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c++ 函数

定义函数

C++ 中的函数定义的一般形式如下:

return_type function_name( parameter list )
{
   body of the function
}

在 C++ 中,函数由一个函数头和一个函数主体组成。下面列出一个函数的所有组成部分:

  • 返回类型:一个函数可以返回一个值。return_type 是函数返回的值的数据类型。有些函数执行所需的操作而不返回值,在这种情况下,return_type 是关键字 void。
  • 函数名称:这是函数的实际名称。函数名和参数列表一起构成了函数签名。
  • 参数:参数就像是占位符。当函数被调用时,您向参数传递一个值,这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的,也就是说,函数可能不包含参数。
  • 函数主体:函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。
// 函数返回两个数中较大的那个数

int max(int num1, int num2) 
{
   // 局部变量声明
   int result;

   if (num1 > num2)
      result = num1;
   else
      result = num2;

   return result; 
}

函数声明

函数声明会告诉编译器函数名称及如何调用函数。

函数的实际主体可以单独定义。

函数声明包括以下几个部分:

return_type function_name( parameter list );
针对上面定义的函数 max(),以下是函数声明:
int max(int num1, int num2);
在函数声明中,参数的名称并不重要,只有参数的类型是必需的,因此下面也是有效的声明:
int max(int, int);
当您在一个源文件中定义函数且在另一个文件中调用函数时,函数声明是必需的。在这种情况下,您应该在调用函数的文件顶部声明函数。

调用函数

创建 C++ 函数时,会定义函数做什么,然后通过调用函数来完成已定义的任务。

当程序调用函数时,程序控制权会转移给被调用的函数。被调用的函数执行已定义的任务,当函数的返回语句被执行时,或到达函数的结束括号时,会把程序控制权交还给主程序。

调用函数时,传递所需参数,如果函数返回一个值,则可以存储返回值。例如:

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
int max(int num1, int num2);

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;
   int ret;

   // 调用函数来获取最大值
   ret = max(a, b);

   cout << "Max value is : " << ret << endl;

   return 0;
}

// 函数返回两个数中较大的那个数
int max(int num1, int num2) 
{
   // 局部变量声明
   int result;

   if (num1 > num2)
      result = num1;
   else
      result = num2;

   return result; 
}

函数参数

如果函数要使用参数,则必须声明接受参数值的变量。 这些变量称为函数的形式参数。

形式参数就像函数内的其他局部变量,在进入函数时被创建,退出函数时被销毁。

当调用函数时,有三种向函数传递参数的方式:

传值调用

向函数传递参数的传值调用方法,把参数的实际值复制给函数的形式参数。在这种情况下,修改函数内的形式参数不会影响实际参数。

默认情况下,C++ 使用值传递来传递参数。

函数 swap() 定义如下:

// 函数定义
void swap(int x, int y)
{
   int temp;

   temp = x; /* 保存 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 赋值给 x */
   y = temp; /* 把 x 赋值给 y */

   return;
}
现在,让我们通过值传递来调用函数 swap():

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
void swap(int x, int y);

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;

   cout << "交换前,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交换前,b 的值:" << b << endl;

   // 调用函数来交换值
   swap(a, b);

   cout << "交换后,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交换后,b 的值:" << b << endl;

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

交换前,a 的值: 100
交换前,b 的值: 200
交换后,a 的值: 100
交换后,b 的值: 200

指针调用

向函数传递参数的指针调用方法,把参数的地址复制给形式参数。在函数内,该地址用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着,修改形式参数会影响实际参数。

这意味着,修改形式参数会影响实际参数。

// 函数定义
void swap(int *x, int *y)
{
   int temp;
   temp = *x;    /* 保存地址 x 的值 */
   *x = *y;        /* 把 y 赋值给 x */
   *y = temp;    /* 把 x 赋值给 y */

   return;
}

现在,让我们通过指针传值来调用函数 swap():

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
void swap(int *x, int *y);

