[C++知识库]【跟学C++】C++的函数(Study6)

1、函数

1.1 认识函数

??谈到函数，大家可能在中学、大学数学都学过。而C++中的函数与数学中的函数有相同之处，都表示一种映射关系(C++中为逻辑关系)，也有对应输入与输出。
??在C++中，函数时一组一起执行一个任务的语句(或语句块)。每个程序至少有一个函数，在之前程序中main()就是一个函数，称为主函数，程序从主函数开始执行。
??在平时学习，或者小型程序中，我们可以在主函数main()中实现。但是，当遇到大型项目时，main()函数就不能保持程序易读且逻辑清晰，所以函数就必须要使用了。函数能够划分和组织程序的执行逻辑。使用函数可以将原本复杂冗长的程序划分为依次调用的程序块。

1.2 函数定义及声明

(1) 函数定义
??C++中，函数定义的基本形式如下：

return_type function_name(parameter list)
{
	函数主体;
}

??return_type:返回类型，表示函数返回值的数据类型，函数一般有返回值，但也可以只执行某些操作不返回任何值，返回类型则为void。
??function_name：这是函数的名称，根据定义规则以及易读易懂规则进行自定义。
??parameter list：参数列表，参数即占位符，当调用函数时，向参数传递某个值，该值称为实参(实际参数)。参数列表包括函数参数类型、顺序、数量。其中，参数是可选的，可以包含参数、也可以不包含。
??函数主体：函数主体结构，执行某些操作的语句或语句块。
通过一个案例来理解函数，计算圆的面积。

#include <iostream>
using namespace std;

const double PI = 3.14;
double Circle_Area(double r) {

	return PI * r*r;

}

int main() {
	cout << "请输入圆的半径：" << endl;
	double radius = 0;
	cin >> radius;
	cout << "圆的面积为：" << Circle_Area(radius) << endl;
	return 0;

}

(1) 函数声明
??函数声明会告诉编译器函数名称以及函数该如何调用。函数调用的形式为：

return_type function_nama(parameter list);

??函数定义与函数声明差不多，区别是函数声明，语句末尾加上分号。我们可以声明函数为：

double Circle_Area(double r); 

??当然，我们也可以只保留参数类型，不写参数名：

double Circle_Area(double ); 

??平时编程时，个人觉得还是将参数名写上去比较好，算是一种编程习惯。
??
??函数声明有两种情形:
??1） 了解C++的应该知道，上面案例中没有声明函数也是可以正常执行。这就是其中一种情形，如果函数定义在main()函数之前，那么函数声明可以省略。如果函数声明在main()之后，那么必须要函数声明。例如：

#include <iostream>
using namespace std;
double Circle_Area(double r);

const double PI = 3.14;


int main() {
	cout << "请输入圆的半径：" << endl;
	double radius = 0;
	cin >> radius;
	cout << "圆的面积为：" << Circle_Area(radius) << endl;
	return 0;
}
//函数定义在main()之后
double Circle_Area(double r) {

	return PI * r*r;
}

??2） 如果在一个源文件中定义函数，另一个文件需要调用时，函数时必须要声明的。

1.3 函数调用

??C++在定义函数时，函数的主要功能就是解决某一问题或完成某一任务，例如计算面积、周长等等。然后通过调用函数的形式来完成该任务。调用函数时，传递所需参数，如果函数返回一个值，则可以存储该函数返回的值。同样以计算圆形的面积为例:

#include <iostream>
using namespace std;
double Circle_Area(double r);

const double PI = 3.14;

int main() {
	cout << "请输入圆的半径：" << endl;
	double radius = 0;
	cin >> radius;
	cout << "圆的面积为：" << Circle_Area(radius) << endl;
	return 0;
}
//函数定义在main()之后
double Circle_Area(double r) {
	S=PI * r*r
	return S;//函数返回值，可以存储该值
}

1.4 形参与实参

??形参：如果函数要使用参数，那么必须声明接受参数值的变量，即上述案例中的半径r，这个参数称之为形式参数。形式参数与局部参数类似，在进入函数(调用函数)时创建，退出函数则销毁。
??实参：在调用函数时，我们需要用到实参，编译器会自动将实参传递给形参，然后执行函数体。上述案例中，实参值为用户输入的半径，然后编译器将半径值传递给形参，执行函数。

2、函数默认参数

??前面案例中，圆周率是固定的，所以定义为不可变常量。如果我们想提高圆面积的精度，那么小数点两位是不够的。这边可以利用默认参数，来解决该问题，在函数Circle_Area()中新增默认参数PI。例如：

double Circle_Area(double r, double Pi=3.14);

??由于PI是默认参数，用户在调用函数时，可选也可不选，若不选默认值即为3.14。如果想提高计算精度，我能可以在调用函数时，重新指定PI值，例如：

//调用函数
Circle_Area(radius, 3.1415);

