C++函数使用全解析

### C++函数使用全解析 #### 1. 函数概述 函数是将一系列程序语句组合成一个单元，并赋予其一个名称的代码块。这个单元可以在程序的其他部分被调用。使用函数主要有两个重要原因： - **辅助程序的概念组织**：将程序划分为函数是结构化编程的主要原则之一，虽然面向对象编程提供了更强大的程序组织方式，但函数在结构化编程中仍起着关键作用。 - **减小程序大小**：如果一段指令序列在程序中多次出现，就可以将其封装成一个函数。函数的代码在内存中只存储一次，即使在程序执行过程中该函数会被多次调用。 #### 2. 简单函数示例 以下是一个简单的函数示例，该函数的作用是打印一行45个星号，用于使生成的表格更易读。 ```cpp // table.cpp // demonstrates simple function #include <iostream> using namespace std; void starline(); //function declaration // (prototype) int main() { starline(); //call to function cout << "Data type Range" << endl; starline(); //call to function cout << "char -128 to 127" << endl << "short -32,768 to 32,767" << endl << "int System dependent" << endl << "long -2,147,483,648 to 2,147,483,647" << endl; starline(); //call to function return 0; } //-------------------------------------------------------------- // starline() // function definition void starline() //function declarator { for(int j=0; j<45; j++) //function body cout << '*'; cout << endl; } ``` 程序输出如下： ```plaintext ********************************************* Data type Range ********************************************* char -128 to 127 short -32,768 to 32,767 int System dependent long -2,147,483,648 to 2,147,483,647 ********************************************* ``` 这个程序包含两个函数：`main()` 和 `starline()`。要在程序中添加一个函数，需要以下三个组件： - **函数声明** - **函数调用** - **函数定义 #### 3. 函数声明 在使用函数之前，必须告知编译器该函数的存在，有两种方式可以实现： - **在调用前声明函数**：在 `TABLE` 程序中，`starline()` 函数的声明如下： ```cpp void starline(); ``` 声明中的 `void` 关键字表示该函数没有返回值，空括号表示该函数不接受任何参数。函数声明以分号结尾，它本身是一个完整的语句。函数声明也被称为原型，它为函数提供了一个模型或蓝图，告诉编译器在程序的后续部分会有这样一个函数。声明中的信息（返回类型、参数数量和类型）有时也被称为函数签名。 - **在调用前定义函数**：这种方式将在后面详细介绍。 #### 4. 函数调用 在 `main()` 函数中，`starline()` 函数被调用了三次，每次调用的形式如下： ```cpp starline(); ``` 调用函数只需要函数名后跟括号，调用的语法与声明类似，但不使用返回类型。调用语句以分号结尾，执行调用语句会使函数被执行，控制会转移到函数定义处，执行完函数体内的语句后，控制会返回到调用函数的下一条语句。 #### 5. 函数定义 函数定义包含函数的实际代码，`starline()` 函数的定义如下： ```cpp void starline() //declarator { for(int j=0; j<45; j++) //function body cout << '*'; cout << endl; } ``` 函数定义由声明符和函数体组成。声明符必须与声明一致，包括函数名、参数类型和返回类型。声明符不以分号结尾。当函数被调用时，控制会转移到函数体的第一条语句，执行完函数体的所有语句后，遇到右花括号，控制会返回到调用程序。 函数的各个组件总结如下表： | 组件 | 目的 | 示例 | | ---- | ---- | ---- | | 声明（原型） | 指定函数名、参数类型和返回值，提醒编译器和程序员后续会有该函数 | `void func();` | | 调用 | 使函数被执行 | `func();` | | 定义 | 函数本身，包含构成函数的代码行 | `void func() { // lines of code }` | | 声明符 | 定义的第一行 | `void func()` | #### 6. 与库函数的比较 在程序中，我们经常会调用库函数，例如 `ch = getche();`。库函数的声明通常在程序开头指定的头文件中（如 `CONIO.H` 对于 `getche()` 函数），而定义（编译成可执行代码）则在库文件中，在构建程序时会自动链接到程序中。使用库函数时，我们不需要编写声明和定义，但编写自己的函数时，声明和定义是源文件的一部分。 #### 7. 消除声明的方法 另一种将函数插入程序的方法是消除函数声明，将函数定义放在第一次调用该函数之前。例如，将 `TABLE` 程序重写为 `TABLE2`： ```cpp // table2.cpp // demonstrates function definition preceding function calls #include <iostream> using namespace std; //no function declaration //-------------------------------------------------------------- // starline() //function definition void starline() { for(int j=0; j<45; j++) cout << '*'; cout << endl; } //-------------------------------------------------------------- int main() //main() follows function { starline(); //call to function cout << "Data type Range" << endl; starline(); //call to function cout << "char -128 to 127" << endl << "short -32,768 to 32,767" << endl << "int System dependent" << endl << "long -2,147,483,648 to 2,147,483,647" << endl; starline(); //call to function return 0; } ``` 这种方法对于短程序来说更简单，因为它消除了声明，但灵活性较差。当程序中有多个函数时，程序员需要仔细安排函数的顺序，以确保每个函数在被调用之前已经定义，有时这是不可能实现的。而且，很多程序员更喜欢将 `main()` 函数放在列表的开头，因为程序执行从这里开始。一般来说，我们会坚持使用先声明的方法，从 `main()` 函数开始编写程序。 #### 8. 向函数传