仿函数（Functor）和虚函数（Virtual Function）是 C++ 中两个不同的概念，它们在功能和使用场景上有显著的区别。

1. 仿函数（Functor）

定义：

仿函数（也称为函数对象）是指可以像函数一样调用的对象。它通过重载类中的 operator() 实现函数调用的行为。

主要特点：

• 仿函数是通过重载 operator() 实现的，使得对象可以像普通函数一样被调用。
• 仿函数对象可以存储状态（通过类的成员变量），因此可以比普通函数更加灵活。
• 在模板编程中，仿函数经常用于策略模式（如 C++ 标准库中的排序和搜索函数）。

#include <iostream>
using namespace std;// 定义一个仿函数类
class MyFunctor {
public:// 重载 operator()，使对象可以像函数一样调用int operator()(int x) const {return x * x;}
};int main() {MyFunctor functor;  // 创建仿函数对象int result = functor(5);  // 使用仿函数对象像调用函数一样调用cout << "Result: " << result << endl;  // 输出 25return 0;
}

 

解释：

• MyFunctor 是一个类，它重载了 operator()，使得类的实例 functor 可以像普通函数一样调用。
• functor(5) 相当于调用了 functor.operator()(5)，因此输出 25。

使用场景：

• 仿函数通常用于算法库（如 STL）中，它们可以携带状态，并且可以通过类的成员变量自定义函数的行为。
• 例如，在 STL 的 sort 函数中，你可以传递仿函数作为自定义的比较器。

 

2. 虚函数（Virtual Function）

定义：

虚函数是指在基类中声明并且可以在派生类中被重写的成员函数。虚函数的主要目的是支持多态，即通过基类指针或引用调用派生类的实现。

主要特点：

• 虚函数允许派生类重写基类的函数，从而实现多态行为。
• 当通过基类指针或引用调用虚函数时，会根据实际指向的对象类型决定调用哪个版本的函数（动态绑定）。
• 虚函数在基类中使用 virtual 关键字声明。

#include <iostream>
using namespace std;// 基类
class Base {
public:virtual void show() {cout << "Base class show" << endl;}
};// 派生类
class Derived : public Base {
public:void show() override {cout << "Derived class show" << endl;}
};int main() {Base* basePtr;Derived derivedObj;basePtr = &derivedObj;// 通过基类指针调用虚函数，实际调用的是派生类的实现basePtr->show();  // 输出 "Derived class show"return 0;
}

 

解释：

• Base 类有一个虚函数 show()，它在派生类 Derived 中被重写。
• 通过基类指针 basePtr 指向派生类对象 derivedObj，调用 basePtr->show() 时，由于 show() 是虚函数，程序会动态决定调用 Derived 类的 show() 函数，而不是 Base 类的版本。这就是多态的实现。

使用场景：

• 虚函数用于继承和多态的场景，允许基类指针或引用调用派生类的重写版本，从而使代码更加灵活和可扩展。
• 例如，通常在面向对象设计中，虚函数用于接口定义和派生类的具体实现。

 3. 仿函数 vs. 虚函数

 

总结：

• 仿函数是一种让对象具备函数调用能力的机制，常用于算法库和模板编程中，适合需要在对象中保存状态的场景。
• 虚函数是用于继承体系中的多态实现，通过基类指针或引用在运行时决定调用哪个类的函数版本，通常用于面向对象编程的多态设计。