条款40：使仿函数类可适配
条款40：使仿函数类可适配
假设我有一个Widget*指针的list和一个函数来决定这样的指针是否确定一个有趣的Widget：
list<Widget*> widgetPtrs; bool isInteresting(const Widget *pw);
如果我要在list中找第一个指向有趣的Widget的指针，这很简单：
list<Widget*>::iterator i = find_if(widgetPtrs.begin(), widgetPtrs.end(),
isInteresting);
if (i != widgetPtrs.end()) {
... // 处理第一个
} // 有趣的指向
// Widget的指针但如果我想要找第一个指向不有趣的Widget的指针，显而易见的方法却编译失败：
list<Widget*>::iterator i = find_if(widgetPtrs.begin(), widgetPtrs.end(), not1(isInteresting)); // 错误！不能编译
取而代之的是，我必须对isInteresting应用ptr_fun在应用not1之前：
list<Widget*>::iterator i =
find_if(widgetPtrs.begin(), widgetPtrs.end(),
not1(ptr_func(isInteresting))); // 没问题
if (i != widgetPtrs.end()) {
... // 处理第一个
} // 指向Widget的指针
那会引出一些问题。为什么我必须在应用not1前对isInteresting应用ptr_fun？ptr_fun为我做了什么，怎么完成上面的工作的？
答案多少有些令人惊讶。ptr_fun做的唯一的事是使一些typedef有效。就是这样。not1需要这些typedef，这就是为什么可以把not1应用于ptr_fun，但不能直接对isInteresting应用not1。因为是低级的函数指针，isInteresting缺乏not1需要的typedef。
not1不是STL中唯一有那些要求的组件。四个标准函数适配器（not1、not2、bind1st和bind2nd）都需要存在某些typedef，一些其他人写的非标准STL兼容的适配器（比如来自SGI和Boost的——参见条款50）也需要。提供这些必要的typedef的函数对象称为可适配的，而缺乏那些typedef的函数对象不可适配。可适配的比不可适配的函数对象可以用于更多的场景，所以只要能做到你就应该使你的函数对象可适配。这不花费你任何东西，而它可以为你仿函数类的客户购买一个便利的世界。
我知道，我知道。我在卖弄，经常提及“某些typedef”而没有告诉你是什么。问题中的typedef是argument_type、first_argument_type、second_argument_type和result_type，但不是那么直截了当，因为不同类型仿函数类需要提供那些名字的不同子集。总的来说，除非你在写你自己的适配器（本书没有覆盖的主题），你才不需要知道任何关于那些typedef的事情。那是因为提供它们的正规方法是从一个基类，或，更精确地说，一个基结构，继承它们。operator()带一个实参的仿函数类，要继承的结构是std::unary_function。operator()带有两个实参的仿函数类，要继承的结构是std::binary_function。
好，简单来说，unary_function和binary_function是模板，所以你不能直接继承它们。取而代之的是，你必须从它们产生的类继承，而那就需要你指定一些类型实参。对于unary_function，你必须指定的是由你的仿函数类的operator()所带的参数的类型和它的返回类型。对于binary_function，你要指定三个类型：你的operator的第一个和第二个参数的类型，和你的operator地返回类型。
这里有两个例子：
template<typename T>
class MeetsThreshold: public std::unary_function<Widget, bool>{
private:
const T threshold;
public:
MeetsThreshold(const T& threshold);
bool operator()(const Widget&) const;
...
};
struct WidgetNameCompare:
public std::binary_function<Widget, Widget, bool>{
bool operator()(const Widget& lhs, const Widget& rhs) const;
};
在两种情况下，注意传给unary_function或binary_function的类型与传给仿函数类的operator()和从那里返回的一样，虽然operator的返回类型作为最后一个实参被传递给unary_function或binary_function有一点古怪。
你可能注意到了MeetsThreshold是一个类，而WidgetNameCompare是一个结构。MeetsThreshold有内部状态（它的阈值数据成员），而类是封装那些信息的合理方法。WidgetNameCompare没有状态，因此不需要任何private的东西。所有东西都是public的仿函数类的作者经常把它们声明为struct而不是class，也许只因为可以避免在基类和operator()函数前面输入“public”。把这样的仿函数声明为class还是struct纯粹是一个个人风格问题。如果你仍然在精炼你的个人风格，想找一些仿效的对象，看看无状态STL自己的仿函数类（比如，less<T>、plus<T>等）一般写为struct。再看看WidgetNameCompare：
struct WidgetNameCompare:
public std::binary_function<Widget, Widget, bool> {
bool operator()(cost Widget& lhs, const Widget& rhs) const;
}
虽然operator的实参类型是const Widget&，但传给binary_function的是Widget。一般来说，传给unary_function或binary_function的非指针类型都去掉了const和引用。（不要问为什么。理由不很好也不很有趣。如果你真的想知道，写一些没有去掉它们的程序，然后去解剖编译器诊断结果。如果完成了这步，你仍然对这个问题感兴趣，访问boost.org（参见条款50）然后看看他们关于特性和函数对象适配器的工作。）
当operator()的参数是指针时这个规则变了。这里有一个和WidgetNameCompare相似的结构，但这个使用Widget*指针：
struct PtrWidgetNameCompare:
public std::binary_function<const Widget*, const Widget*, bool> {
bool operator()(const Widget* lhs, const Widget* rhs) const;
};
在这里，传给binary_function的类型和operator()所带的类型一样。用于带有或返回指针的仿函数的一般规则是传给unary_function或binary_function的类型是operator()带有或返回的类型。
不要忘记所有使用这些unary_function和binary_function基类基本理由的冗繁的文字。这些类提供函数对象适配器需要的typedef，所以从那些类继承产生可适配的函数对象。那使我们这么做：
list<Widget> widgets; ... list<Widget>::reverse_iterator i1 = // 找到最后一个不 find_if(widgets.rbegin(), widgets.rend(), // 适合阈值10的widget not1(MeetsThreshold<int>(10))); // （不管意味着什么） Widget w(构造函数实参); list<Widget>::iterator i2 = // 找到第一个在由 find_if(widgets.begin(), widgets.end(), // WidgetNameCompare定义 bind2nd(WidgetNameCompare(), w); // 的排序顺序上先于w的widget
如果我们没有把仿函数类继承自unary_function或binary_function，这些例子都不能编译，因为not1和bind2nd都只和可适配的函数对象合作。
STL函数对象模仿了C++函数，而一个C++函数只有一套参数类型和一个返回类型。结果，STL暗中假设每个仿函数类只有一个operator()函数，而且这个函数的参数和返回类型要被传给unary_function或binary_function（与我们刚讨论过的引用和指针类型的规则一致）。这意味着，虽然可能很诱人，但你不能通过建立一个单独的含有两个operator()函数的struct试图组合WidgetNameCompare和PtrWidgetNameCompare的功能。如果你那么做了，这个仿函数可能可以和最多一种它的调用形式（你传参数给binary_function的那个）适配，而一个只能一半适配的仿函数可能只比完全不能适配要好。
有时候有必要给一个仿函数类多个调用形式（因此得放弃可适配性），条款7、20、23和25给了这种情况的例子。但是那种仿函数类是例外，不是规则。可适配性是重要的，每次你写仿函数类时都应该努力促进它。