(第五版)》 by: Stanly B.Lippman, Josee Lajoie, Barbara E.Moo

[2] 知乎：理解C++ std::function灵活性与可调用对象的妙用

[3] CSDN： Toryci——C++ greater<int>()和less<int>()
see Lajoie, Barbara E.Moo

[2] 知乎：理解C++ std::function灵活性与可调用对象的妙用

[3] CSDN： Toryci——C++ greater<int>()和less<int>()