C++轮子 · 函数式编程

和算法配套出现的组件除了迭代器之外还有仿函数，这篇文章会重点介绍仿函数的使用以及和它相关的函数式编程工具。

仿函数

算法库中有很多算法都有一个重载的版本，接收一个Callable object用于提升算法的灵活性。

template< class InputIt, class UnaryPredicate >
InputIt find_if( InputIt first, InputIt last,
                 UnaryPredicate p );

template< class InputIt, class T, class BinaryOperation >
T accumulate( InputIt first, InputIt last, T init,
              BinaryOperation op );

语法上可调用对象（Callable object）是指可以使用函数调用符号操作它的任何对象，它可以表示很多对象，比如普通的函数，也比如一个重载了函数调用符的类型对象。如果可调用对象的返回值是bool则称之为Predicate（有人翻译成谓词）。接收Predicate的算法通常都以_if结尾，比如：std::find_if，std::copy_if。

我们把重载了函数调用符的对象称为仿函数，它在功能上是一个函数，在语法上是一个类。它和普通函数最大的区别是它可以保存内部状态。

假如我们现在要找出第一个奇数，我们可以这样写：

bool is_odd(int a) { return a % 2; }
std::find_if(std::begin(a), std::end(a), is_odd)

假如我们要查找第一个偶数，我们可以写成这样：

bool is_even(int a) { return !is_odd(a); }
std::find_if(std::begin(a), std::end(a), is_even)

但是如果我实现成仿函数，我们可以这样写：

class FindOdd {
public:
    NumberPredicate(bool found_odd) { ... }

    bool operator()(int a) const {
        if (found_odd_) {
            ...
        }

        ...
    }

private:
    bool found_odd_;
};

std::find_if(std::begin(a), std::end(a), FindOdd(true));
std::find_if(std::begin(a), std::end(a), FindOdd(false));

上面这个例子其实并不太恰当，我不推荐在一个函数中实现两个功能，但是它展示了仿函数区别于普通函数的重要特性——可以保存状态。

Predicate 应该是纯函数

Predicate是指返回值为bool的Callable object，而纯函数是指这个对象不会有side effect，也就是说如果以同样的参数调用这个对象，结果是一样的。之所以这么建议是因为Predicate作为算法的参数而存在，而参数的传递是值拷贝，如果Predicate<