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C++讀書筆記:函數

函數是一組一起執行一個任務的語句。每個 C++ 程式都至少有一個函數,即主函數 main() ,所有簡單的程式都可以定義其他額外的函數。

可以把代碼劃分到不同的函數中,如何劃分代碼自己決定,邏輯上通常根據每個函數執行一個特定的任務來進行。

函數聲明告訴編譯器函數的名稱、傳回類型和參數。函數定義提供了函數的實際主體。

C++ 标準庫提供了大量的程式可以調用的内置函數。例如,函數 strcat() 用來連接配接兩個字元串,函數 memcpy() 用來複制記憶體到另一個位置。

函數還有很多叫法,比如方法、子例程或程式,等等。

return_type function_name( parameter list )//傳回類型 函數名  (參數表)
{
   body of the function//函數主體
}
           

在 C++ 中,函數由一個函數頭和一個函數主體組成。下面列出一個函數的所有組成部分:

傳回類型:一個函數可以傳回一個值。return_type 是函數傳回的值的資料類型。有些函數執行所需的操作而不傳回值,在這種情況下,return_type 是關鍵字 void。

函數名稱:這是函數的實際名稱。函數名和參數清單一起構成了函數簽名。

參數:參數就像是占位符。當函數被調用時,向參數傳遞一個值,這個值被稱為實際參數。參數清單包括函數參數的類型、順序、數量。參數是可選的,也就是說,函數可能不包含參數。

函數主體:函數主體包含一組定義函數執行任務的語句。

例如: max() 函數的源代碼。該函數有兩個參數 num1 和 num2,會傳回這兩個數中較大的那個數:

// 函數傳回兩個數中較大的那個數 
int max(int num1, int num2) 
{
   // 局部變量聲明
   int result;
 
   if (num1 > num2)
      result = num1;
   else
      result = num2;

   return result; 
}
           

函數聲明

函數聲明會告訴編譯器函數名稱及如何調用函數。函數的實際主體可以單獨定義。

函數聲明包括以下幾個部分:

return_type function_name( parameter list );

針對上面定義的函數 max(),以下是函數聲明:

int max(int num1, int num2);

在函數聲明中,參數的名稱并不重要,隻有參數的類型是必需的,是以下面也是有效的聲明:

int max(int, int);

當在一個源檔案中定義函數且在另一個檔案中調用函數時,函數聲明是必需的。在這種情況下,應該在調用函數的檔案頂部聲明函數。

調用函數

建立 C++ 函數時,會定義函數做什麼,然後通過調用函數來完成已定義的任務。

當程式調用函數時,程式控制權會轉移給被調用的函數。被調用的函數執行已定義的任務,當函數的傳回語句被執行時,或到達函數的結束括号時,會把程式控制權交還給主程式。

調用函數時,傳遞所需參數,如果函數傳回一個值,則可以存儲傳回值。例如:

#include <iostream>
using namespace std;
 
// 函數聲明
int max(int num1, int num2);
 
int main ()
{
   // 局部變量聲明
   int a = 100;
   int b = 200;
   int ret;
 
   // 調用函數來擷取最大值
   ret = max(a, b);
 
   cout << "Max value is : " << ret << endl;
 
   return 0;
}
 
// 函數傳回兩個數中較大的那個數
int max(int num1, int num2) 
{
   // 局部變量聲明
   int result;
 
   if (num1 > num2)
      result = num1;
   else
      result = num2;
 
   return result; 
}
           

可以這樣了解,max()傳回值最後指派給了ret,最後輸出了ret

函數參數

如果函數要使用參數,則必須聲明接受參數值的變量。這些變量稱為函數的形式參數。

形式參數就像函數内的其他局部變量,在進入函數時被建立,退出函數時被銷毀。

當調用函數時,有三種向函數傳遞參數的方式:

傳值調用

該方法把參數的實際值指派給函數的形式參數。在這種情況下,修改函數内的形式參數對實際參數沒有影響。

預設情況下,C++ 使用傳值調用方法來傳遞參數。一般來說,這意味着函數内的代碼不會改變用于調用函數的實際參數。函數 swap() 定義如下:

// 函數定義
void swap(int x, int y)
{
   int temp;
 
   temp = x; /* 儲存 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 指派給 x */
   y = temp; /* 把 x 指派給 y */
  
   return;
}
           
#include <iostream>
using namespace std;
 
// 函數聲明
void swap(int x, int y);
 
int main ()
{
   // 局部變量聲明
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交換前,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交換前,b 的值:" << b << endl;
 
   // 調用函數來交換值
   swap(a, b);
 
   cout << "交換後,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交換後,b 的值:" << b << endl;
 
   return 0;
}
           

發現最後的結果是沒有改變,因為這隻修改了形式參數,沒有動原來的變量。

指針調用

該方法把參數的位址指派給形式參數。在函數内,該位址用于通路調用中要用到的實際參數。這意味着,修改形式參數會影響實際參數。

按指針傳遞值,參數指針被傳遞給函數,就像傳遞其他值給函數一樣。是以相應地,在下面的函數 swap() 中,需要聲明函數參數為指針類型,該函數用于交換參數所指向的兩個整數變量的值。

