C++ Primer Plus（嵌入式公开课）---第7章 函数---C++的编程模块

0302

补充：C++常用的数学函数 — #include< cmath>

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第五、六章

点这里

补充：用cin输入int类型时遇到非数字输入时报错，并提示用户重新输入int类型的数据

1.参考链接

参考链接1：cin输入错误处理
cin(输入是以回车键结束，遇到空格停止读取)；
cin.get( )（遇到回车键结束，遇到空格不结束读取，但是不丢弃输入队列(即缓冲区)中的换行符号）；
cin.getline( )(遇到换行结束，遇到空格不结束读取，回车之后，将换行符号丢弃)。

参考链接2：有关cin.sync的用法及解释和如何清除缓冲区
参考链接3：3.cin的条件状态

2.分析

分析1.遇到非字符输入时cin的状态：

通过cin.good()来查看cin的状态：
cin的goodbit状态（cin.good()）为1，说明cin当前状态是true；
cin的goodbit状态（cin.good()）为0，说明cin当前状态是false，就需要cin.clear()来修改其状态；
或者可以通过cin.rdstate()来查看cin的状态：
当cin.rdstate()返回0(即ios::goodbit)时表示无错误,可以继续输入或者操作；
当cin.rdstate()返回4(即ios::failbit)时表示发生非致命错误，则不能继续输入或操作。

分析2.循环输入时要注意什么?

因为是循环输入判断，所以除了修改cin的状态，还要将cin缓存区（输入队列）的内容清空，否则将陷入死循环。有三种方式（第三种只有在vc6.0上可以，在vscode上不行）：
①cin.ignore(4096,'\n');//清空缓冲区，从输入流cin的缓冲区中提取字符，提取的字符将被忽略，不被使用，直到遇到cin的结束符：回车符’\n’；
②while(cin.get() != '\n');//清空缓冲区，逐字符读取缓冲区的内容，直到遇到回车符；
③cin.sync();//这个办法只有在vc6.0上可以，在vscode上不行。

3.示例代码：

#include

using std::cout; using std::cin; using std::endl; 

int main(){
   

    int n=0;
    cout << "最开始cin的状态：" << cin.rdstate() << endl;
    cout << "请输入一个int型数据：";
    cin >> n;
	while(!cin)
	{
   
        cout << "cin.clear()之前cin的状态：" << cin.rdstate() << endl;
        cout<<"goodbit状态:"<<cin.good()<<endl;    // 查看goodbit状态，即是否有异常
        cin.clear();//修改cin的状态 清除错误标志
        cout << "cin.clear()之后cin的状态：" << cin.rdstate() << endl;
        cout<<"goodbit状态:"<<cin.good()<<endl;    // 清除标志后再查看异常状态
		//因为当前是在while循环中，所以要把缓冲区清空后再进行cin输入，否则会陷入死循环
        //cin.sync();//这个没办法清空缓冲区
        //cin.ignore(4096,'\n');//清空缓冲区，从输入流cin的缓冲区中提取字符，提取的字符将被忽略，不被使用，直到遇到cin的结束符：回车符'\n'
        while(cin.get() != '\n');//清空缓冲区，逐字符读取缓冲区的内容，直到遇到回车符
        cout << "输入错误！请重新输入一个int型数据：";
        cin >> n;
	}
    cout << "输入结束后cin的状态：" << cin.rdstate() << endl;
    cout << "您输入的int类型数据为：" << n << endl;

    return 0;
}

4.升级版：（7.13编程练习 的 第2题）

用cin输入int类型，可以提前结束输入，以’q’作为结束输入的标志，如果输入其他非数字的内容，提醒用户重新输入int类型的数据。

第七章 函数—C++的编程模块

7.0 更新名称空间std的用法

（见书的2.1.5 名称空间）
对于大型项目来说，用using namespace std;是一个潜在的问题，所以更好的方法是，只使所需的名称可用，这样既省了内存，又不需要在每次要用的时候都必须加std::前缀。

#include
//相当于声明cout、cin、endl，然后就可以使用了，而不需要在每次要用的时候都加std::前缀
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

int main(){
   

    cout << "123" << endl;
    int num;
    cin >> num;
    return 0;
}

7.1 复习函数的基本知识（以后写函数以函数原型的形式来写）

7.1.1 使用函数的三个步骤

要使用函数，必须提供定义和原型，并调用该函数
函数定义是实现函数功能的代码；
函数原型描述了函数的接口：传递给函数的(值的数目和种类)以及函数的返回类型；
函数调用使得程序将参数传递给函数，并执行函数的代码。

