使用std::binary_function向量调用transform报错的原因及解决方法

一、报错原因 #

你遇到的编译错误核心原因有两个：

1. std::binary_function的本质：它只是一个仅包含参数和返回值类型定义的空基类，没有重载operator()调用运算符，完全不具备可调用能力。
2. 对象切片问题：当你把plus<int>、minus<int>这些继承自std::binary_function的子类对象，存入vector<std::binary_function<int, int, int>>时，子类对象会被"切片"——只保留基类部分的内容，丢失了子类中重载的operator()。
   当std::transform尝试调用这个被切片后的基类对象时，找不到对应的operator()，因此报错。

Stack Overflow上的相关回答翻译如下：

std::binary_function仅包含参数和返回值的类型定义，它从设计之初就不是用来作为多态基类的（就算可以，你也会遇到对象切片的问题）。

二、解决办法 #

推荐两种可行的修复方案：

方案1：使用std::function存储可调用对象 #

std::function是C++11引入的通用可调用对象包装器，可以兼容所有符合指定签名的函数、函数对象、lambda等，不会出现对象切片问题。

修改后的代码：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <functional> // 必须包含该头文件

using namespace std;

int main(void) {
    vector<int> v1 = {1, 2, 10, 23, 13};
    vector<int> v2 = {10, 2, 4, -1, 3};
    vector<int> result(v1.size());

    plus<int> f1;
    minus<int> f2;
    multiplies<int> f3;

    // 将vector的类型改为std::function<int(int, int)>
    vector<function<int(int, int)>> funcs = {f1, f2, f3};

    for (auto& func : funcs) { // 使用引用避免不必要的拷贝
        transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), result.begin(), func);
        
        for (auto value : result) { cout << value << " "; }
        cout << endl;
    }

    return 0;
}

方案2：自定义多态基类（繁琐但更灵活） #

如果你一定要用多态方式实现，可以自定义一个带纯虚operator()的基类，再用包装器封装原有的函数对象。示例代码：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory> // 包含智能指针头文件

using namespace std;

// 自定义多态基类
struct BinaryFunction {
    virtual int operator()(int a, int b) const = 0;
    virtual ~BinaryFunction() = default; // 虚析构避免内存泄漏
};

// 包装器模板，封装各种函数对象
template<typename Func>
struct FuncWrapper : BinaryFunction {
    Func func;
    FuncWrapper(Func f) : func(f) {}
    int operator()(int a, int b) const override {
        return func(a, b);
    }
};

int main(void) {
    vector<int> v1 = {1, 2, 10, 23, 13};
    vector<int> v2 = {10, 2, 4, -1, 3};
    vector<int> result(v1.size());

    // 使用智能指针存储包装后的对象
    vector<unique_ptr<BinaryFunction>> funcs;
    funcs.emplace_back(make_unique<FuncWrapper<plus<int>>>(plus<int>()));
    funcs.emplace_back(make_unique<FuncWrapper<minus<int>>>(minus<int>()));
    funcs.emplace_back(make_unique<FuncWrapper<multiplies<int>>>(multiplies<int>()));

    for (auto& func_ptr : funcs) {
        transform(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), result.begin(), *func_ptr);
        
        for (auto value : result) { cout << value << " "; }
        cout << endl;
    }

    return 0;
}

注意：方案1更简洁高效，是优先推荐的解决方式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者e42d3