[C++知识库]c++ primer 学习笔记 第六章

第六章

函数基础

• 函数执行的第一步是隐式的定义并初始化他的形参。
• 如果局部静态变量没有显式的初始值，他将执行值初始化，内置类型的局部静态变量初始化为零。
• 在头文件中进行函数声明，含有函数声明的头文件应该被包含到定义函数的源文件中。
• 使用引用避免拷贝，效率高，而且某些类类型不支持拷贝操作。如果函数无需修改引用形参的值，声明为常量引用。

温习----指针引用与const

int i = 42;
const int *cp = &i;	 //正确:但是cp不能改变i
const int &r = i; 	// 正确:但是r不能改变i 
const int &r2 = 42; 	//正确, 常量引用可以引用常量
int *p = cp;	//错误: p的类型和cp的类型不匹配
int &r3 = r;	//错误: r3的类型和r的类型不匹配
int &r4 = 42;	//错误:不能用字面值初始化一-个非常量引用

尽量使用常量引用。

数组形参

• 为函数传递一个数组时，实际上传递的是指向数组元素的指针。

• 当函数不需要对数组元素执行写操作的时候，数组形参应该是指向const的指针。只有当函数确买要改变元素值的时候，才把形参定义成指向非常量的指针。

温习

• int *matrix[10]; //10个指针构成的数组
  int (*matrix)[10]; //指向含有10个整数的数组的指针
  

• 返回局部对象的引用是错误的。同样，返回指向局部对象的指针也是错误的。一旦函数完成，局部对象被释放，指钍将指向一个不存在的对象。

函数返回值

数组不能拷贝，所以函数不能返回数组。

声明一个返回数组指针的函数

//Type ( *function (parameter_ list) ) [dimension]
int (*func(int i))[10];	//函数返回指向int数组的指针

• func(int i) 表示调用func函数时需要一个int类型的实参。
• (*func(inti)) 意味着我们可以对函数调用的结果执行解引用操作。
• (*func(int i)) [10]表示解引用func的调用将得到一个大小是10的数组。
• int (*func(int i)) [10]表示数组中的元素是int类型。

使用尾置返回类型

// func 接受一个int类型的实参，返回一个指针，该指针指向含有10个整数的数组
auto func(int i) -> int(*) [10] ;

函数重载

• 不允许两个函数除了返回类型外其他所有的要素都相同。

• 一个拥有顶层const的形参无法和另一个没有顶层const的形参区分开来

Record lookup (Phone);
Record lookup (const Phone);//重复声明了Record lookup (Phone)

Record lookup (Phone*);
Record lookup (Phone* const);//重复声明了Record lookup (Phone*)

• 如果形参是某种类型的指针或引用，则通过区分其指向的是常量对象还是非常量对象可以实现函数重载

//对于接受引用或指针的函数来说，对象是常量还是非常量对应的形参不同
//定义了4个独立的重载函数
Record lookup (Account&);	// 函数作用于Account 的引用
Record lookup (const Account&);	// 新函数，作用于常量引用
Record lookup (Account*);	//新函数，作用于指向Account的指针
Record lookup (const Account*);	//新函数，作用于指向常量的指针

• const_cast：在下面这个版本的函数中，首先将它的实参强制转换成对const 的引用，然后调用了shorterString函数的const版本。const版本返回对const string 的引用，这个引用事实上绑定在了某个初始的非常量实参上。因此，我们可以再将其转换回一个普通的string&, 这显然是安全的。

string &shorterString(string &s1, string &s2){
	auto &r = shorterString(const_cast<const string&>(s1),
                             const_cast<const string&> (s2) );
	return const_cast<string&>(r);
}//发问：这样的意义是不重写一遍代码？

