C++中函数调用操作符的重载

1，本博文讲述函数对象问题；

2，客户需求：

1，编写一个函数：

1，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；

4，代码示例：

1 for(int i=0; i<10; i++)
2 {
3      cout << fib() << endl;
4 }

3，第一个解决方案编程实验：

1，main.cpp 文件：

 1 #include <iostream>
 2 #include <string>
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 int fib()
 7 {
 8     static int a0 = 0;  // 记录函数状态；
 9     static int a1 = 1;
10     
11     int ret = a1;
12     
13     a1 = a0 + a1;  // 更新 a1 的值；
14     a0 = ret;  // a0 更新；
15     
16     return ret;
17 }
18 
19 
20 int main()
21 {
22     for(int i=0; i<5; i++)
23     {
24         cout << fib() << endl; //fib() 是带状态的函数，因为每次调用的结果是不同的，当输入的参数是一样的，返回结果必然是一样的函数叫做无状态函数；
25     }
26     
27     cout << endl;
28     
29     for(int i=0; i<5; i++)
30     {
31         cout << fib() << endl;
32     }
33     
34     return 0;
35 }

　2，输出结果：

3，带状态函数：每次调用的返回结果不同的函数，即相同的输入参数，不同的返回结果；

　4，两种方法实现带状态函数：

　　　1，是将函数内部要使用的变量用全局变量来代替，可以记录上一次函数调用的状态，但是代码中建议不要使用全局变量；

　　　2，是将函数内部要使用的变量用静态局部变量来代替；

4，存在的问题：

1，函数一旦开始调用就无法重来：

1，静态局部变量处于函数内部，外界无法改变；

2，函数为全局函数，是唯一的，无法多次独立使用；

3，无法指定某个具体的数列项作为初始值；

2，当用全局变量来使用时，可以达到目的，但是要在调用函数之前设置全局变量初始值，这样和用户的要求不符合；

5，解决方案：

1，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；

1，很了不起的行为；

3，构造函数指定具体数列项的起始位置；

4，多个对象相互独立的求解数据项；

6，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；

（3），C 和 C++ 中，函数调用操作符 “()” 其实是编译器内置的操作符，它的地位同 “[]” 一致，可以被重载，重载后一个类的对象可以当做函数来使用；

7，最终解决方案编程实验：

1，main.cpp 文件：

 1 #include <iostream>
 2 #include <string>
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 class Fib
 7 {
 8     int a0;
 9     int a1;
10 public:
11     Fib()
12     {
13         a0 = 0;
14         a1 = 1;
15     }
16     
17     /* 这个函数实现的非常经典 */
18     Fib(int n)
19     {
20         a0 = 0;
21         a1 = 1;
22         
23         for(int i=2; i<=n; i++)
24         {
25             int t = a1;
26             
27             a1 = a0 + a1;
28             a0 = t;
29         }
30     }
31     
32     int operator () ()  // 重载函数调用操作符 ()，这样类的对象就可以当做函数来调用；
33     {
34         int ret = a1;
35     
36         a1 = a0 + a1;
37         a0 = ret;
38         
39         return ret;
40     }
41 };
42 
43 int main()
44 {
45     Fib fib;
46     
47     for(int i=0; i<10; i++)
48     {
49         cout << fib() << endl;  // fib 不是函数名，而是对象名，这里将对象当做函数调用；
50     }
51     
52     cout << endl;
53     
54     for(int i=0; i<5; i++)
55     {
56         cout << fib() << endl;
57     }
58     
59     cout << endl;
60     
61     Fib fib2(10);  // 第二个对象和第一个独立，也就可以从头开始了；
62     
63     for(int i=0; i<5; i++)
64     {
65         cout << fib2() << endl;
66     }
67     
68     return 0;
69 }

　2，输出结果：

3，提供函数对象，通过私有成员变量来记录函数调用状态，意味着绕开了局部变量和全局变量这样的限制；

4，带状态函数实现方法：

1，用全局变量实现函数内部的使用变量；

2，静态局部变量；

3，函数对象中的成员变量；

8，小结：

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；

1，和 “=” 相同；

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；

1，实际的 C++ 工程项目中，我们要尽量少的使用原生的指针；

2，字符串可以使用字符串类而不用字符数组，数组可以使用数组对象，函数指针可以用函数对象，这些对象都是用于在工程中取代指针；

C++中函数调用操作符的重载

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