[C++ Primer] 函数

函数

函数

函数基础

函数是一个命名了的代码块，一个典型的函数定义包括以下部分：返回类型、函数名字、由0个或多个形参组成的列表以及函数体。
函数的调用完成两项工作：一是实参初始化形参，二是将控制权转移给被调用函数。
return语句也完成两项工作：一是返回return语句中的值，二是将控制权从被调函数转移回主调函数。
局部静态对象：将局部变量定义成static类型

在程序的执行路径第一次经过对象定义语句时初始化，并且直到程序终止才被销毁，在此期间即使对象所在的函数结束执行也不会对它有影响。。

若局部静态变量没有显示的初始值，将执行值初始化，内置类型局部静态变量初始化为0。
分离式编译：允许将程序分割到几个文件中去，每个文件独立编译。若修改了其中一个源文件，只需重新编译改动的文件。大多数编译器提供了分离式编译每个文件的机制，这一过程通常会产生一个后缀名是.obj（Windows）或.o（UNIX）的文件，后缀名的含义是该文件包含对象代码（object code）。

参数传递

当形参是引用类型时，对应的实参被引用传递或者函数被传引用调用。当实参的值被拷贝给形参时，形参和实参是两个相互独立的对象。这样的实参被值传递或者函数被传值调用。
指针形参：执行指针拷贝操作时，拷贝的是指针的值。拷贝之后，两个指针是不同的指针。
使用引用避免拷贝：拷贝大的类类型对象或者容器对象比较低效，甚至有的类类型（包括IO类型）不支持拷贝操作。

如果函数无须改变引用类型的值，最好将其声明为常量引用。

// 比较两个string对象的长度
bool isSHorter(const string &s1, const string &s2)
{
    return s1.size() < s2.size();
}

使用引用形参返回额外信息

// 返回s中c第一次出现的位置索引
// 引用形参occurs负责统计c出现的总次数
string::size_type find_char(const string &s, char c, string::size_type &occurs)
{
    // 具体实现
}

管理指针形参的三种常用技术：

使用标记指定数组长度

要求数组本身包含一个结束标记，典型示例是C风格字符串，C风格字符串存储在字符数组中，并且在最后一个字符后面跟着一个空字符。

使用标准库规范：传递指向数组首元素和尾后元素的指针

void print(const int *beg, const int *end)
{
    // 输出beg到end之间（不含end）的所有元素
    while(beg != end)
        cout << *beg++ << endl;	// 输出当前元素并将指针向前移动一个位置
}

int j[2] = {0,1};
print(begin(j),end(j));

显示传递一个表示数组大小的形参

// const int ia[] 等价于const int* ia
// size表示数组的大小，将其显式地传给函数用于控制对ia元素的访问
void print(const int ia[], size_t size)
{
    for(size_t i = 0; i != size; ++i){
        cout << ia[i] << endl;
    }
}

int j[] = {0，1};
print(j,end(j) - begin(j));

main:处理命令行选项
假定main函数位于可执行文件prog之内，可以向程序传递下面的选项：
```
prog -d -o ofile data0
```
这些命令行选项通过两个（可选的）形参传递给main函数：
```
int main(int argc, char *argv[])}{...}
```
第二个形参是一个数组，它的元素是指向C风格字符串的指针；第一个形参argc表示数组中字符串的数量。因为第二个形参是数组，所以main函数也可以写成：
```
int main(int argc, char **argv){...}	// argv指向char*
```
实参传递给main函数之后，argv第一个元素指向程序的名字或者空字符串，接下来的元素依次传递命令行提供的实参，最后一个指针之后的元素值保证为0。以上面提供的命令行为例，argc应该等于5，argv应该包含如下的C风格字符串：
```
argv[0] = "prog";	// 或者argv[0]也可以指向一个空字符串""
argv[1] = "-d";
argv[2] = "-o";
argv[3] = "ofile";
argv[4] = "data0 ";
argv[5] = 0;
```
使用argv实参时，记得可选的实参从argv[1]开始；argv[0]保存程序的名字，而非用户输入。
含有可变形参的函数
- initializer_list标准库类型
  
  函数实参数量未知但是类型相同，也是一种模板类型。initialize_list对象中的元素永远是常量值，无法改变对象中元素的值。
```
void error_msg(initializer_list<string> il)
{
    for(auto beg = il.begin(); beg != il.end(); ++beg )
        cout << *beg << " ";
    cout << endl;
}
```
- 可变参数模板
- 省略符
  
