C++高级面试题：解释 C++ 中的函数对象适配器

解释 C++ 中的函数对象适配器

函数对象适配器是 C++ 中的一种编程技术，用于修改或增强现有的函数对象的行为。它们通常通过组合或包装现有的函数对象来实现所需的功能。

函数对象适配器允许我们在不修改原始函数对象的情况下，对其进行修改或扩展。这样可以实现代码的重用和可维护性，同时减少重复编码。

C++ 标准库提供了一些函数对象适配器，其中最常见的是 std::bind、std::function、std::mem_fn 等。

以下是一些常见的函数对象适配器：

std::bind：std::bind 允许我们绑定函数对象的参数，并在稍后调用时使用。它接受一个函数对象和其参数，并返回一个新的函数对象，该函数对象包含了绑定了部分参数的原始函数对象。

std::function：std::function 是一个通用的函数封装器，它可以存储任何可调用对象（函数、函数指针、成员函数、lambda 表达式等）。它可以用于声明一个能够持有任何可调用对象的对象，并且可以像普通函数一样调用它。

std::mem_fn：std::mem_fn 用于将成员函数指针转换为函数对象，以便可以像普通函数对象一样调用成员函数。它提供了一个便捷的方式来操作对象的成员函数。

std::not_fn：std::not_fn 用于创建一个否定谓词的函数对象，即将原始谓词的返回值取反。它通常用于在算法中对谓词进行取反操作。

std::reference_wrapper：std::reference_wrapper 允许我们将引用作为函数对象传递，而不是复制实际的对象。这对于在容器或算法中传递可变对象的引用非常有用。

这些函数对象适配器提供了一种灵活的方式来修改现有函数对象的行为，以满足特定的需求。它们是 C++ 中实现泛型编程的重要工具之一。
下面是一个示例，演示了如何使用 std::bind 函数对象适配器来绑定函数对象的参数：

#include <iostream>
#include <functional>

// 原始的二元函数对象
class Adder {
public:
    int operator()(int a, int b) const {
        return a + b;
    }
};

int main() {
    // 创建一个 Adder 对象
    Adder adder;

    // 使用 std::bind 绑定 adder 的第一个参数为 10
    auto add10 = std::bind(adder, 10, std::placeholders::_1);

    // 调用绑定后的函数对象，传入第二个参数为 5
    std::cout << "Result: " << add10(5) << std::endl; // 输出 10 + 5 = 15

    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了一个二元函数对象 Adder，它接受两个参数并返回它们的和。然后，我们使用 std::bind 函数对象适配器将 adder 的第一个参数绑定为常量值 10，然后创建了一个新的函数对象 add10。最后，我们调用了 add10 函数对象，传入第二个参数为 5，得到了预期的结果。这样我们就实现了对原始函数对象的参数部分绑定，从而生成了一个新的函数对象。