7.1.2 函数原型及其作用

1.为什么需要原型？（下图中黄色横线的内容可以看5.补充）

2.原型的语法：
原型最简单的写法就是把函数定义中的函数头复制过来，后面加上分号。
函数原型不要求提供变量名，有参数类型列表就足够了，因为在函数原型中定义的名称只在**包含参数列表的括号内**可用，这就是为什么这些名称是什么以及是否出现都不重要的原因（第9章 9.2.1 作用域与链接）。

3.示例

4.原型的作用
可以帮程序员大大降低程序出错的几率。

5.使用函数原型和不使用函数原型
使用函数原型：

不使用函数原型：

7.2 函数参数和按值传递

7.3 函数和数组

7.3.1 示例程序

先看一个例子：

#include

using std::cout; using std::cin; using std::endl;

const int size = 8;
int sumArr(int arr[],int num);//函数原型
//int sumArr(int* arr,int num);//两种写法是一个意思，在C++中当前仅当用于函数头或者函数原型中时，int* arr和int arr[]的含义才是相同的
int main(void)
{
   
	int cookies[size] = {
   1,2,4,8,16,32,64,128};
    cout << "实参cookies的大小为： " << sizeof(cookies) << endl;
    int sum = 0;
    sum = sumArr(cookies,size);//实参cookies
    cout << "sum = " << sum << endl;

    int n = 26;
    int* p = &n;
    cout << "*p = " << *p << ";指针变量p的大小为：" << sizeof(p) << "； p = " << p << endl;
	return 0;
}

int sumArr(int arr[],int num){
   //形参itn arr[]是个指针变量，并不是cookies数组的副本
    cout << "形参arr的大小为： " << sizeof(arr) << endl;
    int sum = 0;
    for(int i = 0;i < num;i++){
   
        sum += arr[i];
    }
    return sum;
}

7.3.2 分析示例程序-1234点

分析：

1.int arr[] 和 int* arr

子函数sumArr()的参数（形参）int arr[ ]表示的是从主函数传递过来的数组的地址，即arr只是一个指针变量，int arr[ ]相当于int* arr，书里面是这么写的

结论：当且仅当用于函数头或函数原型中，int arr[ ]和int* arr的含义是相同的。

2.形参arr只是个指针变量

如果把实参cookies和形参arr的大小打印出来会是怎样的呢？

结论：
子函数sumArr()的参数（形参）arr是个指针变量。
也验证了下面即将要说到的把数组名作为参数时，并不会将整个数组的内容拷贝过来，只会把数组的地址传给子函数。

3.(接收数组名参数的)函数访问的是原始数组，而不是其副本

上面的程序并没有将数组内容传递给函数，而是将数组的位置（地址）、包含的元素种类（类型）以及元素个数提交给函数，这说明：

1. 传递常规变量时，子函数实用的是（实参）变量的拷贝（即形参），不会影响到main函数中（实参）变量的值；
2. 但当传递数组时，子函数通过形参（是个指向数组的地址值）找到数组，而并不会把数组的内容拷贝过来，即在子函数中对数组元素进行操作（例如加减操作）时，main函数的数组内容也会发生改变。

结论;
接收数组名参数的函数访问的是原始数组，而不是其副本。

那么，将数组的地址作为参数，有什么优缺点呢？
优点：不用将整个数组的内容拷贝一次，会节省时间和内容；
缺点：直接使用原始数据增加了破坏原始数据的风险，解决办法见下面。

4.用const保护数组

先看回上面的例子：

//子函数的声明：
int sumArr(int arr[],int num);//函数原型

//main函数中的进行子函数的调用;
sum = sumArr(cookies,size);//实参cookies

在main函数中对子函数进行调用时，把实参cookies和size分别传递给形参arr和num，
如果在子函数sumArr()中对形参num进行自加一的操作++num;并不会影响main函数中的实参size，而如果对形参arr进行自加一的操作++arr[0]，main函数中cookies[0]的值就会从1变成2。

