C++ 中函数指针与函数对象的异同？

函数指针和函数对象都是处理函数作为数据的机制。函数指针是指向函数的指针，而函数对象是包含重载的 operator() 的对象。两者都可以捕获变量并创建闭包。不同之处在于，函数指针是原始类型，而函数对象是类；函数指针必须指向有效函数，否则会产生未定义行为，而函数对象可以脱离其创建的函数而存在；函数对象通常比函数指针更易用。实战场景中，可以在排序算法中使用它们指定排序规则。

C 中函数指针与函数对象的异同

在 C 中，函数指针与函数对象是两种不同的机制，用于处理函数作为数据的场景。虽然它们有相似之处，但也有一些关键的区别。

函数指针

• 指向函数的指针。
• 存储函数的地址。
• 语法：returnType (*functionPtr)(arguments)

示例：

int add(int a, int b) { return a + b; }

int main() {
  // 声明一个指向 add 函数的函数指针
  int (*funcPtr)(int, int) = add;

  // 通过函数指针调用 add 函数
  int result = funcPtr(5, 10);

  return 0;
}

函数对象

• 可以被调用的对象。
• 包含一个重载的 operator()，就像函数一样。
• 语法：class Foo { ... }; Foo funcObj;

示例：

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

int main() {
  // 创建一个 Adder 函数对象
  Adder adder;

  // 通过函数对象调用 add 函数
  int result = adder(5, 10);

  return 0;
}

异同

异同点：

• 功能：函数指针和函数对象都允许将函数作为数据传递。
• 语法：两者都可以捕获变量并创建闭包。

不同点：

• 类型：函数指针是原始类型，而函数对象是类。
• 生命周期：函数指针必须指向有效函数，否则会产生未定义行为。函数对象可以脱离其创建的函数而存在。
• 易用性：使用函数对象通常比函数指针更方便，因为它更接近于函数的自然语法。

实战案例

在一个需要将函数作为参数传递的排序算法中，可以使用函数指针或函数对象来指定排序规则。例如，使用函数指针：

int compareAsc(int a, int b) { return a - b; }

void sort(int *arr, int n, int (*compareFunc)(int, int)) {
  ...
}

使用函数对象：

struct AscendingComparator { bool operator()(int a, int b) { return a < b; } };

void sort(int *arr, int n, std::function<bool(int, int)> compareFunc) {
  ...
}

结论

函数指针和函数对象为 C 中处理函数作为数据提供了不同的机制。函数指针具有更低的开销，但需要小心管理函数生命周期。函数对象更易用，但开销略高。选择哪种方法取决于具体要求。

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