【C++学习】——（八）函数
基础
函数：封装了一段代码，可以在一次执行过程中被反复调用，包含函数头和函数体；
函数头：
- 函数名称（标识符），用于后续的调用；
- 形式参数，代表函数的输入参数；
- 返回类型，函数执行完成后返回结果的类型；
函数体：一个语句块（block），包含具体的计算逻辑；
函数的声明与定义：
- 函数声明只包含函数头，不包含函数体，通常在头文件中；
- 函数声明可以出现多次，定义通常出现一次（也有例外）；
函数调用：
- 需要提供函数名与实际参数；
- 实际参数拷贝初始化给形式参数；
- 返回值会拷贝给函数的调用者；
- 栈帧结构（可自行了解下）；
参数
-
对于非模板函数来说，其每个形参都有确定的类型，但形参可以没有名称； -
实参到形参的拷贝顺序是不确定的； -
函数的形参的传递一般分为：传值、传址、传引用； -
变长参数的定义： 1、使用initializer_list传递： #include <initializer_list>
void fun(std::initializer_list<int> a){}
int main
{
fun({1, 2, 3, 4})
}
注意：该方法只能传递类型相同的变长参数； 2、可变长度模板参数 3、使用省略号表示形式参数（一般不使用） -
函数的缺省实参注意点： 1、如果某个形参具有缺省参数，那么它右侧的形参都必须具有缺省实参； void fun(int x=1, int y=2){} // 这里y必须给定缺省值
2、具有缺省实参的函数调用时，传入实参按照从左到右的顺序进行匹配； 3、在一个翻译单元中，每个形参的缺省实参只能定义一次； 4、缺省实参为对象时，实参的缺省值会随对象值的变化而变化； -
main函数的版本 1、无形参版本（一般使用） 2、带形参版本 int main(int argc, char *argv[]) {}
argc是非负数，表述传入参数个数，argv是一个指针指向传输参数的数组头。
返回类型
-
返回类型的几种书写方式： 1、经典方法：位于函数头的前部，也是最常规的写法； 2、C++11引入的方式：位于函数头的尾部； auto fun(int x) -> int
{
return x*2;
}
3、C++14引入的方式：返回类型的自动推导； auto fun(int a)
{
return a; // 会根据return语句进行推导
}
函数重载与解析
函数重载：使用相同的函数名定义多个函数，每个函数具有不同的参数列表；
注意：不能基于不同的返回类型进行重载；
名称查找：
- 分为限定查找和非限定查找：有无限定在某个作用域中；
- 非限定查找会进行域的逐级查找——名称隐藏；
- 查找通常只会在已声明的名称集合中进行；
重载解析：在名称查找的基础上进一步选择合适的调用函数；
- 过滤不能被调用的版本：参数个数不对、无法将实参转为形参、实参不满足形参的限制条件；
内联函数
定义：将比较简单的函数逻辑展开到调用函数的部分，避免栈帧销毁，提升性能；
关键字：inline，如果一个函数在多个翻译单元展开，加入这个关键字可以避免重复定义；
constexpr函数
定义：之前有介绍常量表达式时用到了该关键字，现在对于函数也可以用该关键字；
作用：使得函数在编译器被执行，当然在有变量情况下也可在运行期执行；
constexpr int fun(int x){
// int y; std::cin >> y; 会报错，该语句需要用户传入参数，只能在运行期执行
return x * 2;
}
int main
{
constexpr int x = fun(2); // 编译器会翻译成 move eax 4, 去掉constexpr也可以
return x;
}
注意：constexpr函数中的语句必须是可以在编译器执行的语句；
拓展：关键字consteval（C++20引入），函数只能在编译器执行；
函数指针
作用：可以用于高阶函数中，将函数指针作为参数；
代码案例：
int add(x) { return x + 1};
using T = int(int);
int fun(K* F, int x)
{
int tmp = (*F)(x);
return tmp * 2;
}
int main
{
std::cout << fun(&add, 50) << std::endl;
}
说明：这就是用函数指针定义的一个高阶函数，在之后的很多高阶函数、泛型算法中也是这样的用法；
注意：当函数对象进行赋值或者返回值时，返回的是一个函数指针类型的对象；
思考
1、我们常常会见到如下代码，是由什么作用？
extern "C"
int fun(int x, int y)
{
return x + y;
}
C语言对于函数是不能重载的，当用C调用C++程序时，往往找不到C++编译后的函数名，可通过如上代码定义一个函数为C类型函数；
2、可以用别名定义一个函数类型吗？
using X = int[3];
X a; // 这是定义了一个数组，同int a[3]
using X = int(int);
X fun; // 这是定义了一个int返回类型的函数
函数也是有类型的，可以用别名定义，并且函数类型不包含形参名称，并且只能声明，不能定义；
总结
本篇主要介绍了函数的基础概念以及一些特殊的函数方法和类型。重点需要注意的就是函数重载以及函数指针，这个在后续的模板以及泛型编程都会用到；下一篇将讨论C++中的内存，也是最重要的一个部分。
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