10min快速回顾C++语法(六)函数专题

C++的语法基础(六)

⭐写在前面的话:本系列文章旨在短时间内回顾C/C++语法中的重点与易错点,巩固算法竞赛与写题过程中常用的语法知识,精准地解决学过但有遗忘的情况,为算法刷题打下坚实的基础。

9.1函数基础

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。

9.1.1 编写函数

我们来编写一个求阶乘的程序。程序如下所示:

int fact(int val)
{
int ret = 1;
while (val > 1)
ret *= val -- ;
return ret;
}

函数名字是fact,它作用于一个整型参数,返回一个整型值。return语句负责结束fact并返回ret的值。

  • 注意:如果函数名和函数参数(类型)都一样,则会报错

9.1.2 调用函数

int main()
{
int j = fact(5);
cout << "5! is " << j << endl;

return 0;

}

函数的调用完成两项工作:一是用实参初始化函数对应的形参,二是将控制权转移给被调用函数。此时,主调函数的执行被暂时中断,被调函数开始执行。

9.1.3 形参和实参

实参是形参的初始值。第一个实参初始化第一个形参,第二个实参初始化第二个形参,依次类推。形参和实参的类型和个数必须匹配。

fact(“hello”);      // 错误:实参类型不正确
fact(); // 错误:实参数量不足
fact(42, 10, 0); // 错误:实参数量过多
fact(3.14); // 正确:该实参能转换成int类型,等价于fact(3);

形参也可以设置默认值,但所有默认值必须是最后几个。当传入的实参个数少于形参个数时,最后没有被传入值的形参会使用默认值。

9.1.4 函数的形参列表

函数的形参列表可以为空,但是不能省略。

void f1() {/* …. */}            // 隐式地定义空形参列表
void f2(void) {/* … */} // 显式地定义空形参列表

形参列表中的形参通常用逗号隔开,其中每个形参都是含有一个声明符的声明。即使两个形参的类型一样,也必须把两个类型都写出来:

int f3(int v1, v2) {/* … */}        // 错误
int f4(int v1, int v2) {/* … */} // 正确

9.1.5 函数返回类型

大多数类型都能用作函数的返回类型。一种特殊的返回类型是void,它表示函数不返回任何值。函数的返回类型不能是数组类型或函数类型,但可以是指向数组或者函数的指针。

9.1.6 局部变量、全局变量与静态变量

局部变量只可以在函数内部使用,全局变量可以在所有函数内使用。当局部变量与全局变量重名时,会优先使用局部变量。

静态变量相当于在函数内部开了一个只有函数本身可以访问的全局变量。

  • 静态变量仅在第一次执行时会初始化,后续会跳过初始化,函数内直接使用。
  • 会直接开到堆空间中
  • 不用担心会重名的问题
static int cnt = 0;

9.1.7 内联函数

  • 内联含函数比一般函数在前面多一个inline修饰符
  • 内联函数是直接复制“镶嵌”到主函数中去的,就是将内联函数的代码直接放在内联函数的位置上,这与一般函数不同,主函数在调用一般函数的时候,是指令跳转到被调用函数的入口地址,执行完被调用函数后,指令再跳转回主函数上继续执行后面的代码;而由于内联函数是将函数的代码直接放在了函数的位置上,所以没有指令跳转,指令按顺序执行
  • 一般函数的代码段只有一份,放在内存中的某个位置上,当程序调用它是,指令就跳转过来;当下一次程序调用它是,指令又跳转过来;而内联函数是程序中调用几次内联函数,内联函数的代码就会复制几份放在对应的位置上
  • 内联函数一般在头文件中定义,而一般函数在头文件中声明,在cpp中定义
inline int f(int x)
{
x = 5;
}

