Функциональный объект

Функциональный объект (англ. function object), также функтор, функционал и функционоид — распространённая в программировании конструкция, позволяющая использовать объект как функцию. Часто используется как callback, делегат.

Функтором представления называется функтор (англ. functor), описывающий отображение между математическим понятием (множество, функция) и его реализацией на языке программирования (соответственно, множество, функция)^[1].

C++

В C++ функциональный объект создаётся с помощью класса, у которого перегружен operator():

class compare_class {
  public:
  bool operator()(int A, int B) const {
    return (A < B);
  }
};

// объявление функции сортировки
template <class ComparisonFunctor> 
void sort_ints(int* begin_items, int num_items, ComparisonFunctor c);

int main() {
    int items[] = {4, 3, 1, 2};
    compare_class functor;
    sort_ints(items, sizeof(items)/sizeof(int), functor);
}

Кроме того, в качестве функционального объекта можно использовать указатель на функцию.

JavaScript

В JavaScript функция является объектом:

const acc = function (add) { acc.value += add; };
acc.value = 0;

acc(2);
console.log(acc.value); // 2

acc(6);
console.log(acc.value); // 8

C# и VB.NET

В С# и VB.NET для программирования функторов используются делегаты.

Java

Поскольку в Java функции не являются объектами первого класса, функтор представляет собой объект, реализующий интерфейс, часто в виде безымянного вложенного класса:

List<String> list = Arrays.asList("10", "1", "20", "11", "21", "12");
		
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
    public int compare(String o1, String o2) {
        return Integer.valueOf(o1).compareTo(Integer.valueOf(o2));
    }
});

или лямбда-выражения:

List<String> list = Arrays.asList( "10", "1", "20", "11", "21", "12" );

Collections.sort( list, (String o1, String o2) ->
		Integer.valueOf( o1 ).compareTo( Integer.valueOf( o2 ) ) );

Haskell

В Haskell функтором называется класс типов, который декларирует единственный метод «fmap». Интуитивно, «fmap» применяет функцию a -> b к значению типа f a, чтобы получить значение типа f b. С другой стороны, можно рассматривать «fmap» как функцию высшего порядка, преобразующую «простую» функцию a -> b в «составную» функцию f a -> f b. Важно отметить, что структура значения типа f после применения «fmap» должна оставаться неизменной.

class Functor f where
    fmap :: (a -> b) -> f a -> f b

Тривиальные примеры использования:

plusOne = (+1)

numberList = [1, 2, 3, 4, 5]

newNumberList = fmap plusOne numberList

-- newNumberList == [2, 3, 4, 5, 6]

square :: Int -> Int
square = (^2)

-- | 'Set' data type requires "Data.Set" library.
squareAllSetElements :: Set Int -> Set Int
squareAllSetElements = fmap square

Функтор может быть определён практически для любого параметрически полиморфного типа.

PHP

В PHP существует магический метод __invoke , который вызывается, когда скрипт пытается выполнить объект как функцию:

class Functor {
    public function __invoke(int $a, int $b): bool
    {
        return $a < $b;
    }
}

$arr = [1, 5, 2, 8, 9, 0, 3];

usort($arr, new Functor());

ML

В диалектах ML (Standard ML, Alice, OCaml) функтор представляет собой функцию над модулями, то есть отображение модулей в модули.

Примечания

↑ Толковый словарь по вычислительным системам, 1990.

Ссылки

Функторы в STL Programmer’s Guide (англ.)
Thomas Becker. STL & Generic Programming: STL Function Objects and Their Adaptors (англ.) // Dr. Dobb’s Journal. — 2002.
Herb Sutter. Generalized Function Pointers (англ.) // Dr. Dobb’s Journal. — 2003.
Описание функторов в Portland Pattern Repository (англ.)
Толковый словарь по вычислительным системам / Под ред. В. Иллингуорта и др.. — М.: Машиностроение, 1990. — 560 с. — ISBN 5-217-00617-X.

[_8bc961ab857ea4d4-1] Толковый словарь по вычислительным системам, 1990.

[1]