AcWing C++语法笔记第六节函数

1、该系列为ACWing中c++语法课，已购买正版，课程作者为yxc（请大家支持正版）。
2、为啥写在这儿，问就是oneNote的内存不够了QAQ

ACwing C++ 语法笔记6函数

• 一、 函数基础
• • 1.1 编写函数
  • 1.2 调用函数
  • 1.3 形参和实参
  • 1.4 函数的形参列表
  • 1.5 函数返回类型
  • 1.6 局部变量、全局变量与静态变量
  • 1.7 函数的定义与声明
• 二、 参数传递
• • 2.1 传值参数
  • 2.2 传引用参数
  • 2.3 数组形参
• 三、 返回类型和return语句
• • 3.1 无返回值函数void
  • 3.2 有返回值的函数
• 四、 函数递归

一、 函数基础

一个典型的函数定义包括以下部分：返回类型、函数名字、参数（由0个或多个形参组成的列表）以及函数体。

1.1 编写函数

编写一个求阶乘的程序。程序如下所示：

int fact(int val)
{
    int ret = 1;
    while (val > 1)
        ret *= val -- ;
    return ret;
}

int main()
{
	int t = fact(5);
	cout << t << endl;
	return 0;
}

函数名字是fact，它作用于一个整型参数，返回一个整型值。return语句负责结束fact并返回ret的值。

1.2 调用函数

int main()
{
    int j = fact(5);
    cout << "5! is " << j << endl;

    return 0;
}

函数的调用完成两项工作：一是用实参初始化函数对应的形参，二是将控制权转移给被调用函数。此时，主调函数的执行被暂时中断，被调函数开始执行。

1.3 形参和实参

实参是形参的初始值。第一个实参初始化第一个形参，第二个实参初始化第二个形参，依次类推。形参和实参的类型和个数必须匹配。

fact(“hello”);      // 错误：实参类型不正确
fact();             // 错误：实参数量不足
fact(42, 10, 0);    // 错误：实参数量过多
fact(3.14);         // 正确：该实参能转换成int类型，等价于fact(3);

形参也可以设置默认值，但所有默认值必须是最后几个。当传入的实参个数少于形参个数时，最后没有被传入值的形参会使用默认值。
默认参数：

fact(int a, int b=10); // 正确：没有给b赋值就是10，传递了就是别的值。

1.4 函数的形参列表

函数的形参列表可以为空，但是不能省略。

void f1() {}            // 隐式地定义空形参列表
void f2(void) {}         // 显式地定义空形参列表

形参列表中的形参通常用逗号隔开，其中每个形参都是含有一个声明符的声明。即使两个形参的类型一样，也必须把两个类型都写出来：

int f3(int v1, v2) {}        // 错误
int f4(int v1, int v2) {}    // 正确

1.5 函数返回类型

大多数类型都能用作函数的返回类型。一种特殊的返回类型是void，它表示函数不返回任何值。函数的返回类型不能是数组类型或函数类型，但可以是指向数组或者函数的指针。
如果不写return不会报错，但是会返回随机的值。

1.6 局部变量、全局变量与静态变量

• 局部变量只可以在函数内部使用，全局变量可以在所有函数内使用。当局部变量与全局变量重名时，会优先使用局部变量。
• 静态变量是在变量前面加static修饰符，在函数内部只会被创建一次，不管被调用多少次用的都是同一个变量（在原有基础上计算），可以用于统计函数运行次数。
• 可以认为静态变量是在函数内部创建的只有函数内能够访问的全局变量。
• 静态变量如果不赋初值，那么一定是0，而局部变量不会。
• 静态变量和全局变量都会被创建到堆里。
• 如果在函数内部开比较大的数组（如100,0000）会爆栈（函数内部开在栈空间），默认栈空间大小 1Mb。

int output(void)
{
	static int cnt = 0;
	cnt ++;
	cout << "call: " + cnt << " times" << endl;
}

int main()
{
	output();
	output();
	output();
}

1.7 函数的定义与声明

类似于变量：

int t; // 变量的声明
t = foo(5); //变量的定义

函数定义与声明的时候，声明是不需要写函数体的，变量名也可以不写。
函数声明可以写在函数定义的后面。
在工程领域，可以将函数定义（具体实现）和声明（函数功能）分开。

int foo(int );  // 函数声明
int foo(int n)  // 函数定义
{
	int res = 1;
	for(int i=1; i<=n; i++) res *=i;
}

