Объекты функций и лямбда-выражения

Объекты функций

Объект функции (function object) или функтор (functor) представляет объект, который может вызываться как функция. Для этого применяется оператор (). Рассмотрим простейший пример:

#include <iostream>
 
class Print
{
public:
    void operator()(const std::string& message) const 
    {
        std::cout << message << std::endl;
    }   
};

int main()
{
    Print print;    // определяем объект функции
    print("Hello"); // выполняем как функцию
    print("World");
}

Здесь определен класс Print. В нем определена функция оператора (), которая принимает один параметр - некоторую строку и ничего не возвращает. Внутри функции оператора выводим переданную строку на консоль.

Сколько параметров будет принимать функция оператора, какие типы эти параметры будут представлять и какой результат будет возвращать функция - все это мы сами определяем исходя из своих задач. Но стоит отметить, что такой оператор может быть определен только как функция-член класса.

Затем мы можем определить объект этого класса и вызвать его как функцию, передав один аргумент:

print("Hello");

Другой пример:

#include <iostream>

class Sum
{
public:
    int operator()(int x, int y) const  { return x + y; }   
};

int main()
{
    Sum sum;    // определяем объект функции
	int result {sum(2, 3)};		// вызываем объект функции
    std::cout << result << std::endl;    // 5
    std::cout << sum(5, 3) << std::endl;    // 8
    std::cout << sum(12, 13) << std::endl;  // 25
}

Здесь определяется класс Sum, в котором функция оператора принимает два числа и возвращает их сумму. Поскольку функция оператора возвращает значение int, мы можем присвоить этот результат переменной int и вообще использовать как int.

Подобные объекты-функции также могут хранить некоторое состояние:

#include <iostream>
 
class Id
{
public:
    unsigned operator()()
    {
        return ++id;
    } 
private:
    unsigned id{};
};

int main()
{
    Id id;    // определяем объект функции
    std::cout << id() << std::endl;     // 1
    std::cout << id() << std::endl;     // 2
    std::cout << id() << std::endl;     // 3
}

Здесь объект-функция Id возвращает значение приватной переменной id после инкремента.