本篇要学习的内容和知识结构概览
函数的参数及其传递方式
1. 函数参数传递方式
传值：
传变量值: 将实参内存中的内容拷贝一份给形参, 两者是不同的两块内存
传地址值: 将实参所对应的内存空间的地址值给形参, 形参是一个指针, 指向实参所对应的内存空间
传引用：
形参是对实参的引用, 形参和实参是同一块内存空间
2. 对象作为函数参数, 也就是传变量值
将实参对象的值传递给形参对象, 形参是实参的备份, 当在函数中改变形参的值时, 改变的是这个备份中的值, 不影响原来的值
像这样：
void fakeSwapAB(int x , int y) { int temp = x; x = y; y = temp; } int a = 5; int b = 8; cout << "交换前: " << a << ", " << b << endl; // 传变量值 fakeSwapAB(a, b); cout << "交换后: " << a << ", " << b << endl;
3. 对象指针作为函数参数, 也就是传地址值
形参是对象指针, 实参是对象的地址值, 虽然参数传递方式仍然是传值方式, 因为形参和实参的地址值一样, 所以它们都指向同一块内存, 我们通过指针更改所指向的内存中的内容, 所以当在函数中通过形参改变内存中的值时, 改变的就是原来实参的值
像这样：
void realSwapAB(int * p, int * q) { int temp = *p; *p = *q; *q = temp; } int a = 5; int b = 8; cout << "交换前: " << a << ", " << b << endl; // 传地址值 realSwapAB(&a, &b); cout << "交换后: " << a << ", " << b << endl;
对于数组, 因数组名就是代表的数组首地址, 所以数组也能用传数组地址值的方式
void swapArrFirstAndSecond(int a[]) { int temp = a[0]; a[0] = a[1]; a[1] = temp; } int main(int argc, const char * argv[]) { int a[] = {2, 3}; cout << "交换前: " << a[0] << ", " << a[1] << endl; swapArrFirstAndSecond(a); cout << "交换后: " << a[0] << ", " << a[1] << endl; return 0; }
4. 引用作为函数参数, 也就是传地址(注意: 这里不是地址值)
在函数调用时, 实参对象名传给形参对象名, 形参对象名就成为实参对象名的别名. 实参对象和形参对象代表同一个对象, 所以改变形参对象的值就是改变实参对象的值
像这样：
void citeSwapAB(int & x, int & y) { int temp = x; x = y; y = temp; } int a = 5; int b = 8; cout << "交换前: " << a << ", " << b << endl; // 传引用 citeSwapAB(a, b); cout << "交换后: " << a << ", " << b << endl;
优点： 引用对象不是一个独立的对象，不单独占内存单元, 而对象指针要另外开辟内存单元(内存中放实参传过来的地址)，所以传引用比传指针更好用。
5. 默认参数
不要求程序在调用时必须设定该参数, 而由编译器在需要时给该参数赋默认值.
规则1：当程序需要传递特定值时需要显式的指明. 默认参数必须在函数原型中说明.
如果函数在main函数后面定义, 而在声明中设置默认参数, 在定义中不需要设置默认参数
像这样：
// 在main函数前声明函数, 并设置默认参数 void PrintValue(int a, int b = 0, int c = 0); int main(int argc, const char * argv[]) { // 调用函数 PrintValue(5); return 0; } // 在main函数后定义函数, 不需要设置默认参数 void PrintValue(int a, int b, int c) { cout << "a = " << a << endl; cout << "b = " << b << endl; cout << "c = " << c << endl; }
如果函数在main函数前面定义, 则在定义中设置默认参数
像这样：
// 在main前定义函数, 需要设置默认参数 void PrintValue(int a, int b = 0, int c = 0) { cout << "a = " << a << endl; cout << "b = " << b << endl; cout << "c = " << c << endl; } int main(int argc, const char * argv[]) { // 调用函数 PrintValue(5); return 0; }
规则2：默认参数可以多于一个，但必须放在参数序列的后部。
像这样：
可以有一个默认参数：void PrintValue(int a, int b, int c = 0)；
可以是有多个默认参数：void PrintValue(int a, int b = 0, int c = 0)；
不可以在中间设置默认参数：void PrintValue(int a, int b = 0, int c)；
规则3：如果一个默认参数需要指定一个特定值时，则在此之前的所有参数都必须赋值
// 调用函数 第一种: 三个参数全部有特定值 PrintValue(5, 8, 9); // 调用函数 第二种: 我们给第二个参数设特定值, 它前面所有参数必须赋值, 所以可以 PrintValue(5, 8); /* 调用函数 第三种: 当一个默认参数有特定值时, 它前面所有的参数都必须赋值, 我们给第三个默认参数设特定值 也就是说第一, 二个参数也必须赋值 所以不可以 */ // PrintValue(5, , 9);
6. 使用const保护数据
用const修饰要传递的参数, 该函数只能使用参数, 而无权修改参数, 以提高系统的自身安全.
