"C++ Primer" 读书笔记 第七章 函数

　　关于函数，我们比较关心函数参数的传递方式和函数是如何返回值的。此外还有内联函数、类成员函数、重载函数和函数指针等概念。

　　函数可以看做是程序员自己定义的操作，和内置操作符相似（具体区别？）。与操作符一样，函数支持重载，即函数名可以复用。

• 函数调用：实参初始化形参，然后控制权交给被调用函数，主调函数挂起，被调函数开始执行。
• 函数体内部的变量都是局部变量，只在函数运行时存在，只在该函数的作用域内可见。
• 当执行到return语句时，函数调用结束，被挂起的主调函数在调用处恢复执行，并将被调函数的返回值作为调用操作符的结果。
• 形参就是形参，不是局部变量。形参是在函数的形参表中定义的（就是括号里啦！）并由实参初始化之。实参必须与形参相同（或者能隐式转换为形参的类型）。
• 函数不能返回另一个函数或内置数据类型，但可以返回指向函数的指针，或指向数组元素的指针的指针。
• C++是静态强类型语言：定义变量时必须指定类型，函数调用时编译器将检查实参类型。

　　参数传递

　　1. 非引用形参

　　只是拷贝了实参的值，并没有访问实参本身。

• • 指针形参 可以改变实参指向的对象的值，但不能让实参指向另一个对象。注意，形参是const int*, 实参可以是const int*或int*(可以指向非const对象)，但形参为int*不能用const int*初始化，这样形参指针的对象的值就不能修改了。
  • const形参 非引用const形参，则既可以传递const对象也可以传递非const对象（实际上加const意义不大，编译器会去掉const支持兼容C语言）。
  • 需要修改实参的值、拷贝实参的开销太大、对象没法复制时：引用形参或者指针形参

　　2. 引用形参

　　　　比如实现swap函数。提倡在C++中使用引用形参而不用指针形参。

• • 使用引用形参返回信息（而不是仅仅靠return）
  • 使用const引用避免拷贝（例如大型数组，直接在原地修改比较好）
  • 如果对象只是单纯给函数的计算提供数据，请用const引用；如果需要在对象上操作，则用非const引用（不能用const对象、右值表达式与字面值初始化）
  • 如何让两个指针的值交换？注意是交换指针指向的地址，不是对象的值。

void swap(int * &p1, int * &p2){ // 这里&p1就是说p1只是实参int*对象的别名！很好理解
   /**/
} 

 　　3. 容器与数组作为函数参数

　　将容器如vector作为形参，应该用&引用传参方式，避免拷贝；另外一种方法是利用迭代器形参。

　　将数组作为形参，有三种方式：

void func(int a[]);
void func(int a[10]); // 此处长度并没有意义，编译器不会检查是不是真的长度一致
void func(int *a);

void func(int (&arr)[10]); // 引用传参，圆括号是必须的（下标优先级高）

　　一般使用指针传递数组比较好。在实参是多维数组时，形参指针的类型不再是元素类型，而是包含元素的数组。

void func(int * p[10]);  // 存放10个指针的数组
void func(int (*p)[10]){

// p是指向包含十个元素的数组的指针

// (*p)[1]是第一个子数组
} 
void func(int p[][10]); // 上面等价于

　　传递给函数数组时如何避免越界错误？

　　1. 在数组内部加结束符

　　2. 传递给函数两个指针，begin与end（最后一个元素再下一个位置）

　　3. 传递头指针和数组大小

 

　　 main函数的形参

　　我们注意到main(int argc, char *argv[]){...}包含两个形参，这两个形参的值将取决于我们执行程序时输入的参数，argc将是输入参数的数量，argv则是一个字符串数组。

　　含有可变形参的函数

　　C++中有一种特殊的省略符形参

　　返回引用

　　函数总是需要返回一个值，用于初始化在调用函数处创建的临时对象。return的变量不是引用类型，则是把结果拷贝给临时对象。如果是引用类型，则直接返回引用的对象本身（没有拷贝操作）。注意不要返回局部变量的引用，因为函数执行完毕时，分配给局部对象的内存将被释放，会导致运行时错误。同理，也不要返回指向局部变量的指针。

　　函数声明

　　规范的做法是把函数声明放在头文件中。声明时可以指定函数的默认实参,最可能使用默认实参的放在最后！避免出现对应错误的问题。

　　局部对象

　　每个对象都有其作用域与生命周期,即知道该对象的程序代码区域与程序执行过程中对象存在的时间。形参与局部变量在函数调用时以自动对象形式存在，在函数结束时均被撤销。静态局部对象，即static 局部对象，在函数内部定义的static关键字对象，其作用域只能是这个函数，但是生命周期与全局变量相同。在多次调用该函数时，静态局部变量将忽视定义初始化语句，而是上一次调用后的值。

　　内联函数

　　为什么需要内联函数？因为函数的调用（比求解一系列表达式）开销较大：保存寄存器状态、在返回时恢复；复制实参对形参进行初始化；转向一个新位置执行。

　　内联函数为什么能减少开销？因为内联函数只在被调用到时，才像宏一样展开，取消了函数的参数压栈，省去了函数调用的开销。

　　和宏有什么区别？

　　宏只是在预处理cpp阶段做一个本质上是字符串替换的操作！不对参数进行检查，因此可能不安全;而内联函数是编译器控制实现的，能够检查参数（像函数一样实现！）。

　　为什么不到处都用内联函数？　　

　　如果函数内计算其实很少！主要开销就是调用本身，那么推荐用内联函数。

　　如果函数内部表达式本身也要一定的计算开销，实际上调用的开销占总的开销其实就不大了，效率提升很一般。

　　适合用内联函数：反复调用、代码量很小，函数内部实际没怎么计算，（例如类的setValue(),getValue()这样的存取函数）

　　不适合内联函数：代码量大展开臃肿、计算开销大、递归函数

　　内联函数的定义应该放进头文件中。保证在需要调用内联函数时对编译器可见，在调用点出进行内联展开。头文件中对内联函数做了修改，则使用了该头文件的所有源文件都需要重新编译。