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第八章 函數(shù)探幽

• 1 內(nèi)聯(lián)函數(shù)
• 2 引用變量
• • 2.1 創(chuàng)建引用變量
  • 2.2 引用與函數(shù)參數(shù)
  • 2.3 引用與結(jié)構(gòu)
  • 何時(shí)使用引用參數(shù)
• 默認(rèn)參數(shù)
• 函數(shù)重載
• 函數(shù)模板
• • 顯式具體化
  • 實(shí)例化與具體化
  • 編譯器選擇哪個(gè)函數(shù)版本
  • • 完全匹配和最佳匹配
    • 部分排序規(guī)則
    • 關(guān)鍵詞decltype（C++11）
    • 后置返回類型（C++11）

1 內(nèi)聯(lián)函數(shù)

常規(guī)的函數(shù)調(diào)用使程序跳到一個(gè)地址并在結(jié)束時(shí)返回，對(duì)于內(nèi)聯(lián)函數(shù)而言，程序無需跳轉(zhuǎn)即可執(zhí)行，因此內(nèi)聯(lián)函數(shù)運(yùn)行速度比常規(guī)函數(shù)稍快，但代價(jià)是占用更多內(nèi)存。倘若程序在10個(gè)不同的地方調(diào)用同一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)，該程序則包含該函數(shù)代碼的10個(gè)副本。

要使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)，必須采取下述措施之一：
① 函數(shù)聲明前加關(guān)鍵字inline
②函數(shù)定義前加關(guān)鍵字inline
通常的做法是省略原型，將函數(shù)頭以及函數(shù)代碼放在本應(yīng)提供原型的地方。

#include<iostream>inline double square(double x){return x*x;}int main() {using namespace std;double a,b;double c=2.0;a = square(5.0);b = square(4.5+1.5);cout<<"a= "<<a<<endl;//25.0cout<<"b= "<<b<<endl;//36.0cout<<"csquare= "<<square(c++)<<endl;//4.0cout<<"c= "<<c<<endl;//3return 0; }

內(nèi)聯(lián)函數(shù)與宏
C語言使用預(yù)處理器語句#define提供宏
#define SQUARE(X) X*X
本身并不是通過傳遞參數(shù)實(shí)現(xiàn)，而是通過文本替換實(shí)現(xiàn)：
a = SQUARE(5.0); 其實(shí)就是a=5.0 * 5.0;
b=SQUARE(4.5+1.5)::::其實(shí)就是b=4.5+1.5 * 4.5+1.5
SQUARE(c++):::::（c++) * (c++)不同編譯器給出的結(jié)果還不一樣

內(nèi)聯(lián)函數(shù)通過傳遞參數(shù)實(shí)現(xiàn)，因此在square(c++)中，傳遞c給square()函數(shù)然后再c++，在編譯器上沒有沖突存在。

2 引用變量

引用變量是C++新增的復(fù)合類型，引用是已定義變量的別名，通過將引用變量做參數(shù)，函數(shù)使用原始數(shù)據(jù)，而不是副本。

2.1 創(chuàng)建引用變量

int count; int &cnt = count;//int&指的是指向int的引用，count與cnt指向相同的值和內(nèi)存單元

上述例子中，倘若對(duì)cnt做遞增運(yùn)算，那么count也會(huì)做相應(yīng)的變化。

int count; int &cnt; cnt = count;//引用不同于指針，必須在聲明時(shí)就用初始化該引用。

2.2 引用與函數(shù)參數(shù)

#include<iostream> void swapr(int &a,int &b); void swapp(int *a,int *b); void swapv(int a,int b);int main() {using namespace std;int wallet1 = 300;int wallet2 = 350;swapr(wallet1,wallet2);cout<<wallet1<<" "<<wallet2<<endl; // 350 300swapp(&wallet1,&wallet2);cout<<wallet1<<" "<<wallet2<<endl; // 300 350swapv(wallet1,wallet2);cout<<wallet1<<" "<<wallet2<<endl;// 300 350return 0; } void swapr(int &a,int &b) {int temp;temp = a;a = b;b = temp; } void swapp(int *a,int *b) {int p;p = *a;*a = *b;*b = p;} void swapv(int a,int b) {int temp;temp = a;a = b;b = temp; }