默认实参

• 一旦某个形参被赋予了默认值，则其后面的所有形参都必须有默认值。
• 只能省略尾部的默认实参，从右到左看。
• 默认实参可以多次声明，但不能修改一个已经存在的默认值。

string screen(SZ, SZ, char ='');
string screen(SZ, SZ, char = '*');  //错误:重复声明
string screen(sz = 24, sz = 80, char);    //正确:添加默认实参          

内联函数和constexpr函数

inline : 内联函数可避免函数调用的额外开销，但是只是像编译器发出的一个请求，编译器可以选择忽略它。

constexpr函数(constexpr function)： 指能用于常量表达式的函数。

• 约定:函数的返回类型及所有形参的类型都得是字面值类型，而且函数体中必须有且只有一条return语句。

• 为了能在编译过程中随时展开，constexpr函数被隐式地指定为内联函数。

• 允许constexpr函数的返回值并非一个常量。

  • //如果arg是常量表达式，则scale(arg)也是常量表达式.
    constexpr size_t scale (size_t cnt) { return new_sz() * cnt; }
    //当scale的实参是常量表达式时，它的返回值也是常量表达式,反之则不然:
    int arr[scale(2)];	//正确: scale(2)是常量表达式
    int i = 2; 			// i不是常量表达式
    int arr[scale(i)];	//错误: scale(i)不是常量表达式
    

函数匹配

• 函数每个实参的匹配都不劣于其他可行函数需要的匹配。

• 至少有一个实参的匹配优于其他可行函数提供的匹配。

如果在检查了所有实参之后没有任何一个函数脱颖而出，则该调用是错误的。编译器将报告二义性调用的信息。

调用重载函数时应尽量避免强制类型转换。如果在实际应用中确实需要强制类型转换，则说明我们设计的形参集合不合理。

函数指针

声明函数指针

要想声明一个可以指向该函数的指针，只需要用指针替换函数名即可。

// pf指向一个函数， 该函数的参数是两个const string 的引用，返回值是bool类型
bool (*pf)(const string &, const string &); //未初始化

使用函数指针

函数名作为值使用时，该函数自动转换为指针。

pf = func;		//pf指向名为func的函数
pf = &func；		//等价的赋值语句：取地址符是可选的

直接使用指向函数的指针调用该函数，无须提前解引用指针，但指向不同函数类型的指针间不存在转换规则。

bool b1 = pf("hel1o", "goodbye");	//调用func函数
bool b2 = (*pf)("hello", "goodbye");	//一个等价的调用
bool b3 = func("hello"，"goodbye"); 	// 另一个等价的调用

重载函数的指针

void ff(int*);
void ff(unsigned int);
void (*pf1)(unsigned int) = ff; 	// pf1指向ff (unsigned)
//编译器通过指针类型决定选用哪个函数，指针类型必须与重载函数中的某一个精确匹配
void (*pf2)(int) = ff;		//错误:没有任何一个ff与该形参列表匹配
double (*pf3)(int*) = ff;	//错误: ff和pf3的返回类型不匹配

typedef decltype(lengthCompare) *FuncP2; //指向函数的指针

decltype的结果是函数类型，所以只有在结果前面加上*才能得到指针。

返回指向函数的指针

• 使用类型别名，最简单。

  using F = int (int*, int);		// F是函数类型，不是指针
  using PF = int (*)(int*, int);	// PF是指针类型
  
  PF f1 (int);	//正确:PF是指向函数的指针，f1返回指向函数的指针
  F f1 (int);		//错误: E是函数类型f1不能返回一个函数
  F *f1 (int);	//正确:显式地指定返回类型是指向函数的指针
  
  

• 尾置返回

  int (*f1(int))(int*, int);
  auto f1(int) -> int (*)(int*, int); //尾置返回
  

由内而外解析：首先f1带有形参列表， 是一个函数，（类比）直接调用一个函数就是使用其返回值，前面加了’*’，说明返回的是一个指针。进一步观察，返回的指针也带有参数列表，所以这个指针指向的是一个函数，且函数的返回类型是int。