这是由于当C++按值传递数据时，子函数使用的是实参的副本，即把实参拷贝一份赋值给形参；
而接收数组名的子函数将直接面对和使用原始数据，为了防止子函数在无意中修改了数组的内容，可在声明形参是使用关键字const：

即：

int sumArr(const int arr[],int num);//函数原型

该声明表明：指针arr指向的常量数据（即arr是常量指针，指向常量的指针），const int arr[]被解释为const double * arr，这意味着不可以通过arr来修改cookies[8]数组的元素值，例如++arr[0];这样的操作是不对的；仅可以使用cookies[8]数组的元素值，例如cout << arr[0];。

也就是说对于子函数来说，arr所指向的（cookies[8]数组）是只读数据，能使用，不能修改。
但并不是说原始数组cookies[8]必须是常量，而是说对于子函数而言cookies[8]数组的元素值是常量；但在main函数中，原始数组就是个普通数组，即
在main函数中++cookies[0];是可以的，但在子函数中++arr[0];是不可以的。

如果子函数的功能就是要对原始数组的元素进行修改，那就不需要const来保护了。

7.3.4 自下而上的程序设计 & 自上而下的程序设计

自下而上的程序设计（bottom-up programming），这种方法非常适合OOP（面向对象编程），它首先强调是数据表示和操纵，即成员变量/属性 + 成员函数/方法；
而传统的过程性编程倾向于从上而下的程序设计（top-bottom programming）。

7.3.5 指针和const （常量指针&指针常量）

(1234详细介绍常量指针；5. 指针常量 & 常量指针)

1. 指针–>常规变量：

①将常规变量的地址赋给常规指针

int num = 26;
int* p;
p = #
num++;//27 num可以变
(*p)++;//28 *p也可以变,即可以通过p来改变num的值
int num2 = 10;
p = &num2;//p也可以指向别的变量 p也可以变

②将常规变量的地址赋给指向const的指针，即常量指针/const指针

int num = 26;
const int* p;
p = #
num++;//27 num可以变
//(*p)++;//错误！ 不能通过p来修改num的值
int num2 = 10;
p = &num2;//p可以指向别的变量 但是p可以变

③将const变量(即常量)的地址赋给const指针

const int num = 26;
const int* p;
p = #
//num++;//错误！ num不可以变
//(*p)++;//错误！ 也不能通过p来修改num的值
int num2 = 10;
//p = &num2;//错误！ p也不可以变，即p不能指向别的变量

④将const变量(即常量)的地址赋给常规指针（错误！！！）

const int num = 26;
int* p;
//p = # //错误! 因为num是常量，让p指向num，就可以通过p来改变num的值，这样num前面的const状态就很荒谬！！！

2. 指针–>指针：

int num = 26;
int* pd = &age;
const int* pt = pd;//相当于int* pt = &age;
num++;//27	num可以变
(*pd)++;//28 *pd也可以变,即可以通过p来改变num的值
//(*pt)++;//错误！ 不能通过pt来修改num的值

常规指针pd和const指针都指向常规变量num，可以通过p来改变num的值，但却不能通过pt来修改num的值。
这是一个将非const指针支付给const指针的例子，这是合理的，类似于上面的②；
但不能将const指针赋给非const指针，类似于上面的④；
即①②③合理，④不合理：
①非const指针赋给非const指针；
②非const指针赋给const指针；
③const指针赋给const指针；
④const指针赋给非const指针（错误！！！。

3. 指针–>数组：

这里有个前提：数组元素是基本类型，可以考虑用const来保护原始数组的元素值（即实参），但如果数组元素是指针或者指向指针的指针，就不能用const了。

也和上面类似，①②③合理，④不合理：
①非const数组赋给非const指针；
②非const数组赋给const指针；
③const数组赋给const指针；
④const数组赋给非const指针（错误！！！）。

4. 结论：当形参是指针时，为保护实参，应尽量将形参声明为const指针

将指针作为函数参数来传递时，可以使用常量指针/const指针来保护数据，即将指针形参声明为指向const的指针。

但如果子函数的功能就是要对实参（例如原始数组的元素）进行改动，那就不需要const来保护了。

如果实参需要保护，就考虑用const指针；
如果实参不需要保护，就不需要const了。

当用const指针指向数组时，有个前提：数组元素是基本类型，可以考虑用const来保护原始数组的元素值（即实参），如果数组元素是指针或者指向指针的指针，就不能用const了。–>7.4 函数和