C++编程基础: 10. 函数
2025-04-14 05:02:01
本系列文章是配合我发布的《C++编程基础》系列视频教程的知识点总结和补充。这一节我们来讲讲函数。
用程序来实现一个项目时往往会有很长的代码，使用函数将实现某个功能的相关代码组织起来，可以帮助我们很好的梳理代码结构，提高程序的可读性、简化程序，也便于对程序改进升级。
函数的声明
在C++里，不像Java，函数的实现要在被调用之前，如果写在了程序调用的后面，编译无法通过，因此需要在前面声明函数的原型。
声明一个函数时，首先是返回值的类型，如果没有返回值，用void代替。接着是自定义一个函数名，跟着一对小括号，里面包含参数的序列，每个参数之间以逗号分隔，如果参数有默认值，可以在声明时设定。声明时括号后面要有分号。
void printSeparateLine();
string uppercase_A(string str);函数的定义
函数的定义也就是对函数的具体实现，这时具体实现的代码要在小括号后面用大括号括起，如果这个函数有返回值，函数定义里要有最后会被执行的return语句，即关键字return后面跟着和声明的返回值数据类型一致的数据。如果函数没有返回值，应在返回值数据类型的位置写关键字void来替代，函数内无需包含return语句。
void printSeparateLine(){
std::cout<<"--------------------"<<std::endl;
}
string uppercase_A(string str){
for(int i=0;i<str.length();i++){
if(str[i]=='a'){
str[i]='A';
}
}
return str;
}在函数中不能包含另一个函数定义，但是它可以调用其他的函数，也可以自己调用自己，即可以实现递归。
形参和实参
在声明、定义中括在函数名后面小括号里的这些参数叫做形参，在程序中调用函数时需要提供实参。
例如在程序里调用uppercase_A时：
str_new = uppercase_A(str_old);其中str_old是一个对象实例，作为一个实参传递给了uppercase_A这个函数。
函数的重载
有些时候一些函数名称和返回值类型均相同，但需要传递的参数个数或类型可以不同，称之为函数的重载。
例如，声明两个都叫做printSeparateLine的函数：
void printSeparateLine();
void printSeparateLine(int l, char c);具体实现：
void printSeparateLine(){
std::cout<<"--------------------"<<std::endl;
}
void printSeparateLine(int l, char c){
for(int i=0;i<l;i++){
if(i==l-1){
std::cout<<c<<std::endl;
}else{
std::cout<<c;
}
}
}程序中的调用：
printSeparateLine();
printSeparateLine(20,'*');为函数参数声明默认值
声明时可以为参数提供默认值，有默认值的参数即成为了可选参数，调用时可以省略相应参数，例如下面的例子中，在声明函数的原型时，将函数printSeparateLine的第二个字符类型的参数默认值设为了’-’：
void printSeparateLine(int l, char c='-');程序中的调用，可以省略提供第二个参数：
printSeparateLine(20);内联函数
当程序执行到一个函数而要去调用它时，要暂停手里的工作先去另一个地方处理函数的具体操作，之后再回来继续工作，虽然这发生在很短的时间里，但若函数只是很简单的几行操作，却要这样来来回回，尤其放在一个循环当中，更是会大大增加函数调用的开销，因此，对于只是实现简单操作的函数，声明其为内联函数，在函数声明前加上关键字inline，即告诉编译器，程序里这个函数出现时，在它所在的位置展开，从而减少函数调用的开销。
inline void printSeparateLine();
inline void printSeparateLine(){
std::cout<<"--------------------"<<std::endl;
}但这种方法对稍复杂的函数就不再适用了，在其中不应包含像switch、while这样复杂的结构控制语句，也不该出现递归，否则会被当成普通函数来处理，所以一般情况下并不推荐使用内联函数，除非是一段使用频率很高且很短的代码，才会考虑声明为内联函数。
接上一次实现猜数字的小程序，在本次课中，增加了为其打印分隔线的两个同名函数printSeparateLine（函数的重载）以及实现了一个返回值为字符串类型的函数uppercase_A来演示如何获得来自输入流cin中的一行字符串，并将其中出现的小写’a’变为大写’A’，这里使用到了标准库里的函数getline，它属于std名字空间，第一个变量是一个输入流，第二个变量是用来保存输入流里一行内容的string类型数据（它可能还有另一种3个参数的函数结构，这里用不到）。
以下是这段代码（一些编译环境，可能还需要在前面添加#include <string>）
#include <iostream>
inline void printSeparateLine();
void printSeparateLine(int l, char c='-');
using std::string;
string uppercase_A(string str);
int main(int argc, const char * argv[]) {
using std::cout;
using std::endl;
using std::cin;
int x;
string str_old, str_new;
cout<<"Please input a string:"<<endl;
std::getline(cin,str_old);
str_new=uppercase_A(str_old);
cout<<"str_new:"<<str_new<<endl;
cout<<"str_old:"<<str_old<<endl;
srand((int)time(0));
int randomInt = rand()%100+1;
cout<<"A random integer (1 to 100) has been created."<<endl;
printSeparateLine(20,'*');
do{
cout<<"Please guess the number:"<<endl;
if(cin>>x&&cin.get()=='\n'){
if(x==randomInt){
cout<<"That's right! The number is "<<x<<endl;
break;
}else{
if(x<randomInt){
cout<<"The random number is higher."<<endl;
}else{
cout<<"The random number is lower."<<endl;
}
}
}else{
cin.clear();
cin.ignore(INT_MAX,'\n');
cout<<"Please input an integer!"<<endl;
}
printSeparateLine();
}while(true);
return0;
}
inline void printSeparateLine(){
std::cout<<"--------------------"<<std::endl;
}
void printSeparateLine(int l, char c){
for(inti=0;i<l;i++){
if(i==l-1){
std::cout<<c<<std::endl;
}else{
std::cout<<c;
}
}
}
string uppercase_A(string str){
for(int i=0;i<str.length();i++){
if(str[i]=='a'){
str[i]='A';
}
}
return
str;
}