C++學習第8篇-函數深入

1.  函數的形參和實參

1）形參和實參

通常的使用，函數參數（形參）和函數自變數（實參）是互連的。

函數形參-在函數原型和函式宣告中的變數：

函數實參-函數調用時，傳入代替函數形參的變數；

注意：函數的形參只有局部變數的範圍，函數調用結束，形參自然銷毀；

3種傳參方式：傳值、傳引用和傳地址

2. 值傳遞

值傳遞-將實參賦值給函數執行；

因為只是傳遞一個實參的拷貝，函數不能修改原來實參的值；

值傳遞的優點：

A)可以傳遞變數、數值和運算式；

B)參數不會被修改；

缺點：傳遞如結構體、類，需花費很長的時間；

在多數情況下，值傳遞是最好的函數參數傳遞方式，靈活和安全。

3. 引用傳遞

值傳遞的傳回值，只能通過函數的return來實現；

在多數情況下，值傳遞是合適的；但如需改變參數的值，如重排列一個數組時，修改實參是有效和清晰的；

引用傳遞，就可以修改參數的值；

再如：

函數一般只有一個傳回值，如需返回多個值，只需傳遞多個引用即可：

2）常量引用傳遞

引用傳遞，沒有值傳遞時結構體或者類對象時耗時；引用傳遞建立真正的實參，不拷貝任何資訊；

引用傳遞中，函數可以修改參數的值；如果不允許修改，可以採用常量引用才傳遞：

上面例子會出現編譯錯誤的！

使用常量引用傳遞的幾個原因：

A)協助編譯器保證不能改變的參數不會修改；B)告訴編程人員留意參數是否會被修改；C)協助編程人員調試錯誤值。

記住：通常採用常量引用傳遞，除非你確實需要改變參數的值。

引用傳遞的優點：

A)允許函數修改參數的值，有時非常有用的；B)引用不涉及到複製參數的資訊，所以較快；

C)可以傳遞常量引用，防止無目的的修改； D)可以返回多個值。

缺點：

A)非常量引用不能是數值和運算式，只能是變數；B)比較困難清晰說明傳遞的引用是輸入、輸出還是兩者皆是；

C)不能從函數調用確定參數是否被修改；

引用傳遞比值傳遞速度較慢！

4. 地址傳遞

地址傳遞是另一種變數傳遞方式，只傳遞變數的地址，而不是變數本身；函數形參必須是指標。

地址傳遞的典型應用在記憶體動態分配和數組訪問：

以上例子中，必須傳入數組的長度。

通常，在解引用地址傳遞的參數之前，最好對其進行null 指標判斷：

地址傳遞的優點：

A)允許函數改變參數的值；B)因為不進行拷貝，速度比較快；C)可以返回多個值。

缺點：A)參數不能為數值或運算式，必須是正常的變數；C)所有參數必須檢查是否為空白指標；D)較值傳遞慢。

引用傳遞通常比地址傳遞安全，引用傳遞是多數時候使用的方式。

2）值傳遞、引用傳遞和地址傳遞沒有很大的區別：

A）引用傳遞，在編譯器處理時，只作為指標處理；

B）和指標和引用傳遞的主要區別是引用傳遞有比較清晰和嚴格的文法；所以引用傳遞更安全，但相對不夠靈活；但在效率上是不相上下的。

D）地址傳遞只是傳遞地址的地址值，若函數改變此地址值，只是改變了臨時值，沒有改變地址的實際值。

儘管地址傳遞實際上是值傳遞，但依然可以修改傳遞地址的儲存的值；這時引用傳遞、地址傳遞和值傳遞的區別。

若需通過地址傳遞來修改參數的實際指向地址，可以傳遞地址的引用：

結論是：引用是指標，指標的地址是值傳遞。

5. 傳回值是值、引用和地址

值、引用和地址的返回給函數調用幾乎是一樣的。

1）值返回是最簡單和最安全的方式：

返回的變數或運算式可以包含函式宣告的局部變數；

對於結構體和類對象是比較慢的；

2）引用返回

引用返回必須是變數，調用者可以繼續使用該引用修改變數，很多時候是比較有用的，而且比較快速；

注意不能返回函數的局部定義的變數引用：

3）地址返回

地址返回只能返回變數的地址，不能是數值和表達的；

地址返回也是比較快速的，不能返回局部變數的地址；

若返回的是調用函數的局部定義變數的地址，編譯器會產生警告資訊的；

地址常用之一就是返回新的分配記憶體給調用者：

小結：

一般值返回是足夠使用的，足夠靈活和安全；引用返回和地址返回是比較有用的，特別是針對結構體和類對象的動態分配地址；

注意在引用返回和地址返回時，確保返回的不是函數自訂的局部變數的引用或地址。

