C++ std::ptr_fun 函数

在本文中，我们将讨论 C++ 中的 std::ptr_fun() 函数，包括其语法、功能和示例。

引言

'std::ptr_fun' 曾经是 C++ 标准库中的一个函数模板，旨在将函数指针转换为函数对象。它被创建为 C++ 工具的一部分，用于简化与函数指针、算法和其他函数对象的配合使用。

它最初是在 C++98 标准中引入的，'std::ptr_fun' 作为 C 风格函数指针与 C++ 编程方法中使用的可适应函数对象之间的桥梁。它允许开发人员在需要函数对象的场合，例如与 'std::for_each' 或 'std::transform' 等算法一起使用时，来适配函数。

然而，随着 C++ 的发展和语言特性的加入，'std::ptr_fun' 的必要性逐渐减弱。该功能在 C++11 中被标记为已弃用，并在 C++17 中被移除，因为新的语言特性和库组件提供了更通用的方法来实现类似的功能。

虽然理解 'std::ptr_fun' 对于维护旧代码库和认识编程支持的进步仍然有价值，但当代的 C++ 开发通常会选择其他方法来达到目的。

语法

C++ 中有 std::ptr_fun() 函数的两个版本。std::ptr_fun 的用法语法如下；

1. 对于接受一个参数的函数（一元函数）。

2. 对于接受两个参数的函数（二元函数）。

语法用法

• 这是一个如何使用函数的示例。

• 这是在代码中使用函数的另一个示例。

在这些情况下，ptr_fun 用于包装函数指针，进行平方计算，然后将其转换为可与 std::transform 等算法配合使用的函数对象。这些示例展示了 ptr_fun 的用法，并且现代 C++ 提供了如表达式或 std::function 等方法来实现类似的结果。

目的和功能

std::ptr_fun 的主要目的是将函数指针转换为函数对象，这些函数对象可以应用于 C++ 算法和其他需要函数对象的组件。它充当了 C 风格函数指针与 C++ 高级函数式编程特性之间的连接。

主要特点

std::ptr_fun() 的一些关键特性如下：

1. 将函数指针转换为函数对象： std::ptr_fun() 函数接受一个函数指针作为输入。它返回一个包装后的函数对象。
2. 确保类型安全： 它保留了函数指针的类型信息，确保其在模板和算法中的使用。
3. 与算法兼容： 生成的函数对象可以直接与算法一起使用，例如 std::transform、std::for_each 等。
4. 处理二元函数： 它可以封装接受一个或两个参数的函数。

示例

以下是一些展示 std::ptr_fun 在 C++ 中使用的实例。

1. 将 ptr_fun 与 std::transform 一起使用

输出

 
1 2 3 4 5   

2. 将 ptr_fun 与 std::find_if 一起使用

输出

 
First even number: 8   

3. 将 ptr_fun 与二元函数和 std::bind2nd 一起使用

输出

 
First number divisible by 3: 12   

4. 将 std::ptr_fun 与 std::sort 和二元函数一起使用

输出

 
9 6 5 4 3 2 1 1   

5. 将 std::ptr_fun 与 std::for_each 一起使用

输出

 
1 4 9 16 25   

这些实例展示了 'std::ptr_fun' 如何被用于封装函数指针，使其能够与需要函数对象的算法以及 C++ 标准库的各种组件一起使用。

弃用和移除

1. C++11 中的弃用

'std::ptr_fun' 的官方弃用是在 2011 年 C++11 标准推出时发生的。虽然这表示该函数仍然可用，但不推荐使用，并且编译器被建议在使用时发出警告。

2. C++17 中的移除

随着 2017 年 C++17 标准的发布，'std::ptr_fun' 已从 C++ 标准库中完全移除。因此，任何依赖 'std::ptr_fun' 的代码在没有启用旧版支持的情况下，将无法与遵循 C++17 标准的编译器兼容。

3. 弃用的原因

• C++11 中引入的 lambda 表达式使得 'ptr_fun' 过时了。
• 现代 C++ 提供了生成函数对象的有效方法。
• 标准库已经发展到可以直接处理普通函数指针，减少了对显式适配器的需求。

4. 编译器通知

当在 C++11 或更高版本标准下编译的代码中使用 'std::ptr_fun' 时，大多数现代编译器都会发出警告。这些警告通常建议使用 'std::function' 或 lambda 表达式作为替代。

5. 对现有代码的影响

• 使用 'std::ptr_fun' 的现有代码可能需要更新才能与 C++ 标准兼容。
• 这通常需要用 lambda 表达式替换 'ptr_fun'，或者直接使用函数指针。

std::ptr_fun 的逐步淘汰和移除展示了 C++ 的进步，突出了向更具适应性和有效性的编程技术转变。虽然处理旧代码的程序员可能会遇到 ptr_fun，但建议新代码采用现代 C++ 提供的技术。

局限性和注意事项

以下是一些在使用 'std::ptr_fun' 时需要注意的限制和注意事项；

1. 仅限于函数指针
   'std::ptr_fun' 函数专门用于处理函数指针，无法处理成员函数或仿函数，这限制了其与现代选项相比的灵活性。
2. 无状态处理
   与闭包或函数对象不同，'std::ptr_fun' 无法捕获或保持状态信息，使其不太适合需要上下文数据的情境。
3. 性能影响
   虽然通常很小，但使用 'std::ptr_fun' 创建的函数对象包装器会带来一定的性能开销。
4. 类型僵化
   被包装的函数指针必须精确匹配预期的签名，这可能会在需要转换以适应原始函数指针的情况下产生问题。
5. 语法冗长
   与 lambda 表达式等替代方案相比，使用 'std::ptr_fun' 倾向于产生更冗长、可读性更差的代码。
6. 不支持函数重载
   当处理重载函数时，可能需要额外的类型转换才能与 'std::ptr_fun' 一起指定使用哪个重载。
7. 更长的编译时间
   由于需要模板实例化，使用 'std::ptr_fun' 可能导致编译时间增加。
8. 没有优化的机会，因为现代编译器通常比对 'std::ptr_fun' 包装器进行优化，更能有效地优化 lambda 表达式。
9. C++11 的兼容性
   随着 C++11 等新 C++ 标准的引入，'std::ptr_fun' 的使用变得越来越少，并且便携性也降低了。
10. 调试信息有限
    'std::ptr_fun' 生成的包装器可能会引入一个间接层，使调试复杂化。
11. 不支持 lambda
    与 lambda 表达式不同，'std::ptr_fun' 无法用于创建带有自动参数的通用函数对象。

这是一个说明这些限制的示例；

输出

 
Int: 1
Int: 2
Int: 3
Transformed vector: 2 4 6   

提到的限制和因素最终导致了 'std::ptr_fun' 在 C++ 中的淘汰和移除，以支持更通用、更健壮的替代方案。