C++学习笔记（十二）——函数

一、函数的作用

函数 是C++ 代码模块化的基础。
函数有以下作用：

• 提高代码复用性：相同的代码块可多次调用，而不必重复编写。
• 增强程序可读性：将逻辑拆分，使代码结构更清晰。
• 便于调试和维护：修改函数不会影响其他部分，降低错误风险。

二、 函数的基本语法

语法：

返回类型 函数名(参数列表) {
    // 函数体
    return 返回值;  // 如果返回类型是 void，则不需要 return
}

注意：

• 返回类型：函数返回值的数据类型（如 int、double、void）。
• 函数名：标识函数的名称，遵循 C++ 变量命名规则。
• 参数列表：可选，表示函数接收的输入数据（参数类型 + 变量）。
• return 语句：返回函数执行的结果（void 类型的函数可以省略）。

三、 函数的声明、定义与调用

函数的完整使用分为声明、定义和调用三部分：

• 函数声明（函数原型）：告诉编译器函数的名称、返回类型和参数（位于 main() 之前或头文件）。
• 函数定义：实现函数的具体逻辑。
• 函数调用：执行函数，使用返回值。

示例：求两个数的和

#include <iostream>
using namespace std;

// 1、 函数声明（可选，但如果定义在 main() 之后，则必须声明）
int add(int a, int b);

int main() {
    // 3、 函数调用
    int result = add(10, 20);
    cout << "sum = " << result << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

// 2、 函数定义
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

注意：

• int add(int a, int b); 是函数声明，也称函数原型，用于提前告诉编译器该函数的存在。
• add(10, 20); 是函数调用，执行 add 函数内容并返回计算结果。
• return a + b; 返回计算结果。

四、参数传递方式——值传递 vs. 指针传递 vs. 引用传递

(1) 值传递（Pass by Value）

作用：
传递变量的副本，不影响原数据。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

void modify(int x) 
{
    x = 100;  // 仅修改副本，不影响原变量
}

int main() {
    int a = 10;
    modify(a);
    cout << "a = " << a << endl;  // 输出 a = 10（未修改）

    system("pause");
    return 0;
}

(2) 指针传递（Pass by Pointer）

作用：
传递指向变量的指针，可修改数据。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

void modify(int* x) 
{
    *x = 100;  // 通过指针修改值
}

int main() {
    int a = 10;
    modify(&a);
    cout << "a = " << a << endl;  // 输出 a = 100（已修改）

    system("pause");
    return 0;
}

(3) 引用传递（Pass by Reference）

作用：
传递变量的引用，可修改原数据。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

void modify(int& x) 
{
    x = 100;  // 直接修改原变量
}

int main() {
    int a = 10;
    modify(a);
    cout << "a = " << a << endl;  // 输出 a = 100（已修改）

    system("pause");
    return 0;
}

(4) 三种参数传递方式的比较

方式	是否修改原值	适用场景
值传递	❌	仅需读取数据，不修改原数据
指针传递	✅	处理动态内存或 nullptr
引用传递	✅	需修改数据，避免拷贝开销，不能处理 nullptr

五、函数的默认参数

函数提供默认参数的规则：

• 参数可以有默认值（参数类型 变量= 右侧的值）。
• 从右往左提供默认参数（不能跳过）。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

void greet(string name = "Guest") // 默认参数
{
    cout << "Hello, " << name << "!" << endl;
}

int main() {
    greet();         // 输出：Hello, Guest!
    greet("Alice");  // 输出：Hello, Alice!

    system("pause");
    return 0;
}

六、 函数的重载（Overloading）

重载的规则：
同名函数，但参数类型或个数不同。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 重载函数
int add(int a, int b) // int 版本
{ 
    return a + b; 
}

double add(double a, double b) // double 版本
{ 
    return a + b; 
}

int main() {
    cout << add(10, 20) << endl;      // 调用 int 版本
    cout << add(3.5, 2.5) << endl;    // 调用 double 版本

    system("pause");
    return 0;
}

注意：

• 函数重载，要求必须参数不同（个数或类型）。
• 返回类型不同不算重载。

七、特殊的函数

（1） 递归函数

作用：
函数自己调用自己，用于分治算法（如阶乘、斐波那契）。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 计算输入整数的阶乘
int factorial(int n)
{
    if (n == 0) // 递归终止条件
        return 1;
    return n * factorial(n - 1);
}

int main() {
    cout << factorial(5) << endl;  // 输出 120

    system("pause");
    return 0;
}

（2） 内联函数（inline）

作用：

• 减少函数调用开销（适用于小函数）。
• 是给编译器优化的建议，可能不会真正展开。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 内联函数，计算输入数的平方
inline int square(int x)
{ 
    return x * x; 
}

int main() {
    cout << square(5) << endl;  // 输出 25

    system("pause");
    return 0;
}

（3） main() 函数

作用：

• main() 函数是 程序的入口，必须返回 int（标准 C++ 要求）。
• return 0; 表示正常结束，非 0 代表错误代码。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    cout << "Hello, C++!" << endl;
    return 0;  // 结束程序
}

（4） 函数指针

作用：
指向函数的指针，用于回调、动态函数调用。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

void hello() 
{ 
    cout << "Hello, C++!" << endl; 
}

int main() {
    void (*funcPtr)() = hello; // 声明函数指针
    funcPtr();  // 通过指针调用函数

    system("pause");
    return 0;
}