第35課函式物件分析（函式操作符（）過載）

阿新 • • 發佈：2020-07-26

1.為什麼需要函式物件

（1）案例

　　①編寫一個函式，使函式可以獲得斐波那契數列每項的值。

　　②每呼叫一次返回一個值

　　③函式可根據需要重複使用

【程式設計實驗】第一個解決方案

 1 /*斐波那契數列：0、1、1、2、3、5、8、13、21、
 2 遞迴的方法定義：F0=0,F1=1,Fn=F(n-1)+F(n-2)*/
 3 
 4 #include<iostream>
 5 #include<string>
 6 
 7 using namespace std;
 8 
 9 int fib()
10 {
11     static int a0 = 0;   // 
 靜態區域性變數---記錄函式狀態
12     static int a1 = 1;   //靜態區域性變數
13 
14     int ret = a1;        //第一次呼叫返回1，用a1初始化
15 
16     a1 = a0 + a1;        //a1更新下一次的值
17     a0 = ret;
18 
19     return ret;          //a0是上一次a1的值
20 }
21 
22 int main()
23 {
24     //注意每次呼叫fib()，形式完全相同，但函式返回的結果不同！
25 
26     //這叫有狀態函式，因為函式內部會通過static變數
 
27 
28     //記錄上次的狀態
29 
30     for (int i = 0; i < 10; i++)
31     {
32         cout << fib() << endl;   //1,1,2,3,5,8,13,21,34,55
33     }                            
34 
35     cout << endl;
36 
37 
38     //函式不能回到初始狀態，會從新的狀態開始，繼續計算。----   //無法從第一項重新開始
39     for (int i = 0; i < 5; i++)
 
40     {
41         cout << fib() << endl;  //89,144,233,377,610，從上次結果開始
42     }
43 
44     //fib()帶狀態函式：輸入引數一樣，但是每次返回值不同，要求函式返回的時候不會摧毀---靜態區域性變數實現
45     //區域性變數在函式返回的時候不會被摧毀  但是c++ 避免使用區域性變數   所以要使用類的靜態區域性變數
46 
47 
48     return 0;
49 }

（2）存在的問題

　　①函式一旦開始呼叫就無法重來（因為這種函式是有狀態的函式）

　　②靜態區域性變數處理函式內部，外界無法改變

　　③函式為全域性函式，是唯一的，無法多次獨立使用

　　④無法指定某個具體的數列項作為初始值

（3）解決方案：函式物件

　　①使用具體的類物件取代函式

　　②該類的物件具備函式呼叫的行為

　　③建構函式指定具體的數列項的起始位置

　　④多個物件相互獨立的求解數列項

2.函式物件

（1）函式呼叫操作符()----編譯器內建的操作符，與陣列訪問操作符一致，過載以後一個類物件可以當作函式使用

　　①只能通過類的成員函式過載

　　②可以定義不同引數的多個過載函式

 1 #include<iostream>
 2 #include<string>
 3 
 4 //函式物件取代函式，該類的物件具備函式呼叫的行為   建構函式支援指定具體數列項的起始位置
 5 //函式呼叫操作符() 只能通過類的成員函式過載，一個類的物件可以當做函式來使用
 6 
 7 using namespace std;
 8 
 9 class Fib
10 {
11     int a0;        //建構函式進行初始化
12     int a1;
13 
14 public:
15 
16 //  Fib() :a0(0), a1(1) {}
17 
18     Fib()
19     {
20         a0 = 0;
21         a1 = 1;
22     }
23 
24     Fib(int n)   //指定某個項作為初始值
25     {
26         a0 = 0;
27         a1 = 1;
28 
29         for (int i = 2; i < n; i++)
30         {
31             int t = a1;
32 
33             a1 = a0 + a1;  //推算從n項開始，a0 a1的值
34             a0 = t;
35         }
36     }
37 
38     int  operator() ()     //操作符過載----（過載操作符本質上是個函式），這種方式就像函式名呼叫函式一樣直觀！
39     {
40         int ret = a1;
41         a1 = a0 + a1;
42         a0 = ret;
43         return ret;
44     }
45 };
46 
47 
48 int main()
49 {
50     Fib fib;   //定義物件------取代函式
51 
52     for (int i = 0; i < 10; i++)
53     {
54         cout << fib() << endl;      //操作符過載----類的物件當作函式使用
55     }
56 
57     cout << endl;
58 
59     for (int i = 0; i <5; i++)
60     {
61         cout << fib() << endl;  //1,1,2,3,5,8,13,21,34,55
62     }
63 
64     Fib fib1;   
65 
66     for (int i = 0; i < 10; i++)
67     {
68         cout << fib1() << endl;  //89,144,233,377,610，從上次結果開始
69     }
70 
71     cout << endl;
72 
73     Fib fib1(10);
74 
75     for (int i = 0; i < 5; i++)
76     {
77         cout << fib1() << endl; //55,89,144,233,377
78     }
79 
80     cout << endl;
81 
82     return 0;
83 }