• C++学习笔记3


    函数小结 :

            函数是有名字的计算单元,对程序(就算是小程序)的结构化至关重要。

    函数的定义由返回类型、函数名、形參表(可能为空)以及函数体组成。函数体是调用函数时运行的语句块。

    在调用函数时,传递给函数的实參必须与对应的形參类型兼容。

            给函数传递实參遵循变量初始化的规则。非引用类型的形參以对应实參的副本初始化。对(非引用)形參的不论什么改动仅作用于局部副本。并不影响实參本身。

    复制庞大而复杂的值有昂贵的开销。

    为了避免传递副本的开销。可将形參指定为引用类型。对引用形參的不论什么改动会直接影响实參本身。应将不须要改动对应实參的引用形參定义为const 引用。

            在 C++ 中。函数能够重载。

    仅仅要函数中形參的个数或类型不同,则同一个函数名可用于定义不同的函数。编译器将依据函数调用时的实參确定调用哪一个函数。

    在重载函数集合中选择适合的函数的过程称为函数匹配。

            C++ 提供了两种特殊的函数:内联函数和成员函数。将函数指定为内联是建议编译器在调用点直接把函数代码展开。

    内联函数避免了调用函数的代价。成员函数则是身为类成员的函数。


    1.  函数不能返回还有一个函数或者内置数组类型。但能够返回指向函数的指针,或指向数组元素的指针的指针:

     // ok: pointer tofirst element of the array
     int *foo_bar() { /*... */ }
     //在定义或声明函数时。没有显式指定返回类型是不合法的:
     // error: missingreturn type
     test(double v1,double v2) { /* ... */

    2.函数形參表

    函数形參表能够为空,但不能省略。没有不论什么形參的函数能够用空形參表或含有单个keywordvoid 的形參表来表示。比如,以下关于process 的声明是等价的:

     void process() { /*... */ }     // implicit void parameter list 
     void process(void){/* ... */ }  // equivalent declaration

    形參表由一系列用逗号分隔的參数类型和(可选的)參数名组成。

    假设两个參数

    具有同样的类型,则其类型必须反复声明:

     int manip(int v1, v2){ /* ... */ }      // error
     int manip(int v1, intv2) { /* ... */ }  // ok

    參数表中不能出现同名的參数。类似地,局部于函数的变量也不能使用与函数的随意參数同样的名字。參数名是可选的,但在函数定义中,通常全部參数都要命名。

    參数必须在命名后才干使用。

    3.  參数传递

    每次调用函数时,都会又一次创建该函数全部的形參,此时所传递的实參将会初始化相应的形參。 形參的初始化与变量的初始化一样:假设形參具有非引用类型,则复制实參的值,假设形參为引用类型,则它仅仅是实參的别名。

    4. 复制实參的局限性

    复制实參并非在全部的情况下都适合,不适宜复制实參的情况包含:

    • 当须要在函数中改动实參的值时。

    • 当须要以大型对象作为实參传递时。对实际的应用而言。复制对象所付出的时间和存储空间代价往往过在。

    • 当没有办法实现对象的复制时。

    5. 更灵活的指向const 的引用

    假设函数具有普通的非const 引用形參,则显然不能通过const 对象进行调用。毕竟。此时函数能够改动传递进来的对象,这样就违背了实參的const 特性。但比較easy忽略的是,调用这种函数时。传递一个右值或具有须要转换的类型的对象相同是不同意的:

    // function takes anon-const reference parameter
     int incr(int &val)
     {
     return ++val;
     }
     int main()
     {
     short v1 = 0;
     const int v2 = 42;
     int v3 = incr(v1);                 // error: v1 is not an int
     v3 = incr(v2);                     // error: v2 is const
     v3 = incr(0);                      // error: literals arenot lvalues
     v3 = incr(v1 + v2);                // error: addition doesn't yield anlvalue
     int v4 = incr(v3);                 // ok: v3 is a non const objecttype int
     }
     

