C++_函数1-编程的基本模块函数

以下是《C++ Primer Plus》中第七章的内容：

使用C++函数的3个步骤：

提供函数定义

提供函数原型

调用函数

7.1.1 定义函数

函数分成两类：没有返回值的函数、有返回值的函数。

return返回语句标记了函数的结尾；否则，函数将在右花括号处结束。

对于有返回值的函数，必须使用返回语句，以便将值返回给被调用函数。

C++对于返回值的类型有一定的限制：不能是数组，但可以是其他任何类型。

7.1.2 函数原型和函数调用

为什么需要函数原型：原型描述了函数到编译器的接口，也就是说，它将函数返回值的类型以及参数的类型和数量告诉编译器。其次，函数完成计算后，将返回值放置在指定的位置——可能是CPU寄存器、也可能是内存中。然后调用函数将从这个位置获取返回值。原型指出了该函数的类型为double，因此编译器指导应检索多少个字节以及如何解释它们。

编译器需要原型，这样也可以提高效率。

原型的语法：函数原型是一条语句，因此必须以分号结束。原型不需要提供变量名，有类型列表就足够了。C++中原型是必不可少的。

原型的功能：原型可以帮助编译器完成许多工作；它可以极大地降低程序出错的几率。编译阶段进行的原型化被称为静态类型检查。

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7.2 函数参数和按值传递

接收传递值的变量被称为形参；传递给函数的值被称为实参。

C++标准使用参数（argument）来表示实参，使用参量（parameter）来表示形参。参数传递将参数传递给参量。形参是实参的副本。

函数声明中的函数变量（包括参数）是函数私有的。在函数被调用时，计算机将为这些变量分配内存。函数结束时，计算机将释放这些变量使用的内存。这样的变量被称为局部变量，因为它们被限制在函数中。这样有助于确保数据的完整性。这样的变量也被称为自动变量，因为它们在程序执行过程中是自动被分配和释放的。

7.2.1 多个参数

函数可以有多个参数，只需使用逗号将这些参数分开即可。

只需添加分号就可得到该函数的原型；

提供变量名将使原型更易于理解。

7.2.2 另外一个接受两个参数的函数

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7.3 函数和数组

函数是处理更复杂的类型的关键。

7.3.1 函数如何使用指针来处理数组

C++和C语言一样，也将数组名视为指针。C++将数组名解释为其第一个元素的地址。

有个例外：使用取址运算符&用于数组名时，将返回整个数组的地址。

int * arr == int arr [ ];

指针也可以用方括号表示法来访问数组元素。

记住：指针加1，实际上是加上了一个与指针指向的类型的长度相等的值。

对于遍历数组而言，使用指针加法和数组下标时等效的。

7.3.2 将数组作为参数意味着什么

实际上并没有把数组的内容传递给函数，而是将数组的位置信息，长度，包含元素种类告诉了函数。函数便可使用原来的数组。传递的值是数组的地址。将数组地址作为参数可以节省复制整个数组所需的时间和内存。但是使用原始数据增加了破坏数据的风险。但是ANSI C和C++中的const限定符提供了解决这种问题的办法。

7.3.3 更多数组函数示例

构思程序时将：存储属性和对数据的操作结合起来。

7.3.4 使用数组区间的函数

传统的C/C++方法处理数组的函数是：将指向数组起始处的指针作为一个参数，将数组长度作为第二个参数，这样便给函数提供了找到所有数据所需的信息。

另一种给函数提供所需信息的方法：即指定元素区间。可以通过传递两个指针来完成。一个指针标识数组的开头，一个指针标识数组的尾部。

end – begin 是一个整数值，等于数组的元素数目。

7.3.5 指针和const

有两种将const和指针结合使用的方法：

让指针指向一个常量对象：可以防止使用该指针来修改所指向的值。(指针指向的值)

int age =39;

const int * pt = &age;

微妙的地方是，pt的声明并不意味着它指向的值实际上就是一个常量。而只是对pt而言，这个值是常量。age不是const，可以直接通过age变量来修改age的值。

将指针本身声明为常量：可以防止修改指针指向的位置。（指针的值）

int * const finger = &sloth;

将指针作为函数参数来传递时，可以使用指向const的指针来保护数据。

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7.4 函数和二维数组

将二维数组作为参数的函数：

int sum(int ar2[ ] [4], int size);

int sum(int (* ar2)[4], int size);

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7.5 函数和C-风格字符串

C风格字符串由一系列字符组成：以空字符结尾，有关设计数组函数的知识也适用于字符串函数。

7.5.1 将C-风格字符串作为参数的函数

表示字符串的方式有3种：

char数组；用引号括起来的字符串常量；备设置为字符串的地址的char指针；

但上述3种选择的类型都是char指针，因此可以将其作为字符串处理函数的函数；

将字符串作为参数来传递，但实际传递的是字符串的第一个字符的地址。字符串函数原型应将其表示字符串的形参声明为char *类型。

C风格字符串与常规char数组之间的一个重要区别：字符串有内置的结束字符。这意味着不必将字符串长度作为参数传递给函数。而函数可以使用循环依次检查字符串中的每个字符，直到遇到结尾的空值字符为止。

