C++仿函数

目录

定义

特点

注意事项

如何理解仿函数的状态

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定义

        仿函数（Functor）是一种重载了 operator() 运算符的类或结构体。由于它重载了 operator() 运算符，所以它的实例可以像函数一样被调用

        由于仿函数是一个类，所以它可以包含成员变量来存储状态，并且可以定义多个重载版本的 operator() 来支持不同数量和类型的参数。这使得仿函数比普通函数更加灵活

struct Add {
    int operator()(int x, int y) const { return x + y; }
};

int main() {
    Add add;
    std::cout << add(1, 2) << std::endl; // 输出 3
    return 0;
}

特点

        仿函数可以包含状态。这意味着在同一时间里，由某个仿函数所代表的单一函数，可能有不同的状态。

        仿函数可以重载 operator() 来支持不同数量和类型的参数。

        由于仿函数通常被内联展开，所以它们通常比一般函数速度快。

        即使两个仿函数定义相同，它们也可能属于不同的类型，因为它们可以是不同类的实例。

注意事项

        由于仿函数是一个类，所以它需要被实例化才能使用。这意味着我们需要创建一个仿函数对象，并通过它来调用 operator()。

        由于仿函数可以包含状态，所以我们需要注意在使用它之前是否需要初始化状态。

        在将仿函数作为参数传递给其他函数或算法时，我们需要注意传递的是仿函数对象本身还是它的引用或指针。   

如何理解仿函数的状态

        1、Counter 类包含一个名为 count 的成员变量来存储状态。构造函数接受一个可选的初始值，并将其赋给 count。重载的 operator() 函数返回当前的 count 值，并将其递增。

class Counter {
public:
    Counter(int start = 0) : count(start) {}
    int operator()() { return count++; }
private:
    int count;
};

int main() {
    Counter c;
    std::cout << c() << std::endl; // 输出 0
    std::cout << c() << std::endl; // 输出 1
    return 0;
}

        2、在上面的例子中，不同的状态是由不同的初始值产生的，但这并不是唯一的方式。状态可以在仿函数的生命周期内通过多种方式改变。例如，我们可以通过成员函数来修改状态，或者在调用 operator() 时根据传入的参数来更新状态。     

class Accumulator {
public:
    Accumulator(int start = 0) : sum(start) {}
    int operator()(int x) { sum += x; return sum; }
    void reset(int start = 0) { sum = start; }
private:
    int sum;
};

int main() {
    Accumulator acc(10);
    std::cout << acc(5) << std::endl; // 输出 15
    std::cout << acc(10) << std::endl; // 输出 25
    acc.reset();
    std::cout << acc(5) << std::endl; // 输出 5
    return 0;
}