??因此，之前的案例可以更新一下：

#include<iostream>
using namespace std;

double Circle_Area(double r, double Pi = 3.14); //函数声明 
int main()
{
	cout << "请输入圆形的半径radius:";
	double radius = 0, area = 0; //初始化半径 、面积 
	cin >> radius;     //输入半径 
	area = Circle_Area(radius);  //将函数的返回值给area 
	cout << "使用默认值Pi，该圆的面积是：" << area << endl;

	area = Circle_Area(radius, 3.1416);
	cout << "指定Pi=3.1416后，该圆的面积是：" << area << endl;
	return 0;
}

double Circle_Area(double r, double Pi)
{
	double S = Pi * r*r;  //就算圆的面积 
	return S;  //返回面积S 
}

3、递归函数

??斐波那契数列应该比较熟，这是一个典型的递归函数案例。说通俗点，就是函数自己调自己，我们称之为递归函数。递归函数必须要有退出条件，即达到一定条件，退出函数。那么斐波那契函数即：Fn=Fn-1+Fn-2，F1=F2=1。我们通过C++完成斐波那契数列。

//斐波那契数列
int Fibonacci(int n) {
	if (n==1||n==2)
	{
		return 1;

	}
	else
	{
		return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
	}
}

int main() {
	int n = 0;
	cout << "请输入Fibonacci要输出的第几个数：" << endl;
	cin >> n;
	cout <<"Fibonacci第 "<<n<<" 个数为：" <<Fibonacci(n);
	return 0;
}

4、处理不同类型数据

??在上述案例中，调用函数大多用的是一些整型、浮点型数，其实在函数传递时，可以传递数组等数据。

4.1 参数为数组

??我们来定义一个函数，这个函数第一个参数为数组，第二参数为数组的长度，保证数组不溢出。

void Arr(int NumArr[],int length);

??通过调用，来显示一个整型数组和一个字符数组：

#include<iostream>
using namespace std;

void ShowArr(int NumArr[], int length)
{
	for (int i = 0; i < length; i++)
		cout << NumArr[i] << " ";
}

void ShowArr(char CharArr[], int length)
{
	for (int i = 0; i < length; i++)
		cout << CharArr[i] << " ";
}

int main()
{
	int numarr[5] = { 1,2,3,4,5 };
	ShowArr(numarr, 5);
	cout << endl;
	char chararr[6] = { 'w','o','r','l','d','\0' };
	ShowArr(chararr, 6);
	return 0;
}

4.2函数重载

??你们是否发现，上面案例中，定义了相同的函数。其中，函数名称、返回类型都一样，但是就是参数不同。这样的函数我们称之为函数重载。
??在实际程序中，如果需要使用不同的参数调用具有相同名称和返回类型的函数，重载函数将很实用。
??我们可以通过计算圆的面积和圆柱的面积来熟悉一下。圆的面积仅需要半径，而圆柱面积还需要参数高h。这两个函数的返回数据类型都一样，且都是面积。那么我们可以定义一个同名函数Area()，其中第一个函数仅有参数半径，另一隔个函数包括半径和高。

#include<iostream>
using namespace std;

const double PI = 3.14;
double Area(double r);
double Area(double r, double h);

double Area(double r) {
	double S = PI * r*r;
	return S;

}

double Area(double r, double h) {
	double S = 2 * PI*r*h + PI * r*r;
	return S;
}

int main() {
	int r = 0, h = 0;
	cout << "请输入圆的半径和圆柱的高：";
	cin >> r >> h;
	cout << "圆的面积为：" << Area(r)<<endl;
	cout << "圆柱的面积为：" << Area(r, h) << endl;
	return 0;

}

4.3 引用的方式传递参数

??根据程序需要，我们想将函数内修改的参数能在函数外也可以用，因此，可以将形参的类型声明为引用&。
??&，编译器知道，不会将这个参数复制给函数，而是将指向该实参的引用传递给参数。

#include<iostream>
using namespace std;

const double Pi=3.14;
void Area(double r, double& result) //result为将要返回的值的引用
{
	result=Pi*r*r;
}

int main()
{
	cout<<"输入半径radius：";
	double radius=0;
	cin>>radius;
	double GetResult=0;//定义
	Area(radius,GetResult);
	cout<<"圆的面积是："<<GetResult<<endl;
	return 0;
}

??因此，该函数的返回类型是void，因为该函数不再通过返回值提供计算得到的面积，而是按引l用以输出参数的方式提供它。

5、总结

??最后，长话短说，大家看完就好好动手实践一下，切记不能三分钟热度、三天打鱼，两天晒网。大家也可以自己尝试写写博客，来记录大家平时学习的进度，可以和网上众多学者一起交流、探讨，我也会及时更新，来督促自己学习进度。一开始提及的博主【AI菌】，个人已关注，并订阅了相关专栏(对我有帮助的)，希望大家觉得不错的可以点赞、关注、收藏

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