程序设计基础——函数

1.函数的概念

把较大的任务分解成若干个较小的任务，并提炼出公用任务。设计得当的函数可把具体操作细节对外界隐藏起来，从而使整个程序结构清楚。一个c++程序由一个或多个源程序文件组成，一个源程序文件由一个或多个函数组成。main函数开始，调用其他函数回流到main函数，main函数结束。

库函数（标准库函数、第三方定义库函数）、自定义函数（包装后可成为库函数）

2.函数的定义

函数名称，函数返回值类型，函数实现的功能，参数的个数与类型

函数名是一个标识符，函数名要有意义，一般是一个动词短语，表示函数的行为。

//类型 函数名（类型 参数1，类型 参数2，…）
{
   声明语句序列
   可执行语句序列
   return (表达式);//小括号可省略
}

定义无参函数：参数部分为空或void

定义空函数

3.函数的使用

函数调用

形参是函数定义中的参数，必须是变量，用于接收实参传递过来的值，使用方法和变量相同。实参是函数调用时的参数，可以是常量、变量、表达式、函数调用等。无论实参时何种类型的量，进行函数调用时必须有确定的值。实参和形参在数量、顺序、类型上必须严格一致（类型不一致发生自动类型转换）

函数的参数传递

在定义函数中指定的形参，在未出现函数调用时，并不占内存中的储存单元。发生函数调用时，形参被临时分配内存单元。函数调用时，主调函数把实参的值传送给被调函数的形参。数据传送是单向的，如果在执行一个被调用函数时，形参的值发生改变，不会改变主调函数中实参的值，调用结束，形参单元被释放，实参仍保留并维持原值

函数的返回值

通过函数调用是主调函数能得到一个确定的值。在定义函数返回值类型一般应和return语句中表达式保持一致，否则将发生自动类型转换。

函数的嵌套调用

在调用一个函数的过程中，又调用另一个函数。c++语言规定不能嵌套定义，但可以嵌套调用，函数是相互平行的。

函数原型（函数声明）

使用自定义函数且该函数位置在主调函数之后，应在主调函数前声明函数原型

4.变量的作用域：在源程序中定义变量的位置及其能被读写访问的范围

①局部变量：在函数内部和复合语句内部定义的变量（只在函数和复合语句内部有效）

②全局变量（外部变量、全程变量）：定义时会自动初始化，定义的数组大小可以很大（局部变量有限）

若局部变量与外部变量同名，在局部变量作用范围内全局变量被屏蔽

5.变量的储存类型

标准变量定义：存储类型  数据类型  变量名；

①自动变量 auto：函数内或块内定义的变量缺省储存类型  ②寄存器变量 register：储存在寄存器中，代替自动变量或形参，可以提高变量的访问速度  ③外部变量 extern ：声明一个不在本模块作用范围内的全局变量。在某函数引用了一个声明在本函数之后的全局变量时，在函数内用extern声明此全局变量；当一个程序有多个源文件组成时，用extern可引用另一文件中的全局变量  ④静态变量 static：静态外部变量说明全局变量其他源文件不能用extern引用它，静态的局部变量不建议使用。

6.数组作为参数

①数组值作为函数参数

②数组名作为函数参数：传递整个数组给另一个函数，将数组的首地址作为参数传递过去（形参和实参是同一数组）

7.带默认值形参值的函数：若有实参则按实参。若有多个形参则缺省形参值必须从左到右连续定义，且在一个缺省形参值的右边不能有未指定缺省值的参数。再调用一个函数时，如果省去了某个实参则直至最右边的实参都要省去。缺省函数说明必须出现在函数调用之前，若存在函数原型则在函数原型中指定，否则在函数定义中指定，不得重复指定。（不同作用域中可提供不同的缺省形参值）。对于初始形参值的指定可以是初始化表达式，也可以包含函数调用。在函数原型给出了形参的缺省值时，形参名可以省略。

8.内联函数：编译时将函数体代码插入函数调用处，将函数调用的方式改为顺序执行方式来节省程序执行的时间开销，即空间换时间。

inline 函数类型 函数名 （形参表）
{
   函数体；
}

与处理register变量相似，是否对一个内联函数进行扩展完全由编译器自行决定。如果仅在声明函数原型时加上关键字inline，并不能达到内联效果 。内联函数的定义必须出现在对该函数的调用之前，不符合以上要求编译不会出错，只是系统会将该函数当作普通函数。

9.重载函数：可以使参数个数不同、参数类型不同或两者兼而有之的两个以上的函数取相同的函数名。如果仅仅是返回值不同，不能重载。由编译器确定某一次函数调用到底是调用了哪一个具体的函数（联编、捆绑、绑定）/若不能严格匹配，对实参类型由高类型转换后的匹配、实参类型向低类型以及相容类型转换后的匹配（绑定/匹配的二义性），可添加重载函数定义获得精确匹配或将实参进行强制类型转换/重载函数带默认形参的函数一起使用时可能引起二义性，可增加或减少实参个数。

10.函数模板：一组重载函数仅仅参数类型不同（参数化/泛型化）

template <class 类型名1，class 类型名2，…>
返回类型 函数名 （形参表）
{
   函数体；
}

template关键字表明声明的是模板，class是类型关键字，也可用typename作为关键字，函数返回值可以是普通类型，也可以是模板参数表中指定的类型。使用隐式实例化无法初始化模板参数表中普通类型的形参，此时必须使用显式初始化。