C++笔记之函数对象functors与可调用对象

**C++笔记之函数对象(functors)与可调用对象**

在 C++ 中，函数对象（functor）是一种特殊的类，它可以像函数一样被调用。这种机制允许我们将行为作为参数传递给其他函数或方法，这是函数式编程的一个重要方面。

**什么是函数对象？**

函数对象是一种实现了 `operator()` 的类。这意味着它有一个成员函数，能够接收参数并返回结果。通过重载 `operator()`, 我们可以使这个类像函数一样被调用。

下面是一个简单的例子：

cppclass Add {
public:
 int operator()(int a, int b) const {
 return a + b;
 }
};

int main() {
 Add add;
 std::cout << add(3,4) << std::endl; // 输出：7 return0;
}

在这个例子中，我们定义了一个 `Add` 类，它有一个 `operator()` 成员函数。这个函数接收两个整数参数并返回它们的和。当我们创建一个 `Add` 对象并调用它时，相当于调用了一个函数。

**可调用对象**

可调用对象（callable object）是 C++11 引入的一种新概念，它允许任何类型的对象被像函数一样调用。这个特性使得我们可以将行为作为参数传递给其他函数或方法更加灵活。

下面是一个例子：

cppclass Add {
public:
 int operator()(int a, int b) const {
 return a + b;
 }
};

void process(Add add, int x, int y) {
 std::cout << "结果：" << add(x, y) << std::endl;
}

int main() {
 Add add;
 process(add,3,4); // 输出：7 return0;
}

在这个例子中，我们定义了一个 `Add` 类，并将它作为参数传递给 `process()` 函数。通过这种方式，我们可以使函数对象的行为被像函数一样调用。

**lambda表达式**

C++11 引入了一种新的语法形式——lambda 表达式（lambda expression）。它允许我们在短时间内定义一个匿名函数，这是函数式编程的一个重要方面。

下面是一个例子：

cppauto add = [](int a, int b) { return a + b; };
std::cout << add(3,4) << std::endl; // 输出：7

在这个例子中，我们使用 lambda 表达式定义了一个匿名函数 `add`，它接收两个整数参数并返回它们的和。

**函数对象与可调用对象的区别**

虽然函数对象和可调用对象都允许我们将行为作为参数传递给其他函数或方法，但它们有一个重要的区别：

* 函数对象是一种特殊的类，它实现了 `operator()` 成员函数。
* 可调用对象是 C++11 引入的一种新概念，它允许任何类型的对象被像函数一样调用。

下面是一个例子，展示了这两个概念之间的区别：

cppclass Add {
public:
 int operator()(int a, int b) const {
 return a + b;
 }
};

void process(Add add, int x, int y) {
 std::cout << "结果：" << add(x, y) << std::endl;
}

int main() {
 Add add;
 process(add,3,4); // 输出：7 return0;
}

在这个例子中，我们定义了一个 `Add` 类，它实现了 `operator()` 成员函数。然后我们将它作为参数传递给 `process()` 函数。

现在，让我们使用 lambda 表达式来重写这个例子：

cppvoid process(auto add, int x, int y) {
 std::cout << "结果：" << add(x, y) << std::endl;
}

int main() {
 auto add = [](int a, int b) { return a + b; };
 process(add,3,4); // 输出：7 return0;
}

在这个例子中，我们使用 lambda 表达式定义了一个匿名函数 `add`，它接收两个整数参数并返回它们的和。然后我们将它作为参数传递给 `process()` 函数。

通过比较这两个例子，我们可以看出函数对象和可调用对象之间的区别。

**总结**

在本文中，我们介绍了 C++ 中的函数对象（functor）和可调用对象（callable object）的概念。我们学习了如何使用函数对象来将行为作为参数传递给其他函数或方法，并且了解了 lambda 表达式是如何被用于定义匿名函数的。

通过阅读本文，希望你能够更好地理解 C++ 中的函数对象和可调用对象之间的区别，以及它们在编程中的应用。