c++中的函数对象(Functor)是什么_c++仿函数定义与应用实例

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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。

c++ 中的函数对象 (Functor) 是什么_c++ 仿函数定义与应用实例

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; <pre class='brush:php;toolbar:false;'>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: 10 counter(20); // 输出:调用 #2, 值: 20 std::cout << " 总共调用: " << counter.count << " 次 n "; </font>

每次调用都记录了次数,这是普通函数难以实现的。

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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::transformstd::for_eachstd::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 <vector> #include <algorithm> #include <iostream> <p>struct ScaleAndShift {double scale; double shift;</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>ScaleAndShift(double s, double t) : scale(s), shift(t) {}  double operator()(double x) const {return scale * x + shift;}

};

int main() { std::vector<double> data = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0}; std::vector<double> 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

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