【C++基础】8. 函数

• 函数是一组一起执行一个任务的语句，通过把代码划分到不同的函数中便于 封装、识别 代码块的功能。其有很多叫法，比如 方法、子例程 或 程序，等等。
• 每个 C++ 程序都至少有一个函数，即主函数 main() 。
• C++ 标准库提供了大量的程序可以调用的内置函数。例如，函数 strcat() 用来连接两个字符串，函数 memcpy() 用来复制内存到另一个位置。

【 1. 函数的定义 】

C++ 中的函数定义的一般形式如下：

return_type function_name( parameter list )
{
   body of the function
}
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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。

// 【 实例 】
// 函数返回两个数中较大的那个数
int max(int num1, int num2) 
{
   // 局部变量声明
   int result;

   if (num1 > num2)
      result = num1;
   else
      result = num2;

   return result; 
}
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【 2. 函数声明 】

• 函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型、参数及如何调用函数。

• 函数声明的一般形式如下：

return_type function_name( parameter list );
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• 实例：针对上面定义的函数 max()，以下是函数声明：

int max(int num1, int num2);
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• 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，因此下面也是有效的声明：

int max(int, int);
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• 当在一个源文件中定义函数且在另一个文件中调用该函数时，函数声明是必需的。在这种情况下，应该在调用函数的文件顶部声明函数。

【 3. 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。
• 实例

#include 
using namespace std;

// 函数声明
int max(int num1, int num2);

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;
   int ret;

   // 调用函数来获取最大值
   ret = max(a, b);

   cout << "Max value is : " << ret << endl;

   return 0;
}

// 函数返回两个数中较大的那个数
int max(int num1, int num2) 
{
   // 局部变量声明
   int result;

   if (num1 > num2)
      result = num1;
   else
      result = num2;

   return result; 
}
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【 4. 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 ，简称 形参。形参 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。
• 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。之前提到的实例，调用 max() 函数时，使用了相同的方法。

4.1 传值调用

• 向函数传递参数的传值调用方法，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不会影响实际参数 。
• 默认情况下，C++ 使用传值调用方法来传递参数。一般来说，这意味着函数内的代码不会改变用于调用函数的实际参数。函数 swap() 定义如下：

#include 
using namespace std;

// 函数声明
void swap(int x, int y);

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;

   cout << "交换前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换前，b 的值：" << b << endl;

   // 调用函数来交换值
   swap(a, b);

   cout << "交换后，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换后，b 的值：" << b << endl;

   return 0;
}
// 函数定义
void swap(int x, int y)
{
   int temp;

   temp = x; /* 保存 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 赋值给 x */
   y = temp; /* 把 x 赋值给 y */

   return;
}
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4.2 指针调用

• 向函数传递参数的指针调用方法，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， 向函数传递参数的指针调用方法会修改形式参数会影响实际参数 。
• 按指针传递值，参数指针被传递给函数，就像传递其他值给函数一样。因此相应地，在下面的函数 swap() 中，我们需要声明函数参数为指针类型，该函数用于交换参数所指向的两个整数变量的值。

#include 
using namespace std;

// 函数声明
void swap(int *x, int *y);

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;

   cout << "交换前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换前，b 的值：" << b << endl;

   /* 调用函数来交换值
    * &a 表示指向 a 的指针，即变量 a 的地址 
    * &b 表示指向 b 的指针，即变量 b 的地址 
    */
   swap(&a, &b);

   cout << "交换后，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换后，b 的值：" << b << endl;

   return 0;
}
// 函数定义
void swap(int *x, int *y)
{
   int temp;
   temp = *x;    /* 保存地址 x 的值 */
   *x = *y;        /* 把 y 赋值给 x */
   *y = temp;    /* 把 x 赋值给 y */

   return;
}
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4.3 引用调用

• 向函数传递参数的引用调用方法，把引用的地址复制给形式参数。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， 向函数传递参数的引用调用方法修改形式参数会影响实际参数 。
• 按引用传递值，参数引用被传递给函数，就像传递其他值给函数一样。因此相应地，在下面的函数 swap() 中，我们需要声明函数参数为引用类型，该函数用于交换参数所指向的两个整数变量的值。

#include 
using namespace std;

// 函数声明
void swap(int &x, int &y);

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;

   cout << "交换前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换前，b 的值：" << b << endl;

   /* 调用函数来交换值 */
   swap(a, b);

   cout << "交换后，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换后，b 的值：" << b << endl;

   return 0;
}
// 函数定义
void swap(int &x, int &y)
{
   int temp;
   temp = x; /* 保存地址 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 赋值给 x */
   y = temp; /* 把 x 赋值给 y  */

   return;
}
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【 5. 形参默认值 】

• 当=定义一个函数，我们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。

#include 
using namespace std;

int sum(int a, int b=20)
{
  int result;

  result = a + b;

  return (result);
}

int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;
   int result;

   // 调用函数来添加值
   result = sum(a, b);
   cout << "Total value is :" << result << endl;

   // 再次调用函数
   result = sum(a);
   cout << "Total value is :" << result << endl;

   return 0;
}
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【 6. lambda函数 】

• C++11 提供了对匿名函数（可以理解为没有函数名称的函数）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}
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• 实例

[](int x, int y){ return x < y ; }
[capture](parameters){body} //如果 lambda 函数没有传回值（例如 void），其返回类型可被完全忽略，例如：[]{ ++global_x; }
[](int x, int y) -> int { int z = x + y; return z + x; } // 明确指定返回类型
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• 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。
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• 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(); }();
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