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.
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