    6. 传递指向指针的引用 –指针的交换

    如果我们想编写一个与前面交换两个整数的swap 类似的函数,实现两个指针的交换。已知需用* 定义指针。用& 定义引用。

    如今,问题在于怎样将这两个操作符结合起来以获得指向指针的引用。这里给出一个样例:

     // swap values of twopointers to int
     void ptrswap(int*&v1, int *&v2)
     {
     int *tmp = v2;
     v2 = v1;
     v1 = tmp;
     }

    形參  int *&v1的定义应从右至左理解:v1是一个引用,与指向int 型对象的指针相关联。也就是说,v1仅仅是传递进ptrswap 函数的随意指针的别名。重写第7.2.2 节的main 函数,调用ptrswap 交换分别指向值10 和20 的指针:

     int main()
     {
     int i = 10;
     int j = 20;
     int *pi = &i; //pi points to i
     int *pj = &j; //pj points to j
     cout <<"Before ptrswap():	*pi: " << *pi <<"	*pj: " << *pj << endl;
     ptrswap(pi, pj); //now pi points to j; pj points to i
     cout <<"After ptrswap():	*pi: "<< *pi << "	*pj: " << *pj<< endl;
     return 0;
     }
     
     // 编译并运行后,该程序产生例如以下结果:
     Before ptrswap():*pi: 10 *pj: 20
     After ptrswap(): *pi:20 *pj: 10

    7. 千万不要返回局部对象的引用

    理解返回引用至关重要的是:千万不能返回局部变量的引用。

    当函数运行完成时。将释放分配给局部对象的存储空间。

    此时,对局部对象的引用就会指向不确定的内存。考虑以下的程序:

     // Disaster: Functionreturns a reference to a local object
     const string&manip(const string& s)
     {
     string ret = s;
     // transform ret insome way
     return ret; // Wrong:Returning reference to a local object!
     }

    这个函数会在执行时出错,由于它返回了局部对象的引用。当函数执行完成,

    字符串ret 占用的储存空间被释放,函数返回值指向了对于这个程序来说不再有效的内存空间。

    8. 千万不要返回指向局部对象的指针

    函数的返回类型能够是大多数类型。特别地。函数也能够返回指针类型。和返回局部对象的引用一样,返回指向局部对象的指针也是错误的。一旦函数结束,局部对象被释放。返回的指针就变成了指向不再存在的对象的悬垂指针.

    9. 内联函数

    调用函数比求解等价表达式要慢得多。在大多数的机器上。调用函数都要做非常多工作;调用前要先保存寄存器,并在返回时恢复;复制实參;程序还必须转向一个新位置运行。

    将函数指定为inline 函数,(通常)就是将它在程序中每一个调用点上“内联地”展开。

    如果我们将shorterString 定义为内联函数。则调用: 

    cout <<shorterString(s1, s2) << endl;

    在编译时将展开为:

     cout <<(s1.size() < s2.size() ?

    s1 : s2) << endl;

    从而消除了把shorterString 写成函数的额外运行开销。

    从而消除了把shorterString 写成函数的额外运行开销。

     // inline version:find longer of two strings  inline conststring &
     shorterString(conststring &s1, const string &s2)
     {
       return s1.size() <s2.size() ? s1 : s2;
     }  

    inline 说明对于编译器来说仅仅是一个建议,编译器能够选择忽略这个。

    一般来说,内联机制适用于优化小的、仅仅有几行的并且常常被调用的函数。大多数的编译器都不支持递归函数的内联。

    一个1200 行的函数也不太可能在调用点内联展开。

    内联函数应该在头文件里定义,这一点不同于其它函数。

     

    10. 重载与作用域

    一般的作用域规则相同适用于重载函数名。

    假设局部地声明一个函数,则该函数将屏蔽而不是重载在外层作用域中声明的同名函数。由此推论。每个版本号的重载函数都应在同一个作用域中声明。

    一般来说,局部地声明函数是一种不明智的选择。函数的声明应放在头文件里。

    /* Program for illustration purposes only:
     * It is bad style fora function to define a local variable
     * with the same nameas a global name it wants to use
     */
     string init();                    // the name init hasglobal scope
     void fcn()
     {
     int init = 0;                     // init is local andhides global init
     string s = init();                // error: global init is hidden
     }
    …
    void print(const string &);
     void print(double);               // overloads the print function
     void fooBar(int ival)
     {
     void print(int);                  // new scope: hides previousinstances ofprint
     print("Value:");                  // error:print(const string &) is hidden
     print(ival);                      //ok: print(int) is visible
     print(3.14);                      //ok: calls print(int); print(double) is hidden
     }

