C++ 函数的介绍

2024-08-08 06:15:02

一、基础

函数：封装了一段代码，可以在一次执行过程中被反复调用，包含函数头和函数体；

函数头：

函数名称（标识符），用于后续的调用；
形式参数，代表函数的输入参数；
返回类型，函数执行完成后返回结果的类型；

函数体：一个语句块（block），包含具体的计算逻辑；

函数的声明与定义：

函数声明只包含函数头，不包含函数体，通常在头文件中；
函数声明可以出现多次，定义通常出现一次（也有例外）；

函数调用：

需要提供函数名与实际参数；
实际参数拷贝初始化给形式参数；
返回值会拷贝给函数的调用者；
栈帧结构（可自行了解下）；

二、参数

对于非模板函数来说，其每个形参都有确定的类型，但形参可以没有名称；

实参到形参的拷贝顺序是不确定的；

函数的形参的传递一般分为：传值、传址、传引用；

变长参数的定义：

1、使用initializer_list传递

#include <initializer_list>
void fun(std::initializer_list<int> a){}

int main
{
 fun({1, 2, 3, 4})
}

注意：该方法只能传递类型相同的变长参数；

可变长度模板参数
使用省略号表示形式参数（一般不使用）

函数的缺省实参注意点：

1、如果某个形参具有缺省参数，那么它右侧的形参都必须具有缺省实参；

void fun(int x=1, int y=2){} // 这里y必须给定缺省值

2、具有缺省实参的函数调用时，传入实参按照从左到右的顺序进行匹配；

3、在一个翻译单元中，每个形参的缺省实参只能定义一次；

4、缺省实参为对象时，实参的缺省值会随对象值的变化而变化；

main函数的版本:

无形参版本（一般使用）
带形参版本

int main(int argc, char *argv[]) {}

argc是非负数，表述传入参数个数，argv是一个指针指向传输参数的数组头。

三、返回类型

返回类型的几种书写方式：

经典方法：位于函数头的前部，也是最常规的写法；

C++11引入的方式：位于函数头的尾部；

auto fun(int x) -> int
{
 return x*2;
}

C++14引入的方式：返回类型的自动推导；

auto fun(int a)
{
 return a;  // 会根据return语句进行推导
}

四、函数重载与解析

函数重载：使用相同的函数名定义多个函数，每个函数具有不同的参数列表；

注意：不能基于不同的返回类型进行重载；

名称查找：

分为限定查找和非限定查找：有无限定在某个作用域中；
非限定查找会进行域的逐级查找——名称隐藏；
查找通常只会在已声明的名称集合中进行；

重载解析：在名称查找的基础上进一步选择合适的调用函数；

过滤不能被调用的版本：参数个数不对、无法将实参转为形参、实参不满足形参的限制条件；

五、内联函数

定义：将比较简单的函数逻辑展开到调用函数的部分，避免栈帧销毁，提升性能；

关键字：inline，如果一个函数在多个翻译单元展开，加入这个关键字可以避免重复定义；

1.constexpr函数

定义：之前有介绍常量表达式时用到了该关键字，现在对于函数也可以用该关键字；

作用：使得函数在编译器被执行，当然在有变量情况下也可在运行期执行；

constexpr int fun(int x){
    // int y; std::cin >> y;  会报错，该语句需要用户传入参数，只能在运行期执行
 return x * 2;
}

int main
{
 constexpr int x = fun(2);  // 编译器会翻译成 move eax 4, 去掉constexpr也可以
 return x;
}

注意：constexpr函数中的语句必须是可以在编译器执行的语句；

拓展：关键字consteval（C++20引入），函数只能在编译器执行；

六、函数指针

作用：可以用于高阶函数中，将函数指针作为参数；

代码案例：

int add(x) { return x + 1};
using T = int(int);
int fun(K* F, int x)
{
 int tmp = (*F)(x);
 return tmp * 2;
}

int main
{
 std::cout << fun(&add, 50) << std::endl;
}

说明：这就是用函数指针定义的一个高阶函数，在之后的很多高阶函数、泛型算法中也是这样的用法；

注意：当函数对象进行赋值或者返回值时，返回的是一个函数指针类型的对象；

七、思考

1、我们常常会见到如下代码，是由什么作用？

extern "C"
int fun(int x, int y)
{
    return x + y;
}

C语言对于函数是不能重载的，当用C调用C++程序时，往往找不到C++编译后的函数名，可通过如上代码定义一个函数为C类型函数；

2、可以用别名定义一个函数类型吗？

using X = int[3];
X a;    // 这是定义了一个数组，同int a[3]

using X = int(int);
X fun;    // 这是定义了一个int返回类型的函数

函数也是有类型的，可以用别名定义，并且函数类型不包含形参名称，并且只能声明，不能定义；

总结：

本篇主要介绍了函数的基础概念以及一些特殊的函数方法和类型。重点需要注意的就是函数重载以及函数指针，这个在后续的模板以及泛型编程都会用到；下一篇将讨论C++中的内存，也是最重要的一个部分。

到此这篇关于C++ 函数的介绍的文章就介绍到这了,更多相关C++函数内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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