Cpp：函数的声明

2016-01-03 本文已影响428人 LuuilX

跟变量一样，函数也需要先声明再使用。同样的，函数的定义和函数的声明也可以分离：一个函数只能定义一次，但可以声明多次。

函数声明必须包含：返回类型、函数名和形参列表。形参列表必须包含形参类型，但没强调要包含形参名。比如

void func(int, string);

默认实参

调用函数时，可以省略有默认值的实参。如果一个参数有默认值，那么它后面的实参都必须有默认值。如：

string screenInit(string::size_type height = 24,
                string::size_type width = 80,
                char background = ' ');
// 下面调用均正确
string screen;
screen = screenInit();
screen = screenInit(66);
screen = screenInit(66, 256);
screen = screenInit(66, 256, '#');

设置默认形参时，最少使用的默认值放在最前，最多使用的放在最后。

函数在声明时可以指定默认实参，但是在一个文件中，只能为形参指定一次默认参数。所以可以将声明放在头文件中。

静态局部对象

上面的形参都会在定义它们的快语句结束时被撤销，如果需要跨越多个作用域，定义为 static，它能保证在程序结束前不被撤销：

size_t count() {
    static size_t cnt = 0;
    return ++cnt;
}
int main() {
    for (size_t i = 0; i!= 5; ++i) {
        cout << count() << endl;
    }
    return 0;
}
// prints:
// 1
// 2
// 3
// 4
// 5

内联函数

一般的函数调用要比求解表达式慢得多，内联函数可以避免函数调用的开销。使用 inline 关键字定义，如：

inline const string &shorterString(const string &s1, const string &s2)
{
    return s1.size() > s2.size() ? s1 : s2;
}

则在调用 cout << shorterString(s1, s2) << endl; 时，编译时展开为 cout << (s1.size() > s2.size() ? s1 : s2) << endl;。

内联机制适用于优化小的、几行的且经常调用的函数。

类的成员函数

和任何函数一样，包含下面四个部分：

返回类型
函数名
逗号分隔的形参列表（可为空）
花括号内的函数体

1,2,3 组成的是函数原型，函数的原型必须在类中定义，函数体则可以在类外。假设 Sales_item 类有两个成员函数 avgPrice() 和 sameIsbn(const Sales_item &):

class Sales_item {
public:
    double avgPrice() const;
    bool sameIsbn(const Sales_item &rhs) const {
        return isbn == rhs.isbn;
    }
private:
    std::string isbn;
    unsigned units_sold;
    double revenue;
};

可以发现形参的后面有 const，在解释之前，说明成员函数如何定义：

成员函数的函数体

类的所有成员必须在定义类的花括号中声明，并且编译器隐式地将类内定义的成员函数当作是内联函数。

类的成员函数可以访问 private 成员，如 isbn。

this 指针的引入

每个成员函数都有一个额外的、隐式的形参 this，在调用成员函数时，形参 this 初始化为调用函数的对象的地址。可以这样理解：

item.sameIsbn(otherItem);

编译器会重写这个函数调用：

Sales_item::sameIsbn(&item, otherItem);

const 成员函数的引入

也就是上面提到的形参后面 const，它改变了隐式形参 this 的类型。

bool sameIsbn(const Sales_item *const this,
            const Sales_item &rhs) const {
        return (this->isbn == rhs.isbn);
    }

这种使用 const 的函数称为常量成员函数（const member function）。由于 this 指向 const 对象，const 成员函数不能修改调用该函数的对象。

类外定义成员函数

double Sales_item::avgPrice() const {
    if (units_sold){
        return revenue / units_sold;
    } else {
        return 0;
    }
}

使用了域操作符 :: 及类名 Sales_item。

Sale_item 的构造函数

构造函数是特殊的成员函数，构造函数名与类名相同，而且无返回类型。可以有多个构造函数，相互之间的具有不同数目或类型的形参。

跟普通成员函数一样，必须在类内声明，类内或类外定义。

class Sales_item {
public:
    double avgPrice() const;
    bool sameIsbn(const Sales_item &rhs) const {
        return isbn == rhs.isbn;
    }
    Sales_item(): units_sold(0), revenue(0.0) {}
private:
    std::string isbn;
    unsigned units_sold;
    double revenue;
};

构造函数的初始化列表

在冒号与花括号之间的代码称为构造函数的初始化列表，即 units_sold(0), revenue(0.0) 为成员指定初值，括号内是初值。构造函数的形参表为空说明此为默认调用的

类代码的组织

通常将类的声明放置在头文件中，在类外定义的成员函数则置于源文件中。

重载函数

在相同作用域中，出现相同名字而形参表不同的函数，称为重载函数。如电话本的查找：基于姓名、基于号码

Record lookup(const Name&);
Record lookup(const Phone&);

重载与重复声明的区别

如果两个函数声明的返回类型和参数表完全匹配，叫重复声明；如果形参表完全相同，返回类型不同，则第二个错误。

在函数中局部声明的名字会屏蔽全局名，即使是变量名对函数名也同样成立：

string init();
void func() {
    int init = 0;
    string s = init(); // error: global init is hidden
}

指向函数的指针

函数指针是指指向函数而非对象的指针，像其他指针一样，函数指针指向的是函数类型，函数类型由其返回类型和形参表确定，与函数名无关。

bool (*pf)(const string &, const string &);

用typedef简化定义

typedef bool (*cmpFcn)(const string &, const string &);

则 cmpFcn 表示指向返回类型为 bool 类型并带有两个 const string 引用形参的函数的指针。若要定义此类型的函数指针，则直接使用 cmpFcn 即可。

初始化和赋值

在引用函数名又没调用该函数，函数名将被自动解释为指向函数的指针。假设有函数：

bool lengthCpmpare(const string &, const string &);

会被解释为如下类型的指针：

bool (*)(const string &, const string &);

可以做如下初始化：

cmpFcn pf1 = 0;                // ok：不指向任何函数
cmpFcn pf2 = lengthCompare;    // ok：指向类型匹配的函数
pf1 = lengthCompare;        // ok：同上
pf2 = pf1;                    // ok：同上

此时，直接饮用函数名等效于在函数名上应用取地址操作符：

cmpFcn pf1 = lengthCompare;
cmpFcn pf2 = &lengthCompare;

函数指针只能通过同类型的函数或函数指针或 0 值常量表达式进行初始化或赋值

通过指针调用函数

不需要解引用操作符，直接通过指针调用函数：

cmpFcn pf = lengthcompare;
lengthCompare("hi", "bye");    // 直接调用
pf("hi", "bye");            // 等价调用：pf隐式解引用
(*pf)("hi", "bye");            // 等价调用：pf显式解引用

函数指针形参

函数的形参可以是指向函数的指针，这种形参可以用以下两种形式编写：

void useBigger(const string &, const string &,
            bool (const string &, const string &));
void useBigger(const string &, const string &,
            bool (*)(const string &, const string &));

返回指向函数的指针

函数可以返回指向函数的指针，但是，这并不简单：

// ff is a function taking an int and returing a function pointer
// the function pointed to returns an int and takes an int* and an int
int (*ff(int)) (int*, int);

这样理解： ff(int) 表明 ff 为一个函数，它带有一个 int 型形参，该参数返回 int (*)(int*, int)，它是指向一个函数的指针。用 typedef 可以更加明白：

// PF is a pointer to a function returing an int, taking an int* and an int
typedef int (*PF)(int*, int);
PF ff(int);

END.