像这样：
// 拼接字符串的函数 void catStr(const string str) { string str2 = str + " Ray!"; // 函数内部不能修改const修饰的形参, 所以不能这么使用 // str = "Hi"; cout << str2 << endl; } int main(int argc, const char * argv[]) { // 实例化一个字符串 string str = "Hello"; // 调用函数 catStr(str); return 0; }
函数返回值
C++函数返回值类型可以是除数组和函数以外的任何类型
当返回值是指针或引用对象时, 需要注意函数返回值所指的对象必须存在, 因此不能将函数内部的局部对象作为函数返回值, 因为函数内, 局部变量或者对象在函数运行完毕后内存就释放啦
1. 返回引用的函数
函数可以返回一个引用, 目的是为了让该函数位于赋值运算符的左边
格式: 数据类型 & 函数名(参数列表);
像这样：
// 全局数组 int arr[] = {2, 4, 6, 8}; // 获得数组下标元素 int & getValueAtIndex(int i) { return arr[i]; } int main(int argc, const char * argv[]) { cout << "更改前: " << arr[2] << endl; // 调用函数, 并且用于计算或者重新赋值 getValueAtIndex(2) = 10; cout << "更改后: " << arr[2] << endl; return 0; }
2. 返回指针的函数
返回值是存储某种数据类型数据的内存地址, 这种函数称为指针函数
格式: 数据类型 * 函数名(参数列表);
像这样：
// 返回指针的函数 int * getData(int n) { // 根据形参, 申请内存空间 int * p = new int[n]; // 给申请下来的内存空间赋值 for (int i = 0; i < n; i++) { p[i] = i + 10; } // 返回这段内存空间的首地址 return p; } int main(int argc, const char * argv[]) { // 调用函数, 并接收返回值, 不要忘记释放函数中分配的内存 int * p = getData(5); // 打印指针所指向的内存中的内容 for (int i = 0; i < 5; i++) { cout << p[i] << endl; } return 0; }
3. 返回对象的函数
格式: 数据类型 函数名(参数列表);
像这样：
// 返回对象的函数 string sayHello(string s) { // 我们拼接好一个字符串, 给str string str = "Hello " + s; // 并把str这个对象返回 return str; } int main(int argc, const char * argv[]) { // 调用函数, 接收函数返回的对象 string str = sayHello("Ray"); cout << str << endl; return 0; }
4. 函数返回值作为函数参数
如果函数返回值作为另一个函数的参数, 那么这个返回值必须与另一个函数的参数类型一致
像这样：
// 求最大值的函数 int getMax(int x, int y) { return x > y ? x : y; } int main(int argc, const char * argv[]) { // 先求8, 9返回最大值; 返回值再跟5比较, 返回最大值 int maxValue = getMax(5, getMax(8, 9)); cout << maxValue << endl; return 0; }
内联函数
1. 内联函数的概念
使用关键字inline声明的函数称为内联函数, 内联函数必须在程序中第一次调用此函数的语句出现之前定义, 这样编译器才知道内联函数的函数休, 然后进行替换
像这样：
// 判断输入的字符是否为数字 inline bool isNumber(char c) { if (c >= '0' && c <= '9') { return true; } else { return false; } } int main(int argc, const char * argv[]) { // 声明字符c char c; // 从键盘输入字符 cin >> c; // 进行判断, 这里的isNumber(c), 在程序编程期间就会被isNumber()函数体所替换, 跟宏一样一样的 // 如果函数体特别大, 替换的地方特别多, 就增加了代码量 if (isNumber(c)) { cout << "输入了一个数字" << endl; } else { cout << "输入的不是一个数字" << endl; } return 0; }
2. 注意
在C++中, 除具有循环语句, switch语句的函数不能说明为内联函数外, 其它函数都可以说明为内联函数.
3. 作用
使用内联函数可以提高程序执行速度, 但如果函数体语句多, 则会增加程序代码量.
函数重载和默认参数
1. 函数重载
一个函数名具有多种功能, 具有多种形态, 称这种我为多态性, 一个名字, 多个函数
函数重载要满足的条件:
参数类型不同或者参数个数不同
像这样:
// 求和的函数 2两个整型参数 int sumWithValue(int x, int y) { return x + y; } // 求和的函数 3两个整型参数 int sumWithValue(int x, int y, int z) { return x + y + z; } // 求和的函数 2个浮点型参数 double sumWithValue(double x, double y) { return x + y; } // 求和的函数 3个浮点型参数 double sumWithValue(double x, double y, double z) { return x + y + z; } int main(int argc, const char * argv[]) { // 两个整型变量求和 int sumValue1 = sumWithValue(8, 9); // 三个整型变量求和 int sumValue2 = sumWithValue(8, 9, 10); // 两个浮点型变量求和 double sumValue3 = sumWithValue(1.2, 2.3); // 三个浮点型变量求和 double sumValue4 = sumWithValue(1.2, 2.3, 3.4); cout << sumValue1 << endl; cout << sumValue2 << endl; cout << sumValue3 << endl; cout << sumValue4 << endl; return 0; }
2. 函数重载与默认参数
当函数重载与默认参数相结合时, 能够有效减少函数个数及形态, 缩减代码规模.
