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C++函数对象重载调用运算符

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发布： 2025-09-03 08:59:01

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函数对象是通过重载operator()的类对象，可像函数一样调用并保存状态。例如AddValue类通过operator()实现加法操作，支持内联优化和STL算法集成，相比函数指针更灵活高效。

c++函数对象重载调用运算符

在C++中，函数对象（也称为仿函数，functor）是通过重载调用运算符 operator() 的类对象。它允许对象像函数一样被调用，同时具备比普通函数更强的灵活性，比如可以保存状态信息。

什么是调用运算符重载

调用运算符 operator() 是C++中可以被重载的运算符之一。它使得类的实例能够像函数一样使用括号语法进行调用。

例如，如果你有一个类 MyFunctor，并重载了 operator()，那么你可以像调用函数一样使用该类的对象：

MyFunctor f;
f(10); // 实际上调用的是 f.operator()(10)

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定义一个简单的函数对象

下面是一个简单的例子，展示如何通过重载 operator() 创建函数对象：

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#include <iostream>
using namespace std;

class AddValue {
private:
    int bias;
public:
    AddValue(int b) : bias(b) {}

    // 重载调用运算符
    int operator()(int x) {
        return x + bias;
    }
};

int main() {
    AddValue add5(5);       // 创建函数对象，偏移量为5
    cout << add5(10) << endl; // 输出 15
    return 0;
}

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在这个例子中，add5 是一个函数对象，它“记住”了偏移值 5，并在每次调用时使用它。

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函数对象的优势

相比普通函数或函数指针，函数对象有以下几个优点：

可保存状态：函数对象可以拥有成员变量，从而维持内部状态，而普通函数无法做到这一点。
支持内联调用：编译器通常能更好地优化函数对象的调用，尤其是配合模板使用时，性能往往优于函数指针。
可用于STL算法：STL中的许多算法（如 sort、for_each、transform）都接受函数对象作为参数。

例如，使用函数对象自定义排序规则：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

struct Greater {
    bool operator()(int a, int b) {
        return a > b;
    }
};

int main() {
    vector<int> vec = {3, 1, 4, 1, 5};
    sort(vec.begin(), vec.end(), Greater());
    
    for (int x : vec) cout << x << " ";
    // 输出：5 4 3 1 1
    return 0;
}

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使用 lambda 替代函数对象（C++11起）

C++11引入了lambda表达式，它本质上是编译器自动生成的函数对象。例如：

auto add = [](int x, int y) { return x + y; };
cout << add(3, 4) << endl; // 输出 7

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lambda让创建函数对象更加简洁，但在需要复用或携带状态时，手动定义函数对象仍有其价值。

基本上就这些。重载 operator() 是实现函数对象的核心，它让对象具备函数行为，是泛型编程和STL的重要基础。掌握它有助于写出更灵活、高效的C++代码。

以上就是C++函数对象重载调用运算符的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！

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