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：
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。
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 <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。