这样我们每种数据类型只保留一个函数即可完成我们的功能, 直接少了两个函数.
像这样：
// 整型参数求和 int sumWithValue(int x = 0, int y = 0, int z = 0) { return x + y + z; } // 浮点型参数求和 double sumWithValue(double x = 0, double y = 0, double z = 0) { return x + y + z; } int main(int argc, const char * argv[]) { // 两个整型变量求和 int sumValue1 = sumWithValue(8, 9); // 三个整型变量求和 int sumValue2 = sumWithValue(8, 9, 10); // 两个浮点型变量求和 double sumValue3 = sumWithValue(1.2, 2.3); // 三个浮点型变量求和 double sumValue4 = sumWithValue(1.2, 2.3, 3.4); cout << sumValue1 << endl; cout << sumValue2 << endl; cout << sumValue3 << endl; cout << sumValue4 << endl; return 0; }
如果使用默认参数, 就不能对参数个数少于默认个数的函数形态进行重载, 只能对于多于默认参数个数的函数形态进行重载.
像这样：
// 求和的参数, 并且使用默认参数, 最多三个整型参数求和 int sumWithValue(int x = 0, int y = 0, int z = 0) { return x + y + z; } // 像这样是不行的, 不能对参数个数少于默认个数的函数形态进行重载 //int sumWithValue(int x, int y) { // return x + y; //} // 像这样是可以的, 当调用时传入4个整型参数时就会调用该参数 int sumWithValue(int x, int y, int z, int t) { return x + y + z + t; } int main(int argc, const char * argv[]) { // 求和, 只给两个特定值 int sumValue1 = sumWithValue(8, 9); // 求和, 给三个特定值 int sumValue2 = sumWithValue(8, 9, 10); // 求和, 有4个整型参数 int sumValue3 = sumWithValue(8, 9, 10, 11); cout << sumValue1 << endl; cout << sumValue2 << endl; cout << sumValue3 << endl; return 0; }
函数模板
从而上面可以看出, 它们是逻辑功能完全一样的函数, 所提供的函数体也一样, 区别仅仅是数据类型不同, 为了统一的处理它们, 引入了函数模板.
现在我们的函数从4个缩减成一个, 但是我们的功能没有减少, 反而增加了. 比如我们可以计算char, float类型
1. 什么是函数模板
在程序设计时没有使用实际存在的类型, 而是使用虚拟的参数参数, 故其灵活性得到加强.
当用实际的类型来实例化这种函数时, 就好像按照模板来制造新的函数一样, 所以称为函数模板
格式: 一般用T来标识类型参数, 也可以用其它的
Template
像这样：
// 定义模板 template <class T> // 定义函数模板 T sumWithValue(T x, T y) { return x + y; } int main(int argc, const char * argv[]) { // 调用模板函数 int sumValue1 = sumWithValue(3, 5); // 调用模板函数 double sumValue2 = sumWithValue(3.2, 5.1); cout << sumValue1 << endl; cout << sumValue2 << endl; return 0; }
当用用函数模板与具体的数据类型连用时, 就产生了模板函数, 又称为函数模板实例化
2. 函数模板的参数
函数模板名<模板参数>(参数列表);
我们可以将参数列表的数据强制转换为指定的数据类型
像这样：int sumValue2 = sumWithValue
我们将参数列表里的数据强制转换为int类型, 再参与计算
也可以样：double sumValue2 = sumWithValue(3.2, (double)5);
我们也可以将参数列表里的单个参数进行强制类型转换, 再参与计算
不过我们一般不会加上模板参数.
3. 使用关键字typename
用途就是代替template参数列表中的关键字class
像这样
template
只是将class替换为typename, 其它一样使用.
强烈建议大家使用typename, 因为它就是为模板服务的, 而class是在typename出现之前使用的, 它还有定义类的作用, 不直观, 也会在一些其它地方编译时报错.
总结：
可能对于初学者来说, 函数有点不是很好理解, 包括我当初也是, 不要想得过于复杂, 其实它就是一段有特定功能的代码, 只不过我们给这段代码起了个名字而已, 这样就会提高代码的可读性和易维护性。
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