函数 仿函数

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1. 仿函数

在C++中，仿函数（也称为函数对象）通过重载operator()的实例，使一个类的实例表现得像一个函数。[^1]

2. 仿函数的优势

• 状态保持：与普通函数相比，仿函数可以保持状态。你可以在类中定义成员变量来存储信息，并在operator()调用中使用这些信息。

• 灵活性：由于它们是类的实例，仿函数可以拥有构造函数和析构函数，以及其他成员函数，提供比普通函数更多的灵活性。

• 可内联：在某些情况下，使用仿函数比普通函数指针更有效，因为编译器有可能对仿函数进行内联优化。

3. 仿函数的实现

(1) 一个简单的仿函数

假设我们想实现一个仿函数，用于计算两个数的和。

#include <iostream>
using namespace std;

// 仿函数类
class Add {
public:
    // 重载 () 运算符
    int operator()(int a, int b) {
        return a + b;
    }
};

int main() {
    Add add; // 创建仿函数的实例
    cout << "The sum of 3 and 4 is " << add(3, 4) << endl; // 使用仿函数
    return 0;
}

在这个例子中，Add类重载了operator()，使得Add的实例可以像函数一样被调用。你可以创建一个Add对象并像调用函数一样使用它来计算两个数的和。

输出：

The sum of 3 and 4 is 7

(2) 带状态的仿函数

class Counter {
    int count;
public:
    Counter() : count(0) {}

    int operator()() {
        return ++count;
    }
};

int main() {
    Counter counter;
    cout << "First call: " << counter() << endl;
    cout << "Second call: " << counter() << endl;
    return 0;
}

这个例子中的Counter仿函数每次被调用时都会增加其计数。这展示了仿函数如何保持状态。每次调用counter()，计数增加，并且返回新的计数值。

输出：

First call: 1
Second call: 2

参考文章

1. C++ 仿函数