函数对象分析（二十九）

Posted 2020-11-07

        通过前面对 C++ 的学习，客户又有一个新的需求摆在我们的面前了。编写一个函数：函数可以获得斐波拉契数列每项的值；没调用一次便返回一个值；函数可根据需要重复使用。

        我们之前在 C 语言中也讲过斐波拉契数列，相信这个很好实现了。那么我们就编写的程序如下

#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++)
    {
        cout << fib() << endl;
    }
    
    cout << endl;
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << fib() << endl;
    }
    
    return 0;
}

        我们编译下，看看结果

        我们就开心的完成任务了，于是交给客户了。过两天，客户又给打回来了。说是存在几个问题：函数一但调用就无法重来，静态局部变量处于函数内部，外界无法改变。函数为全局函数，是唯一的，无法多次独立使用。无法指定某个具体的数列项作为初始值。

        于是我们想着将静态局部变量改为去全局变量，再次重新调用时，便将全局变量重新初始化，重新如下

#include <iostream>

using namespace std;

int a0 = 0;
int a1 = 1;

int fib()
{
    int ret = a1;
    
    a1 = a0 + a1;
    a0 = ret;
    
    return ret;
}

int main()
{
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << fib() << endl;
    }
    
    cout << endl;
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << fib() << endl;
    }
    
    cout << endl;
    
    a0 = 0;
    a1 = 1;
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << fib() << endl;
    }
    
    return 0;
}

        编译结果如下

        是满足这个需求了，但是要在使用时需要重新初始化全局变量，客户肯定不干啊。所以这个解决方案不可行。于是乎，我们在 C++ 中一个吊炸天的技术来了：函数对象。先来说说函数对象：a> 使用具体的类对象取代函数；b> 该类的对象具备函数调用的行为；c> 构造函数指定具体数列项的起始位置；d> 多个对象相互独立的求解数列项。

        同样函数对象也是通过函数调用操作符（( )），便是重载操作符了。它只能通过类的成员函数重载，可以定义不同参数的多个重载函数。

        下来我们来看看最终的解决方案

#include <iostream>

using namespace std;

class Fib
{
    int a0;
    int a1;
public:
    Fib()
    {
        a0 = 0;
        a1 = 1;
    }
    
    Fib(int n)
    {
        a0 = 0;
        a1 = 1;
        
        for(int i=2; i<=n; i++)
        {
            int t = a1;
            
            a1 = a0 + a1;
            a0 = t;
        }
    }
    
    int operator () ()
    {
        int ret = a1;
        
        a1 = a0 + a1;
        a0 = ret;
        
        return ret;
    }
};

int main()
{
    Fib fib;
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << fib() << endl;
    }
    
    cout << endl;
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << fib() << endl;
    }
    
    cout << endl;
    
    Fib fib(3);
    
    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << fib() << endl;
    }
    
    return 0;
}

        编译结果如下

        我们看到已经实现了所有需求，并且随时想从哪个数开始都行。通过对函数对象的学习，总结如下：1、函数调用操作符（( )）是可重载的；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。

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