编辑“︁C++ 函数调用运算符重载”︁

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== 简介 ==
'''函数调用运算符重载'''（也称为'''仿函数'''或'''函数对象'''）是C++中一种特殊的运算符重载形式，它允许类的实例像函数一样被调用。通过重载<code>operator()</code>，对象可以具备函数的行为，这在STL算法、回调机制和泛型编程中广泛应用。

== 语法与基本用法 ==
函数调用运算符重载的语法如下：
<syntaxhighlight lang="cpp">
class ClassName {
public:
    return_type operator()(parameters) {
        // 实现逻辑
    }
};
</syntaxhighlight>

=== 简单示例 ===
以下代码展示了一个基本实现：
<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <iostream>

class Adder {
public:
    int operator()(int a, int b) {
        return a + b;
    }
};

int main() {
    Adder add;
    std::cout << add(3, 5); // 输出: 8
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

== 特性与优势 ==
* '''状态保持'''：与普通函数不同，仿函数可以存储状态（通过成员变量）
* '''模板兼容'''：可作为模板参数传递
* '''多态性'''：可通过继承实现动态行为

=== 状态保持示例 ===
<syntaxhighlight lang="cpp">
class Counter {
    int count = 0;
public:
    int operator()() { return ++count; }
};

int main() {
    Counter c;
    std::cout << c() << ", " << c(); // 输出: 1, 2
}
</syntaxhighlight>

== 实际应用场景 ==
=== STL算法中的使用 ===
许多STL算法（如<code>std::sort</code>、<code>std::transform</code>）接受仿函数作为参数：
<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <algorithm>
#include <vector>

struct Square {
    void operator()(int& x) { x *= x; }
};

int main() {
    std::vector<int> v = {1,2,3};
    std::for_each(v.begin(), v.end(), Square());
    // v变为 {1,4,9}
}
</syntaxhighlight>

=== 比较器实现 ===
常用于自定义排序规则：
<syntaxhighlight lang="cpp">
class CaseInsensitiveCompare {
public:
    bool operator()(const std::string& a, const std::string& b) {
        return std::lexicographical_compare(
            a.begin(), a.end(),
            b.begin(), b.end(),
            [](char c1, char c2) {
                return tolower(c1) < tolower(c2);
            });
    }
};
</syntaxhighlight>

== 高级主题 ==
=== lambda表达式关系 ===
C++11的lambda本质上是匿名仿函数：
<mermaid>
graph LR
    A[lambda] --> B[编译器生成匿名类]
    B --> C[重载operator()]
</mermaid>

=== 模板仿函数 ===
结合模板实现泛型：
<syntaxhighlight lang="cpp">
template <typename T>
class Multiplier {
public:
    T operator()(const T& a, const T& b) const {
        return a * b;
    }
};
</syntaxhighlight>

== 数学表示 ==
对于仿函数<math>F</math>，其调用过程可表示为：
<math>
F(x_1, x_2, ..., x_n) \rightarrow y
</math>
其中<math>x_i</math>为参数，<math>y</math>为返回值。

== 最佳实践 ==
* 优先使仿函数为'''无状态'''（符合纯函数特性）
* 对于简单逻辑，考虑使用lambda表达式
* 重载<code>operator()</code>应为<code>const</code>成员函数（除非需要修改对象状态）

== 参见 ==
* [[C++运算符重载]]
* [[C++ lambda表达式]]
* [[STL算法]]

[[Category:C++编程]]
[[Category:运算符重载]]

[[Category:编程语言]]
[[Category:C++]]
[[Category:C++ 运算符重载]]