【C++】仿函数和回调函数

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

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 > File Name: test.cpp
 > Author: Winter
 > Created Time: Thu 21 Aug 2025 08:42:31 AM EDT
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#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

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#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

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 > File Name: test.cpp
 > Author: Winter
 > Created Time: Thu 21 Aug 2025 08:42:31 AM EDT
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#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

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 > File Name: test.cpp
 > Author: Winter
 > Created Time: Thu 21 Aug 2025 08:42:31 AM EDT
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#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;
}

测试