在swapr()中變量a，b是wallet1，wallet2的別名，所以兩者交換也將wallet1，2的值進(jìn)行了交換，但swapv()中的a和b是復(fù)制了wallet1，2的新變量，將它倆交換并不影響main()中的變量的值，因此需要利用指針指出wallet1，2內(nèi)存所在的地址方可進(jìn)行交換。

2.3 引用與結(jié)構(gòu)

引用非常適合用于結(jié)構(gòu)和類，假設(shè)有如下結(jié)構(gòu)定義：

struct free {string name;int made;int attempts;float percent; }

則可以這樣編寫函數(shù)原型，在函數(shù)中將指向該結(jié)構(gòu)的引用作為參數(shù)：

void set_pc(free& ft); void display(const free& ft);//倘若不想修改傳入的結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵詞const #include <iostream> #include <string> struct free_throws {std::string name;int made;int attempts;float percent; };void display(const free_throws & ft); void set_pc(free_throws & ft); free_throws & accumulate(free_throws &target, const free_throws &source);int main() {free_throws one = {"Ifelsa Branch", 13, 14};free_throws two = {"Andor Knott", 10, 16};free_throws three = {"Minnie Max", 7, 9};free_throws four = {"Whily Looper", 5, 9};free_throws five = {"Long Long", 6, 14};free_throws team = {"Throwgoods", 0, 0};free_throws dup;set_pc(one);display(one);accumulate(team, one);display(team); // use return value as argumentdisplay(accumulate(team, two));accumulate(accumulate(team, three), four);display(team); // use return value in assignmentdup = accumulate(team,five);std::cout << "Displaying team:\n";display(team);std::cout << "Displaying dup after assignment:\n";display(dup);set_pc(four); // ill-advised assignmentaccumulate(dup,five) = four;//five的數(shù)據(jù)給到dup中，再用four覆蓋dupstd::cout << "Displaying dup after ill-advised assignment:\n";display(dup);// std::cin.get();return 0; }void display(const free_throws & ft) {using std::cout;cout << "Name: " << ft.name << '\n';cout << " Made: " << ft.made << '\t';cout << "Attempts: " << ft.attempts << '\t';cout << "Percent: " << ft.percent << '\n'; } void set_pc(free_throws & ft) {if (ft.attempts != 0)ft.percent = 100.0f *float(ft.made)/float(ft.attempts);elseft.percent = 0; }free_throws & accumulate(free_throws & target, const free_throws & source) {target.attempts += source.attempts;target.made += source.made;set_pc(target);return target; }

何時(shí)使用引用參數(shù)

對(duì)于使用傳遞的值不做修改的函數(shù)：
①數(shù)據(jù)對(duì)象很小，如內(nèi)置數(shù)據(jù)類型或小型結(jié)構(gòu)，則按值傳遞；
②數(shù)據(jù)對(duì)象是數(shù)組，則使用指針，并聲明為const
③數(shù)據(jù)對(duì)象是大型結(jié)構(gòu)，則使用const指針或者const引用，節(jié)省復(fù)制結(jié)構(gòu)所需的時(shí)間和空間
④數(shù)據(jù)對(duì)象是類對(duì)象，使用const引用

對(duì)于修改調(diào)用函數(shù)中數(shù)據(jù)的函數(shù)
①數(shù)據(jù)對(duì)象是內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，則使用指針
②數(shù)據(jù)對(duì)象是數(shù)組，則只能使用指針
③數(shù)據(jù)對(duì)象是結(jié)構(gòu)，則使用引用或指針
④數(shù)據(jù)對(duì)象是類對(duì)象，使用引用

默認(rèn)參數(shù)

