03.函数

函数声明与调用
- 函数调用
- 函数原型
函数定义
函数调用规范

函数声明与调用

最好应把函数的声明写在主函数前面，函数的具体实现写在主函数后面。C/C++是一趟编译的语言，要想使用一个函数，必须在使用函数前有该函数的声明，否则无法使用。

函数调用

主调（客户）函数与被调（服务器）函数

函数调用时的参数与返回值

函数原型

函数的实现与调用格式说明：作为函数接口

一般出现在头文件中

格式：函数返回值类型函数名称(形式参数列表);

例一：

int Add(int x, int y);

例二：

void Swap(int x, int y);

函数定义

int Add(int x, int y)
{
    int t;
    t = x + y;
    return t;
}

void Swap(int x, int y)
{
    int t;
    t = x;
    x = y;
    y = t;
    return;   //因函数没有返回值，只需直接列出return语句。return在函数末尾时也可以省略。
}

函数实现

函数定义，使用编程语言给出函数的执行步骤

函数返回值

函数完成后带回来的结果

主调函数可以使用

int Compare(int x, int y)
{
    int t;
    if(x == y)
        t = 0;
    else if(x > y)
        t = 1;
    else
        t = -1;
    return t;
}
//允许函数中包含多个return语句
//函数在执行到第一条return语句后终止
int Compare(int x, int y)
{
    if(x == y)
        return 0;
    else if(x > y)
        return 1;
    else
        return -1;
}

谓词函数

返回bool类型值的函数

表达某项任务是否完成或某个条件是否满足

bool IsLeap(int year)
{
    return year % 4 == 0 && year & 100 != 0 || year % 400 == 0；
}

函数重载

定义同名但参数不完全相同的函数（参数个数、参数类型、参数的顺序可以不相同）

实例：

int Max(int x, int y);
char Max(char x, char y);
bool Max(bool x, bool y);

函数调用规范

函数调用示例

编写程序讲用户输入的两个整数相加，要求尽可能使用函数将程序中的操作独立出来。

#include<iostream>
using namespace std;
void Welcome();
int GetInteger(int idx);
int Add(int x, int y);
void Print(int x, int y);
int main()
{
    int a, b;
    Welcome();
    a = GetInteger(1);
    b = GetInteger(2);
    Print(a, b);
    return 0;
}
void Welcome()
{
    cout<<"The program gets two integers, and prints their sum."<<endl;
    return;
}
int GetInteger(int idx)
{
    int t;
    cout<<"No."<<idx<<" ";
    cin>>t;
    return t;
}
int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}
void Print(int x, int y)
{
    cout<<x<<" + "<<y<<" = "<<Add(x, y)<<endl;
    return;
}

参数传递机制：值传递与引用传递

值传递机制

形式参数在函数调用时才分配存储空间，并接受实际参数的值
实际参数可以为复杂的表达式，在函数调用前获得计算
形式参数与实际参数可同名，也可不同名
参数较多时，实际参数值逐一赋值，它们必须保持数目、类型、顺序的一致
值的赋值过程是单向不可逆的，函数内部对形式参数值的修改不会反映到实际参数中去
函数参数一般为函数输入集的一部分，函数输出集一般使用返回值表示，只有使用特殊的手段才可以将函数参数作为函数输出级的一部分。

函数调用栈框架

示例：

#include<iostream>
using namespace std;
void Welcome();
int GetInteger(int idx);
void Swap(int x, int y);
int main()
{
    int a, b;
    Welcome();
    a = GetInteger(1);
    b = GetInteger(2);
    cout<<"In main(): a: "<<a<<"; b: "<<b<<endl;
    Swap(a,b);
    cout<<"In main(): a: "<<a<<"; b: "<<b<<endl;
    return 0;
}
void Welcome()
{
    cout<<"The program swap the two integer's value."<<endl;
}
int GetInteger(int idx)
{
    int t;
    cout<<"No."<<idx<<" ";
    cin>>t;
    return t;
}
void Swap(int x, int y)
{
    cout<<"In Swap(): x: "<<x<<"; y: "<<y<<endl;
    int t;
    t = x;
    x = y;
    y = t;
    cout<<"In Swap(): x: "<<x<<"; y: "<<y<<endl;
}

程序运行结果：

The program swap the two integer's value.
No.1 3
No.2 4
In main(): a: 3; b: 4
In Swap(): x: 3; y: 4
In Swap(): x: 4; y: 3
In main(): a: 3; b: 4

程序实际未能将a、b互换，因为值的赋值过程是单向不可逆的，函数内部对形式参数值的修改不会反映到实际参数中去.

要真正互换a、b的值需将a、b定义为全局变量，写在所有函数声明的前面，a、b可以被所有的函数使用。程序变为：

#include<iostream>
using namespace std;
int a, b;  //全局数据对象声明，以保证所有函数都可以访问这两个数据对象
void Welcome();
int GetInteger(int idx);
void Swap();   //不再需要函数参数
int main()
{
    int a, b;
    Welcome();
    a = GetInteger(1);
    b = GetInteger(2);
    cout<<"In main(): a: "<<a<<"; b: "<<b<<endl;
    Swap();
    cout<<"After Swap，In main(): a: "<<a<<"; b: "<<b<<endl;
    return 0;
}
void Welcome()
{
    cout<<"The program swap the two integer's value."<<endl;
}
int GetInteger(int idx)
{
    int t;
    cout<<"No."<<idx<<" ";
    cin>>t;
    return t;
}
void Swap() //可以直接访问a、b
{
    int t;
    t = a;
    a = b;
    b = t;
}

程序运行结果：

The program swap the two integer's value.
No.1 1
No.2 2
In main(): a: 1; b: 2
After Swap, in main(): a: 1; b: 2

虽然这样可以交换a、b的值，但却因此定义了不必要的全局变量，本无需访问a、b的Welcome()也可访问对a、b。应尽量避免这类做法，换而使用引用传递的方法。