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【C++】仿函数和回调函数

news 2025/8/22 7:50:18

1 仿函数

在 C++ 中，仿函数（Functor）是一种特殊的对象，它可以像函数一样被调用。这种特性通过重载对象的 operator() 运算符实现，使得对象在使用时可以拥有类似函数的行为。

仿函数的基本特点

本质是对象：仿函数是一个类的实例，不是普通函数
可调用性：通过重载 operator() 实现函数调用语法
状态保持：可以拥有成员变量，保存状态信息
类型特性：作为模板参数时能提供额外的类型信息

/*************************************************************************> File Name: test.cpp> Author: Winter> Created Time: Thu 21 Aug 2025 08:42:31 AM EDT************************************************************************/#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <functional>
#include <algorithm>// 仿函数
struct SortByLength {bool operator() (const std::string& str1, const std::string& str2){return str1.size() < str2.size();}
};struct SortByLengthDesc {bool descending;              // 可调整的状态// 构造函数SortByLengthDesc(bool desc) : descending(desc) {}// 根据状态排序bool operator() (const std::string& str1, const std::string& str2){if (descending){return str1.size() > str2.size();}else{return str1.size() < str2.size();}}
};int main()
{/*************************仿函数案例*************************/std::cout << "=================仿函数案例：自定义排序=================" << std::endl;std::vector<std::string> words = {"a", "ab", "abc", "abcd", "b"};std::sort(words.begin(), words.end(), SortByLength());for (const auto& word : words){std::cout << word << std::endl;}std::cout << "==================================" << std::endl;std::sort(words.begin(), words.end(), SortByLengthDesc(true));for (const auto& word : words){std::cout << word << std::endl;}return 0;
}

测试

和lambda表达式差不多

2 回调函数

在 C++ 中，回调函数（Callback Function）是一种特殊的函数，它可以作为参数传递给另一个函数，并在特定事件发生或条件满足时被调用。这种机制允许程序在运行时动态决定需要执行的代码，增强了程序的灵活性和扩展性。

回调函数的基本原理

函数作为参数传递：将函数的地址（函数指针）作为参数传递给另一个函数
延迟执行：回调函数不会立即执行，而是在被调用函数内部的合适时机执行
事件驱动：常用于响应特定事件（如用户操作、完成某个任务等）

c风格的回调函数

#include <iostream>// 回调函数的原型
typedef void (*CallbackFunc)(int);// 接受回调函数作为参数的函数
void process(int data, CallbackFunc callback)
{std::cout << "处理数据: " << data << std::endl;// 在合适的时机调用回调函数callback(data);
}// 具体的回调函数实现
void printResult(int result)
{std::cout << "回调函数: 处理结果为 " << result << std::endl;
}int main()
{// 将函数名作为参数传递（函数名即函数地址）process(100, printResult);return 0;
}

测试

C++风格的回调，使用function

/*************************************************************************> File Name: test.cpp> Author: Winter> Created Time: Thu 21 Aug 2025 08:42:31 AM EDT************************************************************************/#include <iostream>
#include <functional>
#include <string>// 定义回调函数类型
using EventCallBack = std::function<void(const std::string& eventType, const std::string& messge)>;// 时间管理器：负责触发事件并调用回调
class EventManager {
private:EventCallBack callback;            // 存储回调函数public:// 注册回调函数void setCallBack(EventCallBack cb){callback = cb;}// 模拟触发事件void triggerEvent(const std::string& eventType, const std::string& messge){// 检查回调是否有效if (callback){callback(eventType, messge);                 // 调用回调函数}}
};void functionTest(const std::string& eventType, const std::string& messge)
{std::cout << eventType << " + " << messge << std::endl;
}int main()
{std::cout << "=== 回调函数案例：事件通知 ===" << std::endl;EventManager eventManager;// 注册回调eventManager.setCallBack(functionTest);// 触发回调eventManager.triggerEvent("hello", "world");// 使用lambda表达式eventManager.setCallBack([](const std::string& eventType, const std::string& messge) {std::cout << eventType << " ------ " << messge << std::endl;});eventManager.triggerEvent("hello", "world");return 0;
}

注意对比结果

3 回调函数和仿函数结合的案例

/*************************************************************************> File Name: test.cpp> Author: Winter> Created Time: Thu 21 Aug 2025 08:42:31 AM EDT************************************************************************/#include <iostream>
#include <functional>
#include <string>
#include <vector>// 仿函数：过滤数字
struct NumberFilter
{int threshold;           // 过滤值NumberFilter(int thresh) : threshold(thresh) {}// 重载()bool operator() (int num) const {return num > threshold;}
};using Callback = std::function<void(int)>;// 回调函数：处理过滤后的结果
void processNumbers(const std::vector<int>& nums, const NumberFilter& numberFilter, Callback callBack)
{for (int num :nums){if (numberFilter(num)){callBack(num);}}
}void functionTest(int a)
{std::cout << "----" << a << "----"<< std::endl;
} int main()
{std::cout << "\n=== 结合案例：带状态的过滤与回调 ===" << std::endl;std::vector<int> nums = {12, 5, 23, 8, 34, 1};// 创建带状态的仿函数（阈值为10）NumberFilter filter1(10);processNumbers(nums, filter1, functionTest);// 使用lambda表达式NumberFilter filter2(15);processNumbers(nums, filter2, [] (int num) {std::cout << "****" << num << "****"<< std::endl;});return 0;
}

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