在调用内联函数时会直接将调用语句替换为函数体,一定程度上减少运行时间。

9.2参数传递

9.2.1 传值参数

当初始化一个非引用类型的变量时,初始值被拷贝给变量。此时,对变量的改动不会影响初始值。

#include <iostream>

using namespace std;

int f(int x)
{
x = 5;
}

int main()
{
int x = 10;

f(x);
cout << x << endl;

return 0;
}

9.2.2 传引用参数

当函数的形参为引用类型时,对形参的修改会影响实参的值。使用引用的作用:避免拷贝、让函数返回额外信息。

#include <iostream>

using namespace std;

int f(int &x)
{
x = 5;
}

int main()
{
int x = 10;

f(x);
cout << x << endl;

return 0;

}

9.2.3 数组形参

在函数中对数组中的值的修改,会影响函数外面的数组。数组的传递是引用的传递。

一维数组形参的写法:

// 尽管形式不同,但这三个print函数是等价的
void print(int *a) {/* … */}
void print(int a[]) {/* … */}
void print(int a[10]) {/* … */}
#include <iostream>

using namespace std;

void print(int a[])
{
for (int i = 0; i < 10; i ++ )
cout << a[i] << endl;
}

int main()
{
int a[10];

for (int i = 0; i < 10; i ++ )
a[i] = i;

print(a);

return 0;

}

多维数组形参的写法:

多维数组中,除了第一维之外,其余维度的大小必须指定

// 多维数组中,除了第一维之外,其余维度的大小必须指定
void print(int (*a)[10]) {/* … */}
void print(int a[][10]) {/* … */}
#include <iostream>

using namespace std;

void print(int a[][10])
{
for (int i = 0; i < 10; i ++ )
{
for (int j = 0; j < 10; j ++ )
cout << a[i][j] << ' ';
cout << endl;
}
}

int main()
{
int a[10][10];

for (int i = 0; i < 10; i ++ )
for (int j = 0; j < 10; j ++ )
a[i][j] = j;

print(a);

return 0;

}

注意:函数中的形参数组,其sizeof长度实际是其指针的长度。

#include <iostream>
using namespace std;
void foo(int b[])
{
cout << sizeof b << endl;
}
int main()
{
int a[10];

cout << sizeof a << endl ;

foo(a);

return 0;
}

输出:

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9.2.4 参数的默认值

  • 必须在末尾的参数才可以设置默认值
  • 调用函数时可以不输入默认参数,其会沿用默认值
  • 如果输入值,则用输入值
#include <iostream>
using namespace std;

void foo(int a, int b = 10)
{
cout << a << ' ' << b << endl;
}
int main()
{
foo(5);

return 0;
}

9.3返回类型和return语句

return语句终止当前正在执行的函数并将控制权返回到调用该函数的地方。return语句有两种形式:

return;
return expression;

9.3.1 无返回值函数

  • 没有返回值的return语句只能用在返回类型是void的函数中。返回void的函数不要求非得有return语句,因为在这类函数的最后一句后面会隐式地执行return。
  • 有返回的函数如int等必须要加return,否则会随机返回值,导致一个不确定的值。
  • 通常情况下,void函数如果想在它的中间位置提前退出,可以使用return语句。return的这种用法有点类似于我们用break语句退出循环。
void swap(int &v1, int &v2)
{
// 如果两个值相等,则不需要交换,直接退出
if (v1 == v2)
return;
// 如果程序执行到了这里,说明还需要继续完成某些功能

int tmp = v2;
v2 = v1;
v1 = tmp;
// 此处无须显示的return语句

}

9.3.2 有返回值的函数

只要函数的返回类型不是void,则该函数内的每条return语句必须返回一个值。return语句返回值的类型必须与函数的返回类型相同,或者能隐式地转换函数的返回类型。

#include <iostream>

using namespace std;

int max(int x, int y)
{
if (x > y) return x;

return y;

}

int main()
{
int x, y;
cin >> x >> y;

cout << max(x, y) << endl;

return 0;

}

9.4函数递归

在一个函数内部,也可以调用函数本身。

#include <iostream>

using namespace std;

int fact(int n)
{
if (n <= 1) return 1;
return n * fact(n - 1);
}

int main()
{
int n;
cin >> n;

cout << fact(n) << endl;

return 0;

}
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