C++11标准库mem_fn类模板怎么使用

在C++11标准库中，std::mem_fn 是一个非常有用的类模板，它允许我们将成员函数指针包装成一个可调用对象。通过 std::mem_fn，我们可以方便地将成员函数作为普通函数对象使用，尤其是在使用标准库算法时，能够简化代码并提高可读性。

1. std::mem_fn 的基本概念

std::mem_fn 是一个类模板，它接受一个成员函数指针作为参数，并返回一个可调用对象。这个可调用对象可以像普通函数一样被调用，但它实际上调用的是成员函数。

std::mem_fn 的主要用途是将成员函数转换为函数对象，以便在标准库算法中使用。例如，我们可以使用 std::mem_fn 来调用容器中每个对象的成员函数。

2. std::mem_fn 的语法

std::mem_fn 的语法非常简单，它的定义如下：

template< class M, class T >
/* unspecified */ mem_fn(M T::* pm) noexcept;

• M 是成员函数的类型。
• T 是成员函数所属的类类型。
• pm 是指向成员函数的指针。

std::mem_fn 返回一个未指定的可调用对象，这个对象可以接受一个类对象（或类对象的引用、指针）作为参数，并调用指定的成员函数。

3. std::mem_fn 的使用示例

3.1 基本用法

假设我们有一个类 Person，它有一个成员函数 print_name：

class Person {
public:
    void print_name() const {
        std::cout << name << std::endl;
    }

    std::string name;
};

我们可以使用 std::mem_fn 来包装 print_name 成员函数：

auto print_name_fn = std::mem_fn(&Person::print_name);

Person p{"Alice"};
print_name_fn(p);  // 输出: Alice

在这个例子中，print_name_fn 是一个可调用对象，它接受一个 Person 对象并调用其 print_name 成员函数。

3.2 在标准库算法中使用 std::mem_fn

std::mem_fn 的一个常见用途是在标准库算法中使用成员函数。例如，我们可以使用 std::for_each 来调用容器中每个对象的成员函数：

std::vector<Person> people = {{"Alice"}, {"Bob"}, {"Charlie"}};

std::for_each(people.begin(), people.end(), std::mem_fn(&Person::print_name));

输出结果为：

Alice
Bob
Charlie

在这个例子中，std::mem_fn(&Person::print_name) 创建了一个可调用对象，std::for_each 算法将这个对象应用到 people 容器中的每个元素上。

3.3 使用 std::mem_fn 调用带参数的成员函数

std::mem_fn 也可以用于调用带参数的成员函数。假设 Person 类有一个带参数的成员函数 set_name：

class Person {
public:
    void set_name(const std::string& new_name) {
        name = new_name;
    }

    std::string name;
};

我们可以使用 std::mem_fn 来包装 set_name 成员函数：

auto set_name_fn = std::mem_fn(&Person::set_name);

Person p;
set_name_fn(p, "Alice");  // 设置 p 的 name 为 "Alice"

在这个例子中，set_name_fn 是一个可调用对象，它接受一个 Person 对象和一个 std::string 参数，并调用 set_name 成员函数。

3.4 使用 std::mem_fn 调用静态成员函数

std::mem_fn 也可以用于调用静态成员函数。假设 Person 类有一个静态成员函数 get_class_name：

class Person {
public:
    static std::string get_class_name() {
        return "Person";
    }
};

我们可以使用 std::mem_fn 来包装 get_class_name 静态成员函数：

auto get_class_name_fn = std::mem_fn(&Person::get_class_name);

std::string class_name = get_class_name_fn();  // 调用静态成员函数

在这个例子中，get_class_name_fn 是一个可调用对象，它不需要传递类对象作为参数，因为它调用的是静态成员函数。

4. std::mem_fn 的注意事项

• std::mem_fn 返回的可调用对象的类型是未指定的，因此我们通常使用 auto 来声明变量。
• std::mem_fn 可以用于成员函数、成员变量和静态成员函数。
• 在使用 std::mem_fn 时，确保传递的成员函数指针是有效的。

5. 总结

std::mem_fn 是 C++11 标准库中一个非常有用的工具，它允许我们将成员函数包装成可调用对象，从而简化代码并提高可读性。通过 std::mem_fn，我们可以方便地在标准库算法中使用成员函数，或者在需要函数对象的地方使用成员函数。掌握 std::mem_fn 的使用方法，可以让我们在编写 C++ 代码时更加灵活和高效。