默認(rèn)參數(shù)指的是當(dāng)函數(shù)調(diào)用中省略了實(shí)參時(shí)自動(dòng)使用的一個(gè)值。
設(shè)置默認(rèn)值必須通過函數(shù)原型：

char* left(const char* str, int n =1 );

對(duì)于帶參數(shù)列表的函數(shù)，必須從右向左添加默認(rèn)值

int harp(int n, int m=2, int j=3);//可用int hard(int n,int m =3, int j);//不可用int saiji(int n =5, int m =1, int j =9);//可用

實(shí)參從左到右的順序依次賦給相應(yīng)的形參，而不能跳過任何參數(shù)。只有在函數(shù)原型中指明了默認(rèn)值，函數(shù)定義與沒有默認(rèn)參數(shù)時(shí)完全相同。

函數(shù)重載

默認(rèn)參數(shù)能夠使用不同數(shù)目的參數(shù)調(diào)用同一個(gè)函數(shù)，而函數(shù)多態(tài)（函數(shù)重載）能夠使用多個(gè)同名的函數(shù)，多態(tài)是指有多種形式，重載是指有多個(gè)重名的函數(shù)，兩個(gè)術(shù)語是一回事，但通常使用函數(shù)重載。
函數(shù)重載的關(guān)鍵是函數(shù)的參數(shù)列表，也成為函數(shù)特征標(biāo)，如果兩個(gè)函數(shù)的參數(shù)數(shù)目，排列順序都相同，則它們的特征標(biāo)相同，變量名無關(guān)緊要。函數(shù)重載的條件就是特征標(biāo)不同。

void print(const char *str,int n); void print(long l,int n); void print(double d,int n); void print(const char *str);

上述函數(shù)的特征標(biāo)均不相同，并且返回類型也可以不同，因此可認(rèn)為是函數(shù)重載。

double cube(double x); double cube(double &x);

編譯器在檢查函數(shù)特征標(biāo)時(shí)，把類型的引用與類型本身視為同一個(gè)特征標(biāo)。

函數(shù)模板

函數(shù)模板是通用的函數(shù)描述，使用泛型來定義函數(shù)，其中的泛型可用具體的類型（int，double等）替換，函數(shù)模板允許以任意類型的方式定義函數(shù)，如以下模板所示：

template<class T>//第一行template必需，class與typename可替換，必須使用尖括號(hào) void swap(T& a,T& b)//類型名可以任意選擇，但命名規(guī)則要遵守 {T temp;temp = a;a = b;b = temp; } // funtemp.cpp -- using a function template #include <iostream> // function template prototype template <typename T> // or class T void Swap(T &a, T &b);int main() {using namespace std;int i = 10;int j = 20;cout << "i, j = " << i << ", " << j << ".\n";cout << "Using compiler-generated int swapper:\n";Swap(i,j); // generates void Swap(int &, int &)cout << "Now i, j = " << i << ", " << j << ".\n";double x = 24.5;double y = 81.7;cout << "x, y = " << x << ", " << y << ".\n";cout << "Using compiler-generated double swapper:\n";Swap(x,y); // generates void Swap(double &, double &)cout << "Now x, y = " << x << ", " << y << ".\n";// cin.get();return 0; }// function template definition template <typename T> // or class T void Swap(T &a, T &b) {T temp; // temp a variable of type Ttemp = a;a = b;b = temp; }

顯式具體化

C++98標(biāo)準(zhǔn)：
①對(duì)于給定的函數(shù)名，可以有非模板函數(shù)、模板函數(shù)和顯式具體化函數(shù)及其重載版本
②顯示具體化的原型和定義應(yīng)以template<>打頭，并通過原型指出類型
③具體化優(yōu)先于常規(guī)模板，而非模板函數(shù)優(yōu)于具體化和常規(guī)模板

//非模板函數(shù) void swap(job&,job&); //模板函數(shù) template<typename T> void swap(T& ,T&); //顯式具體化 template<>void swap<job>(job&,job&)//<job>是可選的，job只是一個(gè)具體化

