在C++語言中有時候需要重載運算符: ()，今天我們主要介紹它主要應用的場合。
仿函數
先考慮一個簡單的例子：假設有一個vector，你的任務是統計長度小於5的string的個數，如果使用count_if函數的話，你的代碼可能長成這樣：
bool LengthIsLessThanFive(const string& str) {
return str.length() < 5;
}
int res = std::count_if(vec.begin(), vec.end(), LengthIsLessThanFive);
其中count_if函數的第三個參數是一個函數指針，返回一個bool類型的值。一般的，如果需要將特定的閾值長度也傳入的話，我們可能將函數寫成這樣：
bool LenthIsLessThan(const string& str, int len) {
return str.length()<len;
}
這個函數看起來比前面一個版本更具有一般性，但是他不能滿足count_if函數的參數要求：count_if要求的是unary function（僅帶有一個參數）作爲它的最後一個參數。所以問題來了，怎麼樣找到以上兩個函數的一個折中的解決方案呢？
這個問題其實可以歸結於一個data flow的問題，要設計這樣一個函數，使其能夠access這個特定的length值，回顧我們已有的知識，有2種解決方案可以考慮：
-
函數的參數：
這種方法我們已經討論過了，多個參數不適用於count_if函數； -
全局變量：
我們可以將長度閾值設置成一個全局變量，代碼可能像這樣：int maxLength; bool LengthIsLessThan(const string& str) { return str.length() < maxLength; } int res = std::count_if(vec.begiin(), vec.end(), LengthIsLessThan);
這段代碼看似很不錯，實則不符合規範，剛重要的是，它不優雅。原因有以下幾點要考慮：
- 容易出錯：
爲什麼這麼說呢，我們必須先初始化maxLength的值，才能繼續接下來的工作，如果我們忘了，則可能無法得到正確答案。此外，變量maxLength和函數LengthIsLessThan之間是沒有必然聯繫的，編譯器無法確定在調用該函數前是否將變量初始化，給碼農平添負擔； - 沒有可拓展性：
如果我們每遇到一個類似的問題就新建一個全局變量，尤其是多人合作寫代碼時，很容易引起命名空間污染（namespace polution）的問題；當範圍域內有多個變量時，我們用到的可能不是我們想要的那個； - 全局變量的問題：
每當新建一個全局變量，即使是爲了coding的便利，我們也要知道我們應該儘可能的少使用全局變量，因爲它的cost很高；而且可能暗示你這裏有一些待解決的優化方案。
說了這麼多，還是要回到我們原始的那個問題，有什麼解決方案呢？答案當然就是這篇文章的主題部分：仿函數。我們的初衷是想設計一個unary function，使其能做binary function的工作，這看起來並不容易，但是仿函數能解決這個問題。
先來看仿函數的通俗定義：仿函數（functor）又稱爲函數對象（function object）是一個能行使函數功能的類。仿函數的語法幾乎和我們普通的函數調用一樣，不過作爲仿函數的類，都必須重載operator()運算符，舉個例子：
class Func{
public:
void operator() (const string& str) const {
cout<<str<<endl;
}
};
Func myFunc;
myFunc("helloworld!");
output: helloworld!
仿函數其實是上述解決方案中的第3種方案：成員變量。成員函數可以很自然的訪問成員變量：
class StringAppend{
public:
explicit StringAppend(const string& str) : ss(str){}
void operator() (const string& str) const{
cout<<str<<' '<<ss<<endl;
}
private:
const string ss;
};
StringAppend myFunc("is world");
myFunc("hello");
output: hellois world
我相信這個例子能讓你體會到一點點仿函數的作用了；它既能想普通函數一樣傳入給定數量的參數，還能存儲或者處理更多我們需要的有用信息。
讓我們回到count_if的問題中去，是不是覺得問題變得豁然開朗了？
class ShorterThan {
public:
explicit ShorterThan(int maxLength) : length(maxLength) {}
bool operator() (const string& str) const {
return str.length() < length;
}
private:
const int length;
};
- count_if(myVector.begin(), myVector.end(), ShorterThan(length)); //直接調用即可
這裏需要注意的是，不要糾結於語法問題：ShorterThan(length)似乎並沒有調用operator()函數？其實它調用了，創建了一個臨時對象。你也可以自己加一些輸出語句看一看。
類型轉換
C++中可以定義類型轉換函數，將類對象轉換爲其他類型，函數原型爲：operator Type()
- 類型轉換函數與轉換構造函數具有同等的地位；
- 類型轉換函數使得編譯器有能力將對象轉化爲其他類型；
- 編譯器能夠隱式的使用類型轉換函數；
轉換爲普通數據類型
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test
{
public:
Test(int i = 0)
{
mValue = i;
}
int value()
{
return mValue;
}
operator int ()
{
return mValue;
}
private:
int mValue;
};
int main()
{
Test t(100);
int i = t;
cout << "t.value() = " << t.value() << endl;
cout << "i = " << i << endl;
return 0;
}
類類型之間的轉換
#include <iostream>
#include <string>
class Test;
class Value
{
public:
Value()
{
}
Value(Test& t) // false
// explicit Value(Test& t) // Ok
{
std::cout << "explicit Value(Test& t)" << std::endl;
}
};
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int i = 0)
{
mValue = i;
}
int value()
{
return mValue;
}
operator Value()
{
Value ret;
std::cout << "operator Value()" << std::endl;
return ret;
}
};
int main()
{
Test t(100);
Value v = t;
return 0;
}
從輸出結果我們可以發現：轉換構造函數和類型轉換函數發生衝突了，編譯器不知道應該調用哪個函數。因此發生了錯誤。
當然我們可以使用explicit關鍵字抑制隱式的轉換構造函數，讓程序只調用類型轉換函數。但是，我們無法抑制隱式的類型轉換函數。