一、std::not_fn定义和说明

std::not_fn这个模板函数非常有意思，在前面我们学习过wrapper（包装器），其实它就是通过封装一个包装器来实现返回值的非。它的基本定义如下：

template< class F >
/* 未指定 */ not_fn( F&& f );(1)	(C++17 起)(C++20 起为 constexpr)
template< auto ConstFn >
constexpr /* 未指定 */ not_fn() noexcept;(2)	(C++26 起)

这里面的f参数是一个Callable对象。它的受限条件为：
1、std::decay_t 须为可调用 (Callable) 并支持移动构造 (MoveConstructible)
2、std::is_constructible_v<std::decay_t, F> 的结果必须为 true
那么，问题就来了，为什么要搞这么简单的一个东西呢？直接操作不更简单么？

二、应用

老生再次常谈一下，一切的技术的应用，跟场景的结合是无法独立出来的。也就是说，std::not_fn的应用，也不是放置四海皆优秀的。在实际的开发中，可能会遇到很多种情况，比如普通的函数，类成员函数，仿函数，甚至新标准中的Lambda表达式等等。
在处理这些情况的时候儿，可能直接操作返回一个非的结果很简单，也可能比较不简单。更有可能虽然简单但不好理解。而有的情况下开发者需要的不是一个简单的结果而是一个非的函数，凡此种种，都可能会有不同的需要。
一般来说这种在上层进行封装的应用，大多数情况下在底层应用比较多，比如本身就是库或框架。一如前面看到的STL中的元函数（如std::is_integral等），在业务层展现应用的机会很少，但一旦到底层的库编程，则应用大行其道。

三、混合应用

开发者经常会遇到这种问题，实现一个问题的一面（正面或反面）比较简单，而实现另外一面则相对复杂一些。这种简单和复杂不单指的实现上的简单，也包括代码阅读上的简单。比如实现一个返回True，需要一行代码，而返回False则需要几行代码。这种情况下，直接修改函数本身是没有问题的，但应用起来就等于是多实现了一次，而且如果需要将函数本身做为参数传递的话，这又是一个问题，很有可能在嵌套传参时导致行为的变形。
这时，使用std::not_fn直接生成一个新的非的函数，应用起来就会非常清晰明了。下面看一个简单的例程：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>// 是否为偶数
bool is_even(int x) {return x % 2 == 0;
}int main() {std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};auto is_odd = std::not_fn(is_even);// 打印std::vector<int> odd_numbers;std::copy_if(numbers.begin(), numbers.end(), std::back_inserter(odd_numbers), is_odd);std::cout << "Odd numbers: ";for (int num : odd_numbers) {std::cout << num << " ";}std::cout << std::endl;return 0;
}

其实在基础库的很类似的应用 中都可以应用到std::not_fn，在代码层级更容易理解。

四、特点

std::not_fn主要是为了替代前面的替代std::not1,std::not2这类非相关的处理。毕竟后两个依赖于std::unary_function 或 std::binary_function的实现。从设计角度看，这种应用方式首先就限定的灵活性及通用性或者理解为适配性不好。那么std::not_fn有什么特点呢：
1、优势
a)更高一层的抽象可以让开发者离开代码内部的实现,专注于逻辑的实现
b)适应性强，对所有的类函数（如普通函数、类内部成员函数、仿函数等等）都支持
c)c++20后支持constexpr，可在编译期进行优化
d)代码更直观，容易理解和维护
2、劣势
a)过深的嵌套可能逻辑的复杂化和提高后期维护的复杂度
b)应用范围受限，一般要求返回值的类型必须为可转化为bool类型的数据类型
c)在很简单的非应用时，std::not_fn并没有优势

所以开发者的头脑中始终要有根弦警惕着，技术要善用而非乱用！

五、例程

下面看一个cppreference的例程：

#include <cassert>
#include <functional>bool is_same(int a, int b) noexcept
{return a == b;
}struct S
{int val;bool is_same(int arg) const noexcept { return val == arg; }
};int main()
{// 用于自由函数：auto is_differ = std::not_fn(is_same);assert(is_differ(8, 8) == false); // 等价于：!is_same(8, 8) == falseassert(is_differ(6, 9) == true); // 等价于：!is_same(8, 0) == true// 用于成员函数：auto member_differ = std::not_fn(&S::is_same);assert(member_differ(S{3}, 3) == false); // 等价于：S tmp{6}; !tmp.is_same(6) == false// 保持 noexcept 说明：static_assert(noexcept(is_differ) == noexcept(is_same));static_assert(noexcept(member_differ) == noexcept(&S::is_same));// 用于函数对象：auto same = [](int a, int b) { return a == b; };auto differ = std::not_fn(same);assert(differ(1, 2) == true); // 等价于：!same(1, 2) == trueassert(differ(2, 2) == false); // 等价于：!same(2, 2) == false#if __cpp_lib_not_fn >= 202306Lauto is_differ_cpp26 = std::not_fn<is_same>();assert(is_differ_cpp26(8, 8) == false);assert(is_differ_cpp26(6, 9) == true);auto member_differ_cpp26 = std::not_fn<&S::is_same>();assert(member_differ_cpp26(S{3}, 3) == false);auto differ_cpp26 = std::not_fn<same>();static_assert(differ_cpp26(1, 2) == true);static_assert(differ_cpp26(2, 2) == false);
#endif
}

例程非常简单，其实可以理解为对函数指针F的一种非的反向控制。它可以提供更灵活的控制方式，而不必直接修改相关的代码。

六、总结

std::not_fn本身并没有什么难度。但只要认真想一下，其实就难明白，它其实就是让编程变得更灵活和更容易控制。尽最大可能的减少对程序的整体的影响或产生副作用。特别是对已经存在的老的代码的完善和更新的情况下，这种处理方式是一种非常合理和便捷的存在。
当把一个操作看成一个黑盒时，它们内外的交互就不存在了，那么无论对哪一方来说，这都是好事儿。简单永远是开发者追求的目标！