函数对象是通过重载operator()的类对象,可像函数一样调用并保存状态。例如AddValue类通过operator()实现加法操作,支持内联优化和STL算法集成,相比函数指针更灵活高效。

在C++中,函数对象(也称为仿函数,functor)是通过重载调用运算符 operator() 的类对象。它允许对象像函数一样被调用,同时具备比普通函数更强的灵活性,比如可以保存状态信息。
什么是调用运算符重载
调用运算符 operator() 是C++中可以被重载的运算符之一。它使得类的实例能够像函数一样使用括号语法进行调用。
例如,如果你有一个类 MyFunctor,并重载了 operator(),那么你可以像调用函数一样使用该类的对象:
MyFunctor f;f(10); // 实际上调用的是 f.operator()(10)
定义一个简单的函数对象
下面是一个简单的例子,展示如何通过重载 operator() 创建函数对象:
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#include using namespace std;class AddValue {private: int bias;public: AddValue(int b) : bias(b) {} // 重载调用运算符 int operator()(int x) { return x + bias; }};int main() { AddValue add5(5); // 创建函数对象,偏移量为5 cout << add5(10) << endl; // 输出 15 return 0;}
在这个例子中,add5 是一个函数对象,它“记住”了偏移值 5,并在每次调用时使用它。
函数对象的优势
相比普通函数或函数指针,函数对象有以下几个优点:
可保存状态:函数对象可以拥有成员变量,从而维持内部状态,而普通函数无法做到这一点。 支持内联调用:编译器通常能更好地优化函数对象的调用,尤其是配合模板使用时,性能往往优于函数指针。 可用于STL算法:STL中的许多算法(如 sort、for_each、transform)都接受函数对象作为参数。
例如,使用函数对象自定义排序规则:
#include #include #include using namespace std;struct Greater { bool operator()(int a, int b) { return a > b; }};int main() { vector vec = {3, 1, 4, 1, 5}; sort(vec.begin(), vec.end(), Greater()); for (int x : vec) cout << x << " "; // 输出:5 4 3 1 1 return 0;}
使用 lambda 替代函数对象(C++11起)
C++11引入了lambda表达式,它本质上是编译器自动生成的函数对象。例如:
auto add = [](int x, int y) { return x + y; };cout << add(3, 4) << endl; // 输出 7
lambda让创建函数对象更加简洁,但在需要复用或携带状态时,手动定义函数对象仍有其价值。
基本上就这些。重载 operator() 是实现函数对象的核心,它让对象具备函数行为,是泛型编程和STL的重要基础。掌握它有助于写出更灵活、高效的C++代码。
以上就是C++函数对象 重载调用运算符的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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