二、 参数传递

参数传递分为三大类。

2.1 传值参数

当初始化一个非引用类型的变量时，初始值被拷贝给变量。此时，对变量的改动不会影响初始值。

#include 

using namespace std; 
//工程上不一定只有std的命名空间，一般是直接声明是哪个空间

int f(int x)
{
    x = 5;
}

int main()
{
    int x = 10;

    f(x);
    cout << x << endl;

    return 0;
}

2.2 传引用参数

当函数的形参为引用类型时，对形参的修改会影响实参的值。使用引用的作用：避免拷贝、让函数返回额外信息。
引用参数变量前加上引用&即可，效果是对函数内x做任何操作都会影响到外部的值。

#include 

using namespace std;

int f(int &x)
{
    x = 5;
}

void swap(int &x, int &y)
{
	int t =x;
	x=y;
	y=t;
}

int main()
{
    int x = 10;

    f(x);
    cout << x << endl;
	swap(a, b);
    return 0;
}

2.3 数组形参

在函数中对数组中的值的修改，会影响函数外面的数组，数组的传递也是引用的传递。数组传入函数的是指针，在函数内使用sizeof得出的是指针的长度。

一维数组形参的写法：
数组其实是一种特殊的指针。

// 尽管形式不同，但这三个print函数是等价的
void print(int *a) {} //指针写法
void print(int a[]) {}
void print(int a[10]) {}

#include 

using namespace std;

void print(int a[])
{
    for (int i = 0; i < 10; i ++ )
        cout << a[i] << endl;
}

int main()
{
    int a[10];

    for (int i = 0; i < 10; i ++ )
        a[i] = i;

    print(a);

    return 0;
}

多维数组形参的写法：
多维数组中，除了第一维之外，其余维度的大小必须指定。

void print(int (*a)[10]) {}一定要加括号
void print(int a[][10]) {}
void print(int a[10][10]) {}

#include 

using namespace std;

void print(int a[][10])
{
    for (int i = 0; i < 10; i ++ )
    {
        for (int j = 0; j < 10; j ++ )
            cout << a[i][j] << ' ';
        cout << endl;
    }
}

int main()
{
    int a[10][10];

    for (int i = 0; i < 10; i ++ )
        for (int j = 0; j < 10; j ++ )
            a[i][j] = j;

    print(a);

    return 0;
}

三、 返回类型和return语句

return语句终止当前正在执行的函数并将控制权返回到调用该函数的地方。return语句有两种形式：

return;
return expression;

3.1 无返回值函数void

没有返回值的return语句只能用在返回类型是void的函数中。返回void的函数不要求非得有return语句，因为在这类函数的最后一句后面会隐式地执行return。

通常情况下，void函数如果想在它的中间位置提前退出，可以使用return语句。return的这种用法有点类似于用break语句退出循环。

void swap(int &v1, int &v2)
{
    // 如果两个值相等，则不需要交换，直接退出
    if (v1 == v2)
        return;
    // 如果程序执行到了这里，说明还需要继续完成某些功能

    int tmp = v2;
    v2 = v1;
    v1 = tmp;
    // 此处无须显示的return语句
}

3.2 有返回值的函数

只要函数的返回类型不是void，则该函数内的每条return语句必须返回一个值。return语句返回值的类型必须与函数的返回类型相同，或者能隐式地转换函数的返回类型。

#include 

using namespace std;

int max(int x, int y)
{
    if (x > y) return x;

    return y;
}

int main()
{
    int x, y;
    cin >> x >> y;

    cout << max(x, y) << endl;

    return 0;
}

四、 函数递归

在一个函数内部，可以调用函数本身的语法。
举例：计算n的阶乘：

#include 

using namespace std;

int fact(int n)
{
    if (n <= 1) return 1;
    return n * fact(n - 1);
}

int main()
{
    int n;
    cin >> n;

    cout << fact(n) << endl;

    return 0;
}

迭代图示：