C++中的函数新特性

末蓝、 2022-07-11 08:45 289阅读 0赞

# C++中的函数新特性（1） #

> 大纲：  
> 1. 内联函数  
> 2. 函数重载  
> 3. 函数形参默认值  
> 4. 初涉函数模板

*  C中的函数新特性1
    
     *  先来速成新特性
        
         *  内联函数
         *  函数参数默认值
            
             *  语法简介
         *  函数重载
         *  函数模板
     *  内联函数
        
         *  为什么我们需要内联函数
            
             *  为了效率
             *  为了避免宏定义的弊端
         *  使用内联函数的注意事项
     *  函数参数默认值
        
         *  两个注意事项
            
             *  从右向左添加默认值
             *  只有函数原型需要加默认值
     *  函数重载
        
         *  函数特征标
         *  成功重载的条件
            
             *  const可以重载吗
             *  引用变量能重载吗
         *  二义性与类型转换
     *  函数模板

## 先来速成新特性 ##

### 1. 内联函数 ###

说到内联函数，不得不提和它类似的一个东西先

#define F(x) ((x)*(x))

没错，就是宏定义  
在程序编译过程中，F(x)会自动替换成((x)\*(x))  
从而在程序中F(x)就像一个函数一样

C++中当然也有宏定义  
不过有一个新特性  
能够得到与此类似的实现

inline int F(int x)
    {
        return x*x;
    }

1.  语法：和普通函数的定义几乎一模一样，不过就是在声明语句前面加了一个词  
    `inline`
2.  作用：和宏定义类似，在函数调用的地方，  
    编译器将会使用相应的函数代码替换函数的调用  
    **也就是在编译阶段就替换代码**，  
    **实际运行的时候已经没有函数调用了**  
    这一点是和宏定义类似的

### 2. 函数参数默认值 ###

**在C++的函数中，我们可以在声明的时候添加默认值**

#### 语法简介 ####

先 **放码过来** 展示下语法  
如下面  
这是函数原型:

int function(int a = 2)

这是函数定义：

int function(int a)
    {
        return a*a;
    }

然后在调用函数的时候，我们可以这样

function(6);
    //返回36
    function(4);
    //返回16
    function();
    //返回4

嗯？？第三条语句并没有传递参数呀？

> 在没有传递参数的时候  
> 函数会自动采用在声明时使用的默认值

### 3. 函数重载 ###

> C++中，是允许同名函数的存在的  
> 在调用函数的时候，  
> 会根据函数的形参列表选择其中一个执行  
> 所谓函数重载便是如此

例：我们可以定义这样一组函数

void print(int a);
    void print(int a,int b);
    void print(double a);
    void print(int a, double b);
    void print(doubla a, int b);

然后我们在调用函数的时候

print (3);// 调用第一个
    print (3,4); //调用第二个
    print (3.0); //调用第三个
    print (3,2.0); //调用第四个
    print (2.0, 2); //调用第五个

这几个调用都会调用不同的函数

### 4. 函数模板 ###

如果我要打一个交换两个int变量的函数  
我可以这样

void swap(int & a, int & b)
    {
        int temp;
        temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }

如果我还要打一个交换double变量的呢？  
如果我还要交换long变量呢？  
我是不是都要打一个swap函数！！  
好烦！！  
函数模板，就是为了解决你这样的烦恼而来  
且看下面

template <typename T >
    void swap(T & a, T & b)
    {
        T temp;
        temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }

> 关键字：template（模板）  
> 关键字：typename

第一行，指出这是一个函数模板  
一个可替代的变量类型，我们暂且命名为T  
然后后面函数的定义  
就用T来代替具体的类型  
之后我们的函数调用  
就可以用这一个swap函数，去交换int变量  
去交换double变量

> 实际上函数模板就是在编译的时候  
> 将T换成所需要的类型  
> 就像 typedef T int ；一样

下面是一些比较细的注意事项  
最好边看边打码边实践

## 1. 内联函数 ##

### 为什么我们需要内联函数 ###

#### 1. 为了效率 ####

> **函数的调用原理**  
> 函数调用时  
> 需要程序在运行时跳到调用函数所在地址  
> 然后执行函数后，跳回上一级并且返回值  
> 在这一跳一跳的过程  
> 需要做很多事情

