C++ 函数
函数是一组一起执行一个任务的语句。每个 C++ 程序都至少有一个函数,即主函数 main() ,所有简单的程序都可以定义其他额外的函数。
您可以把代码划分到不同的函数中。如何划分代码到不同的函数中是由您来决定的,但在逻辑上,划分通常是根据每个函数执行一个特定的任务来进行的。
函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型和参数。函数定义提供了函数的实际主体。
C++ 标准库提供了大量的程序可以调用的内置函数。
定义函数
C++ 中的函数定义的一般形式如下:
在 C++ 中,函数由一个函数头和一个函数主体组成。下面列出一个函数的所有组成部分:
- 返回类型:一个函数可以返回一个值。return_type 是函数返回的值的数据类型。有些函数执行所需的操作而不返回值,在这种情况下,return_type 是关键字 void。
- 函数名称:这是函数的实际名称。函数名和参数列表一起构成了函数签名。
- 参数:参数就像是占位符。当函数被调用时,您向参数传递一个值,这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的,也就是说,函数可能不包含参数。
- 函数主体:函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。
函数声明
函数声明会告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。
函数声明包括以下几个部分:
return_type function_name( parameter list );
在函数声明中,参数的名称并不重要,只有参数的类型是必需的。
当您在一个源文件中定义函数且在另一个文件中调用函数时,函数声明是必需的。在这种情况下,您应该在调用函数的文件顶部声明函数。
调用函数
创建 C++ 函数时,会定义函数做什么,然后通过调用函数来完成已定义的任务。
当程序调用函数时,程序控制权会转移给被调用的函数。被调用的函数执行已定义的任务,当函数的返回语句被执行时,或到达函数的结束括号时,会把程序控制权交还给主程序。
调用函数时,传递所需参数,如果函数返回一个值,则可以存储返回值。
函数参数
如果函数要使用参数,则必须声明接受参数值的变量。这些变量称为函数的形式参数。
形式参数就像函数内的其他局部变量,在进入函数时被创建,退出函数时被销毁。
当调用函数时,有两种向函数传递参数的方式:
调用类型 | 描述 |
---|---|
传值调用 | 该方法把参数的实际值复制给函数的形式参数。在这种情况下,修改函数内的形式参数对实际参数没有影响。 |
指针调用 | 该方法把参数的地址复制给形式参数。在函数内,该地址用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着,修改形式参数会影响实际参数。 |
引用调用 | 该方法把参数的引用复制给形式参数。在函数内,该引用用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着,修改形式参数会影响实际参数。 |
默认情况下,C++ 使用传值调用来传递参数。一般来说,这意味着函数内的代码不能改变用于调用函数的参数。
参数的默认值
当您定义一个函数,您可以为参数列表中后边的每一个参数指定默认值。当调用函数时,如果实际参数的值留空,则使用这个默认值。
这是通过在函数定义中使用赋值运算符来为参数赋值的。调用函数时,如果未传递参数的值,则会使用默认值,如果指定了值,则会忽略默认值,使用传递的值。
实例:
Lambda 函数与表达式
C++11 提供了对匿名函数的支持,称为 Lambda 函数(也叫 Lambda 表达式)。
Lambda 表达式把函数看作对象。Lambda 表达式可以像对象一样使用,比如可以将它们赋给变量和作为参数传递,还可以像函数一样对其求值。
Lambda 表达式本质上与函数声明非常类似。Lambda 表达式具体形式如下:
[capture](parameters)->return-type{body}
例如:
[](int x, int y){ return x < y ; }
如果没有参数可以表示为:
[capture](parameters){body}
例如:
[]{ ++global_x; }
在一个更为复杂的例子中,返回类型可以被明确的指定如下:
[](int x, int y) -> int { int z = x + y; return z + x; }
本例中,一个临时的参数 z 被创建用来存储中间结果。如同一般的函数,z 的值不会保留到下一次该不具名函数再次被调用时。
如果 lambda 函数没有传回值(例如 void),其回返类型可被完全忽略。
在Lambda表达式内可以访问当前作用域的变量,这是Lambda表达式的闭包(Closure)行为。 与JavaScript闭包不同,C++变量传递有传值和传引用的区别。可以通过前面的[]来指定:
[] // 沒有定义任何变量。使用未定义变量会引发错误。
[x, &y] // x以传值方式传入(默认),y以引用方式传入。
[&] // 任何被使用到的外部变量都隐式地以引用方式加以引用。
[=] // 任何被使用到的外部变量都隐式地以传值方式加以引用。
[&, x] // x显式地以传值方式加以引用。其余变量以引用方式加以引用。
[=, &z] // z显式地以引用方式加以引用。其余变量以传值方式加以引用。
另外有一点需要注意。对于[=]或[&]的形式,lambda 表达式可以直接使用 this 指针。但是,对于[]的形式,如果要使用 this 指针,必须显式传入:
[this]() { this->someFunc(); }();
Lambda 函数与表达式
Lambda函数的语法定义如下:
[capture](parameters) mutable ->return-type{statement}
其中:
- [capture]:捕捉列表。捕捉列表总是出现在 lambda 表达式的开始处。事实上,[] 是 lambda 引出符。编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是 lambda 函数。捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供 lambda 函数使用。
- (parameters):参数列表。与普通函数的参数列表一致。如果不需要参数传递,则可以连同括号 () 一起省略。
- mutable:mutable 修饰符。默认情况下,lambda 函数总是一个 const 函数,mutable 可以取消其常量性。在使用该修饰符时,参数列表不可省略(即使参数为空)。
- ->return_type:返回类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回类型。出于方便,不需要返回值的时候也可以连同符号 -> 一起省略。此外,在返回类型明确的情况下,也可以省略该部分,让编译器对返回类型进行推导。
- {statement}:函数体。内容与普通函数一样,不过除了可以使用参数之外,还可以使用所有捕获的变量。
在 lambda 函数的定义式中,参数列表和返回类型都是可选部分,而捕捉列表和函数体都可能为空,C++ 中最简单的 lambda 函数只需要声明为:
[]{};