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;

   cout << "交换前,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交换前,b 的值:" << b << endl;

   /* 调用函数来交换值
    * &a 表示指向 a 的指针,即变量 a 的地址 
    * &b 表示指向 b 的指针,即变量 b 的地址 
    */
   swap(&a, &b);

   cout << "交换后,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交换后,b 的值:" << b << endl;

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

交换前,a 的值: 100
交换前,b 的值: 200
交换后,a 的值: 200
交换后,b 的值: 100

引用调用

向函数传递参数的引用调用方法,把引用的地址复制给形式参数。在函数内,该引用用于访问调用中要用到的实际参数。

按引用传递值,参数引用被传递给函数,就像传递其他值给函数一样。因此相应地,在下面的函数 swap() 中,您需要声明函数参数为引用类型,该函数用于交换参数所指向的两个整数变量的值。

// 函数定义
void swap(int &x, int &y)
{
   int temp;
   temp = x; /* 保存地址 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 赋值给 x */
   y = temp; /* 把 x 赋值给 y  */

   return;
}

现在,让我们通过引用传值来调用函数 swap():

#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
void swap(int &x, int &y);

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;

   cout << "交换前,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交换前,b 的值:" << b << endl;

   /* 调用函数来交换值 */
   swap(a, b);

   cout << "交换后,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交换后,b 的值:" << b << endl;

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

交换前,a 的值: 100
交换前,b 的值: 200
交换后,a 的值: 200
交换后,b 的值: 100

参数的默认值

当您定义一个函数,您可以为参数列表中后边的每一个参数指定默认值。当调用函数时,如果实际参数的值留空,则使用这个默认值。

请看下面的实例:

#include <iostream>
using namespace std;

int sum(int a, int b=20)
{
  int result;

  result = a + b;

  return (result);
}

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;
   int result;

   // 调用函数来添加值
   result = sum(a, b);
   cout << "Total value is :" << result << endl;

   // 再次调用函数
   result = sum(a);
   cout << "Total value is :" << result << endl;

   return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Total value is :300
Total value is :120

Lambda 函数与表达式

C++11 提供了对匿名函数的支持,称为 Lambda 函数(也叫 Lambda 表达式)。

Lambda 表达式把函数看作对象。Lambda 表达式可以像对象一样使用,比如可以将它们赋给变量和作为参数传递,还可以像函数一样对其求值。

Lambda 表达式本质上与函数声明非常类似。Lambda 表达式具体形式如下:

[capture](parameters)->return-type{body}
例如:

[](int x, int y){ return x < y ; }

如果没有返回值可以表示为:

[capture](parameters){body}
例如:
[]{ ++global_x; } 

在一个更为复杂的例子中,返回类型可以被明确的指定如下:

[](int x, int y) -> int { int z = x + y; return z + x; }

本例中,一个临时的参数 z 被创建用来存储中间结果。如同一般的函数,z 的值不会保留到下一次该不具名函数再次被调用时。

如果 lambda 函数没有传回值(例如 void),其返回类型可被完全忽略。

在Lambda表达式内可以访问当前作用域的变量,这是Lambda表达式的闭包(Closure)行为。 可以通过前面的[]来指定:

[]      // 沒有定义任何变量。使用未定义变量会引发错误。
[x, &y] // x以传值方式传入(默认),y以引用方式传入。
[&]     // 任何被使用到的外部变量都隐式地以引用方式加以引用。
[=]     // 任何被使用到的外部变量都隐式地以传值方式加以引用。
[&, x]  // x显式地以传值方式加以引用。其余变量以引用方式加以引用。
[=, &z] // z显式地以引用方式加以引用。其余变量以传值方式加以引用。

另外有一点需要注意。对于[=]或[&]的形式,lambda 表达式可以直接使用 this 指针。

但是,对于[]的形式,如果要使用 this 指针,必须显式传入:

[this]() { this->someFunc(); }();