6. 內嵌函式

函數的使用有幾大好處：函數代碼可重用；比較容易改變和更新代碼；使代碼更易讀和易寫；提供了類型檢查；

每次的函數調用，往往需要付出更多的操作；就地編碼較好；

就地編碼即調用函數時，直接將代碼嵌入當前位置；這是所謂的內嵌函式，使用關鍵字inline

內嵌函式比較適合短函數，特別是在迴圈內，而沒有分支。

7. 函數重載

函數重載是C++一大特性，允許建立不同的函數使用相同的名稱，而使用不同的參數；

注意函數的傳回型別不能作為函數重載的標誌；使用typedef不能理解為建立一個新的類型；

匹配重載函數可能出現的3中情況：

1) 找到匹配函數；2) 沒有找到匹配函數；3) 多個重載函數符合條件（歧義匹配）。

匹配重載函數的過程：

1）尋找最合適的；2）通過合理轉換的匹配（參數的升級轉換，如char->int）；

3）通過強制的標準轉換（如int->double)；4) 當以上都沒有找到，C++會遍曆使用者自訂函數；

歧義匹配屬於編譯運行錯誤。

處理歧義匹配：

1）定義一個新的重載函數；

2）顯式轉換歧義的參數到確定的類型；

小結：函數調用會明顯降低函數的靈活性，同時附帶少許的風險；函數重載或許比較複雜，但非常實用。

8. 預設參數

預設參數，即函數的形參已經賦予初始值。

預設參數是非常出色的選擇，當函數需要的預設的值，使用者可以也不需要修改；

注意：多於多個預設值，不能跳過賦值；

A) 所有的預設參數必須是由右到左的；B) 最右邊的預設值是最常覆蓋修改的；C) 預設值不能作為函數重載的標誌。

9. 函數指標

函數指標是比較進階的話題；對於數組名是一個地址，那麼函數名可以理解是函數的地址；

函數調用時，首先解引用函數名（即函數地址），擷取函數的地址入口，才開始執行；

函數指標即指標指向函數的地址，函數指標可以重新導向：

因為()的優先順序比*高，所以函數指標必須加括弧：

注意：函數指標的簽名（包括參數、傳回值等）必須匹配指向的函數的簽名。

函數指標調用，就如指向的函數的隱式調用一樣，如pFoo() ;

函數指標的通常應用是函數實現特定的功能，但你想使用者可以自定功能的實現；

如選擇排序：

10. 棧和堆

程式使用的記憶體地區分4個部分：

A)代碼區：編譯的程式放置的地方；B)全域區：存放全域變數的地方；C)堆：動態分配的變數存放地方；D)棧：形參和局部變數存放的地方。

1）堆-自由存放區，是動態分配的一個巨大緩衝池；

必須知道：順序的儲存請求，不一定得到實際上的順序儲存地區；

當動態分配的記憶體釋放，返回堆，作為新的可以分配的記憶體；

2）棧：只能從頂部取出和放入的操作：

top()、pop()、push()是常用的操作；

棧是first in, last out（FILO)的結構；

當棧的的儲存地區已經滿了，就會出現溢出。

不必要詳細瞭解棧的工作細節。

11. 遞迴

C++的遞迴就是函數的自身調用。

遞迴必須有終止條件，否則就為無限遞迴。如：

再如：求1到nValue的和：

樣本3：Fibonacci數：

12. 命名空間

命名空間概念，確切來說不歸入函數這部分，但是十分重要的概念。

程式中出現標識符（變數或函數名）在相同的範圍，即命名衝突。

這時，可以使用命名空間來解決，通過全域::運算子，來調用所需函數或變數；

亦可以通過using關鍵字，引入命名空間。

13. 捕捉錯誤

錯誤包括斷言、錯誤、退出和異常。

編程中，你不可能避免錯誤，包括文法和詞義錯誤；

語法錯誤-沒有按照相應的語言的文法格式編程；

詞義錯誤-程式沒有按照編程人員的意願，實現目標；不能被編譯器捕捉，

A)邏輯錯誤；B)冒犯性假設錯誤。

處理：

A)防禦錯誤；B)探測錯誤；

2)斷言-Assert

如果斷言的條件是true，程式不過處理，如果斷言的條件是false,則程式發出錯誤異常訊息並終止程式；

至此，C++面向過程編程已學習完畢，後面部分為C++物件導向編程的學習。Have Fun!!!!!!!

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