函数对象(Functor)是重载了operator()的类实例,可像函数一样调用并保存状态,常用于STL算法中传递可调用对象。1. 通过定义operator()实现调用行为,如Add仿函数执行加法;2. 成员变量支持状态维护,如Counter记录调用次数;3. 在STL中作为谓词或操作传入,如ScaleAndShift用于std::transform对数据缩放偏移;4. 相比lambda表达式,仿函数在复杂逻辑和复用场景下更具可读性与可维护性。

函数对象(Functor)在C++中指的是重载了函数调用运算符 operator() 的类或结构体的实例。它看起来像一个函数,但本质上是一个对象,因此被称为“仿函数”。Functor 能够保存状态,比普通函数更灵活,在STL算法中广泛使用。
仿函数的基本定义
要创建一个仿函数,只需定义一个类,并在其中重载 operator()。例如:
struct Add { int operator()(int a, int b) const { return a + b; }};
使用时就像调用函数一样:
Add add;int result = add(3, 5); // 返回 8
这个 Add 对象就是一个函数对象,可以传给其他需要可调用对象的地方。
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带状态的仿函数
相比普通函数,仿函数的优势在于它可以拥有成员变量,从而保持状态。比如统计函数被调用了多少次:
struct Counter { int count;Counter() : count(0) {}void operator()(int value) { ++count; std::cout << "调用 #" << count << ", 值: " << value << std::endl;}
};
使用示例:
Counter counter;counter(10); // 输出:调用 #1, 值: 10counter(20); // 输出:调用 #2, 值: 20std::cout << "总共调用: " << counter.count << " 次n";
每次调用都记录了次数,这是普通函数难以实现的。
在STL算法中的应用
STL中的很多算法接受可调用对象作为参数,比如 std::transform、std::for_each、std::sort 等。Functor 可以作为谓词或操作函数传入。
示例:使用仿函数对容器元素乘以某个系数并偏移:
#include #include #includestruct ScaleAndShift {double scale;double shift;
ScaleAndShift(double s, double t) : scale(s), shift(t) {}double operator()(double x) const { return scale * x + shift;}
};
int main() {std::vector data = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0};std::vector result(data.size());
std::transform(data.begin(), data.end(), result.begin(), ScaleAndShift(2.0, 1.0));for (double val : result) { std::cout << val << " "; // 输出: 3 5 7 9}return 0;
}
这里 ScaleAndShift 是一个带参数的仿函数,可以在运行时配置行为。
与lambda表达式的比较
C++11引入了lambda表达式,也可以作为可调用对象使用,很多时候可以替代仿函数:
auto multiply = [](int a, int b) { return a * b; };int res = multiply(4, 5); // 返回 20
但对于复杂逻辑或需要复用的场景,定义明确的仿函数类仍更具可读性和可维护性。
基本上就这些。Functor 是C++中实现泛型编程的重要工具,理解它有助于更好地使用STL和设计灵活的接口。
以上就是c++++中的函数对象(Functor)是什么_c++仿函数定义与应用实例的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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