函子首先现身于代数拓扑学,其中
拓扑空间的连续映射给出相应的代数对象(如
基本群、同调群或上同调群)的代数
同态。在当代数学中,函子被用来描述各种范畴间的关系。“函子”(英文:Functor)一词借自美国哲学家
鲁道夫·卡尔纳普的用语。卡尔纳普使用“函子”这一词和函数之间的相关来类比谓词和性质之间的相关。对卡尔纳普而言,不同于当代范畴论的用法,函子是个语言学的词汇。对范畴论者来说,函子则是个特别类型的函数。
常函子(Constant functor):把中的所有对象都对应到中的一个固定的对象,且把中的态射都对应到的恒等态射。
恒等函子(Identity functor):,把中的对象和态射都对应到其自身。
遗忘函子:“遗忘”掉某些结构的函子,例如是群全体和群同态构成的范畴,是集合全体和集合间的映射构成的范畴,则把群对应到去掉乘法运算后的集合,把群同态对应为映射就是一个遗忘函子。
极限函子:对一固定的指标范畴,若每个函子都有个
极限(即若为完全的),则极限函子即为将每个函子映射至其极限的函子。此类函子的存在性可以由将其理解为对角函子的右
伴随函子,且引入福端伴随函子定理来证明之。这需要一个适当版本的
选择公理。相似的说法也可应用在上极限函子(其为协变的)之中。
二元函子是函子概念在“双变元”时的推广。形式的定义则定义在两个范畴的积上的函子。函子是一个自然的例子,它对第一个变元
反变,对第二个变元
协变。
1)
二元函子是有“两个”引数的函子。同态函子即为一个例子;其第一个引数为反变的,第二个引数则为协变的。形式上来说,二元函子是一个其定义域为
积范畴的函子。例子,同态函子即为。
在任意范畴上,可定义一个单位函子,其将每个对象和态射映射至其自身。也可以将函子复合,即若F为一由至的函子且为一由至的函子,则可组成一个由的复合函子。函子的复合依定义是可结合的。这显示函子可以被认为是范畴的范畴中的态射。
一个只具单一对象的小范畴等同于一个
幺半群,此一单一对象范畴的态射可被视为是幺半群中的元素,且其在范畴中的复合则可以视为是幺半群中的运算。此时这类范畴间的函子无非是幺半群间的
同态。在此意义下,任意范畴间的函子可被视为是幺半群同态至多于一个对象的范畴的一种广义化。