C++--函数对象的分析 经典问题

一.函数对象的分析

Q:客户的需求
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.函数可根据需求重复使用

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

代码示例

#include <iostream>
#include <string>

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;
    }

    cout << endl;

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

    return 0;
}

输出的结果如图所示

从代码以及运行结果我们看到一些存在的问题
1.静态局部变量处于函数内部，外界无法改变
2.函数位全局变量，是唯一的，无法多次独立使用
3.无法指定某个具体的数列作为初始值

解决方案：使用函数对象
1.使用具体的对象取代函数
2.该类的对象具备函数调用的行为
3.构造函数指定具体数列项的起始位置
4.多个对象相互对立的求解数列项
函数的调用操作符
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
代码示例

#include <iostream>
#include <string>

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<10; i++)
    {
        cout << fib() << endl;
    }

    cout << endl;

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

    cout << endl;

    Fib fib2(10);

    for(int i=0; i<5; i++)
    {
        cout << fib2() << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果如图所示

从多次的运行结果可以看出，对之前存在的问题进行改正，完成了需求
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指针
4.函数对象用于在工程中取代函数指针

二.经典问题分析

Q:关于赋值的疑问
1.编译器为每个类默认重载了赋值操作符
2.默认的赋值操作符仅完成浅拷贝
3.当需要进行深拷贝时必须重载赋值操作符
4.赋值操作符与拷贝构造函数有相同的存在意义
代码示例

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
    int* m_pointer;
public:
    Test()
    {
        m_pointer = NULL;
    }
    Test(int i)
    {
        m_pointer = new int(i);
    }
    Test(const Test& obj)
    {
        m_pointer = new int(*obj.m_pointer);
    }

    void print()
    {
        cout << "m_pointer = " << hex << m_pointer << endl;
    }
    ~Test()
    {
        delete m_pointer;
    }
};

int main()
{
    Test t1 = 1;
    Test t2;

    t2 = t1;

    t1.print();
    t2.print();

    return 0;
}

运行结果如图所示

分析:在代码中由于将t1赋值给t2,导致t1与t2指向的是同一个地址，而在使用完之后，对内存进行释放时对同一个地址释放了两次，这个操作在计算机内部会造成错误

Q:关于string的疑问
下面的代码输出是什么？

string  s="123456";
const char *p=s.c_str();
cout<<p<<endl;
s.append("abced");
cout<<p<<endl;

如上所示的代码想完成的是在字符串123456后面添加abced
可实际的运行结果如图所示

分析

小结
1.在需要进行深拷贝的时候必须重载赋值操作符
2.赋值操作符何拷贝构造函数又同等重要的意义