第六章-函数

函数

 

1 函数基础

• 我们通过调用运算符来执行函数。调用运算符的形式是（），它作用于一个表达式，该表达式是函数或者指向函数的指针。调用函数表达式的类型就是函数的返回类型。
• 尽管实参与形参存在对应关系，但是并没有规定实参的求值顺序。

1-1 局部对象

• 形参和函数体内部定义的变量统称为局部变量。

1-2 函数声明

• 如果一个函数永远也不会被我们用到，那么它可以只声明没有定义。

1-3 分离式编译

 

2 参数传递

2-1 传值参数

• 指针形参的行为和其他非引用类型一样。当执行指针拷贝操作时，拷贝的是指针的值。拷贝之后，两个指针是不同的指针。

2-2 传引用参数

2-3 const形参和实参

2-4 数组形参

• 在传递多维数组形参的时候，编译器会一如既往地忽略掉第一个维度，所以最好不要把它包括在形参列表内。

2-5 main：处理命令行选项

2-6 含有可变形参的函数

• 为了编写能处理不同数量实参的函数，C++11新标准提供了两种主要的方法：如果所有的实参类型相同，可以传递一个名为initializer_list的标准库类型；如果实参的类型不同，可以编写一种特殊的函数，也就是所谓的可变参数模板。
• 拷贝或赋值一个initializer_list对象不会拷贝列表中的元素；拷贝后，原始列表和副本共享元素。
• initializer_list对象中的元素永远是常量值。
• 省略符号形参对应的实参无需类型检查。

 

3 返回类型和return语句

3-1 无返回值函数

• 一个返回类型是void的函数也能使用return expression这种形式，不过此时return语句的expression必须是另一个返回void的函数。

3-2 有返回值函数

• 调用一个返回引用的函数得到左值，其他返回类型得到右值。

3-3 返回指针数组

• 如果我们想定义一个返回数组指针的函数，则指针的维度必须要跟在函数名字之后。然而，函数的形参列表也跟在函数名字后，且形参列表应优先于数组的维度。
• 尾置返回类型跟在形参列表后面并且以一个->符号开头。为了表示函数真正的返回类型跟在形参列表之后，我们在本应该出现返回类型的地方放置一个auto。
• decltype并不负责把数组类型转换成对应指针，所以decltype针对数组来说返回的就是数组类型。

 

4 函数重载

• 一个拥有顶层const的形参无法跟另一个没有顶层的const的形参区分开来。
• 如果形参是某种类型的指针或引用，则通过区分其指向的是常量对象还是非常量对象可以实现函数重载，此时const是底层的。
• 当我们传递一个非常量对象或者指向非常量对象的指针时，编译器会优先选择非常量版本的函数。

4-1 重载与作用域

 

5 特殊用途语言特性

5-1 默认实参

• 一旦某个形参被赋予了默认值，它后面的所有形参都必须有默认值。
• 用作默认实参的名字在函数声明所在作用域内解析，而这些名字的求值过程发生在函数调用点。

5-2 内联函数和constexpr函数

• constexpr函数需要遵循：函数的返回类型及所有形参的类型都得是字面值类型，而且函数体中必须有且只有一条return语句。
• 和其他函数不一样，内联函数和constexpr函数可以在程序中多次定义。毕竟，编译器想要展开函数仅有函数声明是不够的，还需要定义。不过，对于某个给定的内联函数或者constexpr函数来说，它的多个定义必须完全一致。基于这个原因，内联函数和constexpr函数通常定义在头文件中。

5-3 调试帮助

• assert是一种预处理宏。所谓预处理宏其实是一个预处理变量，它的行为有点类似于内联函数。如我们所知，预处理名字由预处理器而非编译器管理。
• assert的行为依赖一个NDEBUG的预处理变量的状态。如果定义了它，则assert什么也不做。默认状态下是没有定义NDEBUG的，此时assert执行检查。

 

6 函数匹配

• 函数匹配的步骤：第一步：选定候选函数（具备两个特征：与被调用的函数同名；声明在调用点可见）；第二步：选定可行函数（具备两个特征：形参数量与本次调用提供的实参数量相等；每个实参的类型与对应的形参类型相同，或者能转换成形参的类型）；第三步：寻找最优匹配（如果有且仅有一个函数满足以下两个条件，则找到最优：该函数每个实参的匹配都不劣于其他可行函数需要的匹配；至少有一个实参的匹配优于其他可行函数提供的匹配）。
• 如果在可行函数中选不出最优匹配，编译器会报告二义性调用错误。

6-1 实参类型转换

• 为了确定最佳匹配，编译器将实参类型到形参类型的转换划分为几个等级，具体排序如下：
• 精确匹配（包括：实参类型和形参类型相同；实参从数组类型或函数类型转换成对应指针类型；向实参添加或删除顶层const）
• 通过const转换实现的匹配（底层const）
• 通过类型提升实现的匹配（小整型提升到int或者更大的整型）
• 通过算术转换或指针转换实现的匹配
• 通过类类型转换实现的匹配

 

7 函数指针

• 当我们把函数名作为一个值使用时，该函数会自动转换成指针，此时函数名前的&是可选的。
• 此外，我们还能直接使用指向函数的指针来调用该函数，此时函数指针前的*也是可选的。
• 在指向不同函数类型的指针间不存在转换规则。
• 如果要返回指向函数的指针，我们必须把返回类型写成指针形式，编译器不会自动将函数返回类型当成对应的指针类型来处理。
• 当我们用decltype作用于某个函数时，它返回函数类型而非指针类型。