7.5.2 返回C-风格字符串的函数

函数无法返回一个字符串，但是可以返回字符串的地址，这样做效率更高。

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7.6 函数和结构

为结构编写函数比为数组编写函数要简单得多。结构变量的行为更接近于基本的单值变量。

注意：结构名只是结构的名称，要获得结构的地址，必须使用地址运算符&。

使用结构编程时，最直接的方式是像处理基本类型那样来处理结构；将结构作为参数传递，并在需要时将结构用作返回值使用。

按值传递结构有一个缺点。如果结构非常大，则复制结构将增加内存要求，降低系统运行的速度。处于这些原因，许多程序员倾向于传递结构的地址，然后使用指针来访问结构的内容。

还有第三种选择：按引用传递。

7.6.1 传递和返回结构

7.6.2 另一个处理结构的函数示例

7.6.3 传递结构的地址

传递结构的地址而不是整个结构以节省时间和空间，使用指向结构的指针。

注意点：

调用函数时，将结构的地址（&pplace）而不是结构本身（pplace）传递给它。

将形参声明为指向polar的指针，即polar *类型。由于函数不应该修改结构，因此使用了const修饰符。

由于形参是指针而不是结构，因此应使用间接成员运算符（->），而不是成员运算符（句点）。

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7.7 函数和string对象

功能上C风格字符串与string对象的用途几乎相同。但是string对象与结构更相似。例如：可以将一个结构赋给另一个结构，也可以将一个对象赋给另一个对象。可以将结构作为完整的实体传递给函数，也可以将对象作为完整的实体传递给函数。如果需要多个字符串，可以声明一个string对象数组。

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7.8 函数与array对象

按值传递对象给函数，函数处理的是原始对象的副本。

也可以传递指向对象的指针，这让函数能够操作原始对象。（修改对象，按地址传递）

按值传递（拷贝副本）、占用内存空间；

传递地址；但是代码看起来更复杂；

引用传递；-->解决了效率和表示法两方面的问题；

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7.9 递归

函数调用自己，被称为递归。

7.9.1 包含一个递归调用的递归

7.9.2 包含多个递归调用的递归

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7.10 函数指针

函数也有地址，函数的地址是存储器机器语言代码的内存的开始地址。通常这个地址对用户而言既不重要也没有什么用处。对程序而言，却很有用，可以编写将另一个函数的地址作为参数的函数。

7.10.1 函数指针的基础知识

获取函数地址；

函数名及函数的地址；

声明函数指针；

声明应该像函数原型那样指出有关函数的信息。

double pam(int);  //函数的prototype

double (*pf)(int);  //声明指向函数的指针，包含指向函数的返回类型、函数的特征标；

使用函数指针来调用函数；

对于（*pf），只需将它看做是函数名即可。

double pam(int);

double (*pf)(int);  //声明函数指针

pf =pam;   //将pam函数赋给pf函数指针，

double x = pam(4);

double y =(*pf)(5);  //这种格式虽然不太好看，但是给出了强有力的提示，代码正在使用函数指针

double y = pf(5);  //这个格式就和函数差不多；

7.10.2 函数指针示例

7.10.3 深入探讨函数指针

7.10.4 使用typedef进行简化

关键字typedef让您能够创建类型别名；

使用typedef可减少输入量，让您编写代码时不容易犯错。

例子：

typedef const double *(*p_fun)(const double *, int);   //p_fun现在就是函数指针，或者可以认为是一种类型

p_fun p1 = f1;   //现在p1是指向f1的函数指针

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7.11 总结

函数是C++的编程模块。要使用函数，必须提供定义和原型，并调用该函数。函数定义是实现函数功能的代码；函数原型描述了函数的接口：传递给函数的值的数目和种类以及函数的返回类型；函数调用使得程序将参数传递给函数，并执行函数的代码。

在默认情况下，C++函数按值传递参数。这意味着函数定义中的形参是新的变量，它们被初始化为函数调用所提供的值。C++函数通过使用拷贝，保护了原始数据的完整性。

C++将数组名参数视为数组第一个元素的地址。从技术上讲，这仍然是按值传递的，因为指针是原始地址的拷贝，但函数将使用指针来访问原始数组的内容。当且仅当声明函数的形参时，下面两个声明才是等价的。

typename arr[ ];

typename * arr;

C++提供了3中表示C-风格字符串的方法：字符数组、字符串常量、字符串指针；它们的类型都是char *；

C++提供了string类，用于表示字符串。

C++处理结构的方式与基本类型完全相同，这意味着可以按值传递结构，并将其用作函数返回类型。

C++函数可以是递归的；

C++函数名与函数地址作用相同。