  使用了varargs的C标准库

返回类型和return语句

返回的值用于初始化函数调用点的临时量。
声明一个返回数组指针的函数

函数形式如下：
```
Type (*function(parameter_list))[deimension]
```
Type表示元素的类型，demision表示数组大小。(*function(parameter_list))两端的括号必须存在，如果没有这对括号，函数返回类型将是指针的数组。

具体例子:
```
int (*func(int i))[10];
```
可以按照以下的顺序来逐层理解该声明的含义：
- func(int i)表示调用func函数时需要int类型实参。
- (*func(int i))意味可以对函数调用的结果执行解引用操作。
- (*func(int i))[10]表示解引用func的调用将得到一个大小为10的数组。
- int (*func(int i))[10]表示数组中的元素是int类型。
尾置返回类型

任何函数的定义都能用尾置返回，这种形式对于返回类型比较复杂的函数最有效。尾置返回类型跟在形参列表后面并以一个->符号开头。为了表示函数真正的返回类型跟在形参列表之后，在本应该出现返回类型的地方放置一个auto：
```
// func接受一个int类型的实参，返回一个指针，该指针指向含有10个整数的数组
auto func(int i) -> int(*)[10];
```

函数重载

特殊用途语言特性

默认实参

一旦某个形参被赋予了默认值，它后面的所有形参都必须有默认值。
当设计含有默认实参的函数时，合理设置形参顺序，尽量让不怎么使用默认值的形参出现在前面，让经常使用默认值的的形参出现在后面。

内联函数和constexpr函数

内联函数可避免函数调用的开销，在返回类型前加上关键字inline，就可以将其声明为内联函数。

inline const string &shorterString(const string &s1, const string &s2)
{
    return s1.size()<=s2.size() ? s1 : s2;
}

内联函数只是向编译器发出一个内联展开的请求，编译器可以选择忽略这个请求。

constexpr函数

函数的返回类型及所有形参类型都得是字面值类型，函数体中必须有且仅有一条return语句。

调试帮助

assert预处理宏
```
assert(expr);
```
对expr求值，若表达式为假，assert输出信息并终止程序的执行。如果表达式为真，assert什么也不做。
NDEBUG预处理变量

assert的行为依赖于NDEBUG的预处理状态。若定义了NDEBUG，则assert什么也不做。

定义NDEBUG能避免检查各种条件所需的运行时开销，当然此时根本就不会执行运行时检查。

除了用于assert之外，也可以使用NDEBUG编写自己的条件调试代码。如果NDEBUG未定义，将执行#ifndef和#endif之间的代码；如果定义了NDEBUG，这些代码将被忽略掉：
```
void print(const int ia[], size_t size)
{
    #ifndef NDEBUG
    // __func__是编译器定义的一个局部静态变量，用于存放函数的名字
    cerr << __func__ << ": array size is " << size <<endl;
    #endif
    //...
}
```
变量__func__输出当前调试的函数的名字。它是const char的静态数组。

预处理器还定义了另外4个对于程序调试很有用的名字：
```
__FILE__	// 存放文件名的字符串字面值
__LINE__	// 存放当前行号的整型字面值
__TIME__	// 存放文件编译时间的字符串字面值
__DATE__	// 存放文件编译日期的字符串字面值
```

函数匹配

为了确定最佳匹配,编译器将实参类型到形参类型的转换分成几个等级,具体排序如下:

精确匹配,包括以下情况:
- 实参类型和形参类型相同
- 实参从数组类型或函数类型转换成对应的指针类型
- 向实参添加顶层const或者从实参中删除顶层const
通过const转换实现的匹配
通过类型提升实现的匹配
通过算术类型转换或指针转换实现的匹配
通过类类型转换实现的匹配

函数指针

函数指针指向的是函数而非对象。函数指针指向某种特定类型，函数的类型由它的返回类型和形参类型哦共同决定，与函数名无关。例如：
```
// 比较两个string对象的长度
bool lengthCompare(const string &, const string &);
```
该函数的类型是bool(const string &, const string &)，该函数的指针只需用指针替换函数名即可：
```
// pf指向一个函数
bool (*pf)(const string &, const string &);
```

posted @ 2024-06-18 22:10 Invinc-Z 阅读(33) 评论(0) 编辑收藏举报

刷新页面返回顶部

Invinc-Z