一、函数与函数对象

当一个类重载了()运算符后，其对象的行为与调用一个函数看上去一样，就称为函数对象。比如如下代码：

运行结果都是3。

c++11标准引入了lambda表达式，其作用是构造一个临时的未命名函数对象。
因此如下代码：

与上面的AddClass是一模一样的。

事实上标准库定义了一些常用的函数对象，在头文件functional里，通常跟泛型算法搭配使用。
比如我们想要将double数组降序排列（默认是升序，使用<比较），则可以这样写

greater<double>()构造了一个函数对象，使用double的>进行比较。

二、函数对象的用武之地

函数对象第一个典型用法是与泛型算法配合，完成自定义的操作。
比如针对自定义的类型，使用泛型算法时或者重载运算符或者构造函数对象。

（大图点击这里）

这并没有什么稀奇的，关键是从这里引出我们对函数对象思考.
泛型算法通过函数对象提供了对算法本身的扩展，即将对数据的操作与算法框架分离。看到这里有没有联想到什么？如果你想到了OOP，那么恭喜你。
实际上函数对象与OOP有某种微妙的联系，让我们看下面这个例子。

一个简单的类体系，外加辅助函数和主函数。运行结果

符合预期（假设读者熟悉OOP的基本概念，如果不熟悉可参考《我们为什么需要面向对象编程？》等文章。）

那么函数对象与OOP有什么联系呢？
我们知道基类规定了接口，包括函数返回值、参数和名称
对于函数对象而言，头文件functional中提供了function模板，用于确定可调用对象的调用形式。
只要调用形式一致，可以传入不同的函数对象作为参数。
这么说有点抽象，看个具体的例子

（大图点击这里）

我们将拥有调用形式int(int)的函数对象作为参数传入函数Func_AnimalEat，这就意味着凡是接收一个int并返回一个int的函数对象都可以当作参数传入。
而在Func_AnimalEat内部我们调用函数对象操作数据本身。
在main中我们使用lambda构造临时函数对象作为参数传入。
以上代码运行结果

跟OOP的效果是一致的，而且思路上跟OOP也有相似性，你可以把lambda构造出来的函数对象想象成派生类。
不过如果你认为OOP与函数对象有某种内在的联系，那么就错了。
实际上二者是完全两种不同的思考问题的方式，解决的也是不同的问题

OOP是针对内容的，是纵向的，是思考软件结构设计的
函数对象是针对形式的，是横向的，是分离算法框架与数据操作的

希望这张图能够帮助读者理解上面两句话。
OOP是以内容为线索的，Animal-Dog-Cat，没有这些内容就没有类体系，而类体系一定是向下延伸的，即纵向发展。
函数对象不管是Animal还是Dog还是Cat，只要调用形式是int(int)都OK，所以跟内容没关系，形式统一即可，这样画在图上一定是横向发展。

所以函数对象真正的用武之地是将算法与操作分离。
泛型算法大量使用函数对象就是这个用意。
另外由于函数对象在许多情况下使用lambda构造，而lambda本身只适用于小规模的操作，写太长不方便阅读，所以如果程序中需要这种分离数据操作的内容，并且形式统一，操作短小，就可以考虑使用函数对象。
当然用得最多的还是跟泛型算法配合。