第35课函数对象分析（函数操作符（）重载）

Posted 2020-12-18 liuyueyue

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了第35课函数对象分析（函数操作符（）重载）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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

 1 /*斐波那契数列：0、1、1、2、3、5、8、13、21、
 2 递归的方法定义：F0=0,F1=1,Fn=F(n-1)+F(n-2)*/
 3 
 4 #include<iostream>
 5 #include<string>
 6 
 7 using namespace std;
 8 
 9 int fib()
10 {
11     static int a0 = 0;   // 静态局部变量---记录函数状态
12     static int a1 = 1;   //静态局部变量
13 
14     int ret = a1;        //第一次调用返回1，用a1初始化
15 
16     a1 = a0 + a1;        //a1更新下一次的值
17     a0 = ret;
18 
19     return ret;          //a0是上一次a1的值
20 }
21 
22 int main()
23 {
24     //注意每次调用fib()，形式完全相同，但函数返回的结果不同！
25 
26     //这叫有状态函数，因为函数内部会通过static变量
27 
28     //记录上次的状态
29 
30     for (int i = 0; i < 10; i++)
31     {
32         cout << fib() << endl;   //1,1,2,3,5,8,13,21,34,55
33     }                            
34 
35     cout << endl;
36 
37 
38     //函数不能回到初始状态，会从新的状态开始，继续计算。----   //无法从第一项重新开始
39     for (int i = 0; i < 5; i++)
40     {
41         cout << fib() << endl;  //89,144,233,377,610，从上次结果开始
42     }
43 
44     //fib()带状态函数：输入参数一样，但是每次返回值不同，要求函数返回的时候不会摧毁---静态局部变量实现
45     //局部变量在函数返回的时候不会被摧毁  但是c++ 避免使用局部变量   所以要使用类的静态局部变量
46 
47 
48     return 0;
49 }

（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()----编译器内置的操作符，与数组访问操作符一致，重载以后一个类对象可以当作函数使用

　　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

 1 #include<iostream>
 2 #include<string>
 3 
 4 //函数对象取代函数，该类的对象具备函数调用的行为   构造函数支持指定具体数列项的起始位置
 5 //函数调用操作符() 只能通过类的成员函数重载，一个类的对象可以当做函数来使用
 6 
 7 using namespace std;
 8 
 9 class Fib
10 {
11     int a0;        //构造函数进行初始化
12     int a1;
13 
14 public:
15 
16 //  Fib() :a0(0), a1(1) {}
17 
18     Fib()
19     {
20         a0 = 0;
21         a1 = 1;
22     }
23 
24     Fib(int n)   //指定某个项作为初始值
25     {
26         a0 = 0;
27         a1 = 1;
28 
29         for (int i = 2; i < n; i++)
30         {
31             int t = a1;
32 
33             a1 = a0 + a1;  //推算从n项开始，a0 a1的值
34             a0 = t;
35         }
36     }
37 
38     int  operator() ()     //操作符重载----（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！
39     {
40         int ret = a1;
41         a1 = a0 + a1;
42         a0 = ret;
43         return ret;
44     }
45 };
46 
47 
48 int main()
49 {
50     Fib fib;   //定义对象------取代函数
51 
52     for (int i = 0; i < 10; i++)
53     {
54         cout << fib() << endl;      //操作符重载----类的对象当作函数使用
55     }
56 
57     cout << endl;
58 
59     for (int i = 0; i <5; i++)
60     {
61         cout << fib() << endl;  //1,1,2,3,5,8,13,21,34,55
62     }
63 
64     Fib fib1;   
65 
66     for (int i = 0; i < 10; i++)
67     {
68         cout << fib1() << endl;  //89,144,233,377,610，从上次结果开始
69     }
70 
71     cout << endl;
72 
73     Fib fib1(10);
74 
75     for (int i = 0; i < 5; i++)
76     {
77         cout << fib1() << endl; //55,89,144,233,377
78     }
79 
80     cout << endl;
81 
82     return 0;
83 }