第35课 函数对象分析（函数操作符（）重载）

1. 为什么需要函数对象

（1）案例

　　①编写一个函数，使函数可以获得斐波那契数列每项的值。

　　②每调用一次返回一个值

　　③函数可根据需要重复使用

　　　　　　

 

【编程实验】第一个解决方案   35-1.cpp

#include <iostream>

 

using namespace std;

 

int fib()
{

    static int a0 = 0;

    static int a1 = 1;

    int ret = a1;

   

    a1 = a0 + a1;

    a0 = ret;

   

    return ret;

}

 

int main()
{

    for(int i = 0; i < 10; i++)

    {

        //注意每次调用fib()，形式完全相同，但函数返回的结果不同！

        //这叫有状态函数，因为函数内部会通过static变量

        //记录上次的状态

        cout << fib() << endl; //1,1,2,3,5,8,13,21,34,55

    }

   

    cout << endl;

 

    //函数不能回到初始状态，会从新的状态开始，继续计算。

    for(int i = 0; i < 5; i++)

    {

        cout << fib() << endl; //89,144,233,377,610，从上次结果开始

    }   

   

    return 0;

}

运行结果：

　　

　　

（2）存在的问题

　　①函数一旦开始调用就无法重来（因为这种函数是有状态的函数）

　　②静态局部变量处理函数内部，外界无法改变

　　③函数为全局函数，是唯一的，无法多次独立使用

　　④无法指定某个具体的数列项作为初始值

 

（3）解决方案：函数对象

　　①使用具体的类对象取代函数

　　②该类的对象具备函数调用的行为

　　③构造函数指定具体的数列项的起始位置

　　④多个对象相互独立的求解数列项

 

2. 函数对象

（1）函数调用操作符()

　　①只能通过类的成员函数重载

　　②可以定义不同参数的多个重载函数

 

【编程实验】最终解决方案   35-2.cpp

#include <iostream>

 

using namespace std;

 

class Fib
{

private:

    int a0;

    int a1;

   

public:

    Fib():a0(0),a1(1){}

  

    int operator()()  //operator()为函数名,后面的()为参数列表，这里为空

    {

        int ret = a1;

       

        a1 = a0 + a1;

        a0 = ret;

       

        return ret;

    }  

 

    Fib(int n)//设置初始化
    {

        a0 = 0;//先将初始化a0,a1

        a1 = 1;

       

        for(int i = 2; i<=n;i++)

        {

            int t = a1;

           

            a1 = a0 + a1;

            a0 = t;

        }

    }   

};

 

int main()
{

    Fib fib;

    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {

        //fib是个对象，但因重载操作符()，可以用这个对象名调用函数（重载操作符

        //本质上是个函数），这种方式就像函数名调用函数一样直观！

        cout << fib() << endl; //1,1,2,3,5,8,13,21,34,55

    }

   

    cout << endl;

 

    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {

        cout << fib() << endl; //89,144,233,377,610，从上次结果开始

    }   

   

    Fib fib2(10);//从第10个元素开始输出

   

    for(int i=0; i<5;i++)
    {

        cout << fib2() <<endl; //55,89,144,233,377

    }

   

    return 0;

}

运行结果：

　　

 

3. 小结

（1）函数调用操作符()是可以重载的

（2）函数调用操作符()只能通过类的成员函数重载

（3）函数调用操作符()可以定义不同参数的多个重载函数

（4）函数对象用于在工程中取代函数指针