宏定义和内联函数  
都通过直接替换代码的做法  
避免了常规的函数调用  
节省了计算资源和存储空间

#### 2. 为了避免宏定义的弊端 ####

#define F(x) ((x)*(x))

就如同这条宏定义  
为什么要加这么多括号呢？  
(希望能够自己思考一下)

> 如果不加  
> 当我们使用F(x+1)  
> 宏定义会替换成 x+1 \* x+1  
> 明显不能算出我们所期待的x+1 的平方

再如，如果在含有这条宏定义的程序中  
我们这样  
`F(c++);`  
又会发生什么呢？

> 替换后会变成  
> c++ \* c++  
> 结果不好确定  
> 而且c还被加了两遍  
> 一定不会是自己所期望自己的结果  
> 返回c的平方后c++；

这些种种弊端，内联函数都不存在  
只管当普通函数用就好啦

### 使用内联函数的注意事项 ###

1.  被调用多次且短小的程序适合作为内联函数
2.  只被调用一两次，或者函数定义代码比较长，不适合用内联函数
3.  ！！ 内联函数不能递归

## 2. 函数参数默认值 ##

### 两个注意事项 ###

1.  从右向左添加默认值
2.  默认值只加在函数原型，函数定义中不用加参数默认值  
    下面我解释一下上面的两句话

#### 1. 从右向左添加默认值 ####

**假设有这样的一个函数原型**  
`int function (int a, int b = 3, int c )`  
我这样调用  
function(2，4);  
这是想做什么呢？  
是因为b有了默认值，想只给a和c赋值吗？  
但是

> 实参按从左向右的顺序依次赋给对应的形参  
> 也就是说  
> 2 会赋给 a ， 4 会赋给 b，  
> 不会跳过默认值

不过，我们可以这样修改函数原型  
`int function (int a, int c , int b = 3)`  
这样就没有问题了

**所以，默认值从右往左添加**

#### 2. 只有函数原型需要加默认值 ####

这个注意事项相信大家再看会该节开头的例子就懂了  
这是函数原型:

int function(int a = 2)

这是函数定义：

int function(int a)
    {
        return a*a;
    }

## 3. 函数重载 ##

### 函数特征标 ###

先明白一个概念：函数的特征标

> 函数特征标  
> 对于相同名字的函数  
> 函数的特征标由函数定义的形参列表决定  
> 例：  
> `int function (int , int );`  
> `int function (double );`  
> 第一个函数的形参列表为（int， int）  
> 第二个函数的形参列表为（double）  
> 所以虽然相同名字，这是两个不同的函数

### 成功重载的条件 ###

#### const可以重载吗 ####

void print(int a);
    void print (const int a);

这个是不可以的，

void print (int & a);
    void print (const int & a);

这个是可以的

void print (int * a);
    void print (const int * a);

这个也是可以的

我其实很想解释解释为什么可以为什么不可以的  
然后发现我不会解释  
不过在DEV上亲测过

#### 引用变量能重载吗 ####

void print (int a);
    void print (int & a);

这两个是无法重载的

### 二义性与类型转换 ###

假设这里定义了这样的函数  
`void print (int a, double = 3);`  
`void print (int b);`  
这两个当然是不同的函数，当然可以重载  
可是，如果我这样调用函数  
`print(3);`  
对于第一个版本，当然可以使用，因为第二个参数默认为3，可以省略  
对于第二个版本，毫无疑问可以使用  
这下子怎么办？？？？  
编译器就会报错  
这就叫做具有二义性

> **二义性**是指  
> 访问**同名**成员的不确定性  
> 包括访问函数，访问类成员。。。

在类型转换中，同样可能会有二义性  
例子：这里定义了这几个函数

void print (int a);
    void print (double a);

然后

unsigned int u = 3;
    print(u);

会发生什么？

> 这里没有一个函数与u匹配，  
> 因此u会尝试类型转换从而匹配  
> u既可以转为int类型也可以转为double类型  
> 出现二义性  
> 编译器无法确定  
> 报错。。。。。

## 函数模板 ##

明天再细写函数模板吧  
真是一个大坑……