    11. 候选函数

    调用所考虑的重载函数集合,该集合中的函数称为候选函数。候选函数是与被调函数同名的函数,

    可行函数

    从候选函数中选择一个或多个函数。它们可以用该调用中指定的实參来调用。

    因此,选出来的函数称为可行函数.

    12. 重载和const 形參

    可基于函数的引用形參是指向const 对象还是指向非const 对象,实现函数重载。将引用形參定义为const 来重载函数是合法的,由于编译器能够依据实參是否为const 确定调用哪一个函数:

     Recordlookup(Account&);
     Record lookup(constAccount&); // new function
     const Account a(0);
     Account b;
     lookup(a);          // calls lookup(const Account&)
     lookup(b);          // calls lookup(Account&)

    假设形參是普通的引用。则不能将const 对象传递给这个形參。假设传递了const 对象。则仅仅有带const 引用形參的版本号才是该调用的可行函数。

    13. 指向函数的指针

    函数指针是指指向函数而非指向对象的指针。

    14.函数指针 

    函数指针类型相当地冗长。使用typedef 为指针类型定义同义词,可将函数指针的使用大大简化:

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

    在引用函数名但又没有调用该函数时,函数名将被自己主动解释为指向函数的指针。

    如果有函数:

     // compares lengths of two strings
     boollengthCompare(const string &, const string &);

    除了用作函数调用的左操作数以外,对lengthCompare 的不论什么使用都被解释为例如以下类型的指针:

     bool (*)(const string&, const string &);
     // 可使用函数名对函数指针做初始化或赋值:
     cmpFcn pf1 = 0;                        // ok: unboundpointer to function
     cmpFcn pf2 =lengthCompare;             // ok: pointer typematches function's type
     pf1 = lengthCompare;                   // ok: pointer type matchesfunction's type
     pf2 = pf1;                             // ok: pointer types match
     
     // 此时。直接引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;


    函数指针仅仅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。将函数指针初始化为0,表示该指针不指向不论什么函数。指向不同函数类型的指针之间不存在转换:

     string::size_typesumLength(const string&, const string&);
     boolcstringCompare(char*, char*);
     // pointer tofunction returning bool taking two const string&  cmpFcn pf;
     pf = sumLength;                          // error: returntype differs
     pf = cstringCompare;                     // error: parameter typesdiffer
     pf = lengthCompare;                      // ok: function and pointertypes match exactly

    15. 通过指针调用函数

    指向函数的指针可用于调用它所指向的函数。能够不须要使用解引用操作符,直接通过指针调用函数:

     cmpFcn pf =lengthCompare;
     lengthCompare("hi","bye");     // direct call
     pf("hi","bye");                // equivalent call: pf1 implicitly dereferenced
     (*pf)("hi","bye");             // equivalent call: pf1 explicitly dereferenced

    假设指向函数的指针没有初始化,或者具有0 值。则该指针不能在函数调用中使用。

    仅仅有当指针已经初始化,或被赋值为指向某个函数,方能安全地用来调用函数。


    16. 指向重载函数的指针

    C++ 语言同意使用函数指针指向重载的函数:

     extern void ff(vector<double>);
     extern void ff(unsigned int);
     
     // which functiondoes pf1 refer to?
     void (*pf1)(unsignedint) = &ff; // ff(unsigned)
     //指针的类型必须与重载函数的一个版本号精确匹配。假设没有精确匹配的函数,则对该指针的初始化或赋值都将导致编译错误:
     // error: no match:invalid parameter list
     void (*pf2)(int) =&ff;
     
     // error: no match:invalid return type
     double(*pf3)(vector<double>);
     pf3 = &ff;
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