實(shí)例化與具體化

代碼中包含函數(shù)模板本身并不會(huì)生成函數(shù)定義， 只是一個(gè)用于生成函數(shù)定義的方案，當(dāng)編譯器使用模板為特定類型生成函數(shù)定義時(shí)，得到的便是函數(shù)實(shí)例，例如上述swap(i,j)便是模板函數(shù)swap()的一個(gè)實(shí)例，這種實(shí)例化的方式成為隱式實(shí)例化。
顯式實(shí)例化的語法是聲明所需的種類，用<>表示類型，并在聲明前加上關(guān)鍵字template：

template void swap<int>(int,int);

顯式具體化，顯式實(shí)例化，隱式實(shí)例化統(tǒng)稱為具體化，相同之處在于表示的都是使用具體類型的函數(shù)定義，而不是通用描述。前綴template與前綴template<>分別代表顯示實(shí)例化和顯式具體化

編譯器選擇哪個(gè)函數(shù)版本

完全匹配和最佳匹配

①指向非const數(shù)據(jù)的指針和引用優(yōu)先與非const指針和引用參數(shù)匹配
②const和非const之間的區(qū)別只適用于指針和引用指向的數(shù)據(jù)
③完全匹配優(yōu)于另一個(gè)的情況還有一個(gè)是非模板函數(shù)，而另一個(gè)不是，此時(shí)非模板函數(shù)優(yōu)于模板函數(shù)（包括顯式具體化）
④如果兩者都是模板函數(shù)，那么較具體的模板函數(shù)優(yōu)先。

部分排序規(guī)則

重載解析尋找最匹配的函數(shù)：
如果只存在一個(gè)這樣的函數(shù)，則選擇它；
如果存在多個(gè)這樣的函數(shù)，但其中只有一個(gè)是非模板函數(shù)，則選擇非模板函數(shù)；
如果存在多個(gè)合適的函數(shù)，并且都為模板函數(shù)，但只有一個(gè)比其他更具體，則選擇該函數(shù)；
如果有多個(gè)同樣合適的非模板或模板函數(shù)，但沒有一個(gè)更具體的，則會(huì)報(bào)錯(cuò)；
如果不存在匹配的，也會(huì)報(bào)錯(cuò)

關(guān)鍵詞decltype（C++11）

decltype (x+y)xpy;//xpy的類型為x+y的類型 xpy = x+y;//等價(jià)于decltype（x+y）xpy=(x+y)

decltype (expression) var
decltype的確定類型：
①如果expression是一個(gè)沒有用括號(hào)括起的標(biāo)識(shí)符，則var與該標(biāo)識(shí)符的類型相同，包括const等限定符；

double x=2.0; double y=7.9; double& rx = x; const double *ptr; decltype(x)w;//w是double類型 decltype(rx) u =y;//u是double的引用 decltype(pd)v;//v是一個(gè)const double *

②如果expression是一個(gè)函數(shù)調(diào)用，則var與函數(shù)返回類型相同;

long indeed(int); decltype(indeed(3))m;//m是long類型，并且函數(shù)沒有實(shí)際調(diào)用

③如果expression是一個(gè)左值，則var指向其類型的引用，一種顯而易見的情況就是expression是用括號(hào)括起的標(biāo)識(shí)符；

double xx = 4.4; decltype((xx))r2 = xx;//r2是一個(gè)double的引用 decltype(xx)W = xx;//w是一個(gè)double

④如果前面條件都不滿足，那么var與expression類型相同

int j=3; int &k =j; int &n =j; decltype(j+6)x;//x為int decltype(100L)y;//y為long decltype(k+n)z;//z為int，k,n為引用，但兩者相加得到的是int

后置返回類型（C++11）

對(duì)于下面的原型：

double h(int,float);

使用新增的語法可編寫成：

auto h(int,float) -> double;//auto是一個(gè)占位符，表示后置返回類型提供的類型

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的2020 我的C++的学习之路 第八章函数的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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