// 函數定義
void swap(int *x, int *y)
{
   int temp;
   temp = *x;    /* 儲存位址 x 的值 */
   *x = *y;        /* 把 y 指派給 x */
   *y = temp;    /* 把 x 指派給 y */
  
   return;
}
           
#include <iostream>
using namespace std;

// 函數聲明
void swap(int *x, int *y);

int main ()
{
   // 局部變量聲明
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交換前,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交換前,b 的值:" << b << endl;

   /* 調用函數來交換值
    * &a 表示指向 a 的指針,即變量 a 的位址 
    * &b 表示指向 b 的指針,即變量 b 的位址 
    */
   swap(&a, &b);

   cout << "交換後,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交換後,b 的值:" << b << endl;
 
   return 0;
}
           

可以這樣了解,swap函數把他們記憶體位址中儲存的值互換了。

如何了解解引用操作符*

#include<cstdio>

int main(void)
{
	int num = 7;
	int* p = &num;
	printf("%d 的位址是 %p\n", num, p);
	return 0;
}
           
C++讀書筆記:函數

這個程式中 num指派為7,&num為num的位址,記憶體中存放了一個7,int* (這是指針類型,分開來看) p的意思是定義一個指針變量p指向這個位址,是以說p就是位址,*p是說位址這個記憶體裡面放的東西是啥。

引用調用

該方法把參數的引用指派給形式參數。在函數内,該引用用于通路調用中要用到的實際參數。這意味着,修改形式參數會影響實際參數。

按引用傳遞值,參數引用被傳遞給函數,就像傳遞其他值給函數一樣。是以相應地,在下面的函數 swap() 中,需要聲明函數參數為引用類型,該函數用于交換參數所指向的兩個整數變量的值。

// 函數定義
void swap(int &x, int &y)
{
   int temp;
   temp = x; /* 儲存位址 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 指派給 x */
   y = temp; /* 把 x 指派給 y  */
  
   return;
}
           
#include <iostream>
using namespace std;
 
// 函數聲明
void swap(int &x, int &y);
 
int main ()
{
   // 局部變量聲明
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交換前,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交換前,b 的值:" << b << endl;
 
   /* 調用函數來交換值 */
   swap(a, b);
 
   cout << "交換後,a 的值:" << a << endl;
   cout << "交換後,b 的值:" << b << endl;
 
   return 0;
}
           

可以了解為把他們的位址作為參數傳給swap,然後利用中間變量把位址中的值換了,最後輸出的是位址中的值。

參數的預設值

當定義一個函數,可以為參數清單中後邊的每一個參數指定預設值。當調用函數時,如果實際參數的值留白,則使用這個預設值。

這是通過在函數定義中使用指派運算符來為參數指派的。調用函數時,如果未傳遞參數的值,則會使用預設值,如果指定了值,則會忽略預設值,使用傳遞的值。請看下面的執行個體:

#include <iostream>
using namespace std;
 
int sum(int a, int b=20)
{
  int result;
 
  result = a + b;
  
  return (result);
}
 
int main ()
{
   // 局部變量聲明
   int a = 100;
   int b = 200;
   int result;
 
   // 調用函數來添加值
   result = sum(a, b);
   cout << "Total value is :" << result << endl;
 
   // 再次調用函數
   result = sum(a);
   cout << "Total value is :" << result << endl;
 
   return 0;
}
           

當上面的代碼被編譯和執行時,它會産生下列結果:

Total value is :300

Total value is :120

可以了解為函數中的形式參數優先級很低。

Lambda 函數與表達式(有點複雜,稍後學習補充)

C++11 提供了對匿名函數的支援,稱為 Lambda 函數(也叫 Lambda 表達式)。

Lambda 表達式把函數看作對象。Lambda 表達式可以像對象一樣使用,比如可以将它們賦給變量和作為參數傳遞,還可以像函數一樣對其求值。

Lambda 表達式本質上與函數聲明非常類似。Lambda 表達式具體形式如下:

lambda函數的文法定義如下:

capture mutable->return-type{statement}

[capture}:捕捉清單。[]是lambda引出符。編譯器根據該引出符判斷接下來的代碼是否是lambda函數。捕捉清單能夠捕捉上下文的變量供lambda函數使用。

[parameters]:參數清單,與普通函數參數清單一樣

mutable:mutable修飾符。預設情況下lambda函數總是一個const函數,mutable可以取消其常量性。在使用該修飾符的時候參數清單不可省略(即使參數為空)

->retrurn-type:傳回值類型,不需要傳回值的地方可以連同->一起省略,在傳回值類型明确的情況下,也可以省略該部分,讓編譯器自己推導。

{statement}:函數體。内容和普通函數一樣,不過除了可以使用參數之外還可以使用所有捕獲的變量。

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