C++ 函数

函数是一组一起执行一个任务的语句。每个 C++ 程序都至少有一个函数，即主函数 main() ，所有简单的程序都可以定义其他额外的函数。

您可以把代码划分到不同的函数中。如何划分代码到不同的函数中是由您来决定的，但在逻辑上，划分通常是根据每个函数执行一个特定的任务来进行的。

函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型和参数。函数定义提供了函数的实际主体。

C++ 标准库提供了大量的程序可以调用的内置函数。例如，函数 strcat() 用来连接两个字符串，函数 memcpy() 用来复制内存到另一个位置。

函数还有很多叫法，比如方法、子例程或程序，等等。

定义函数

C++ 中的函数定义的一般形式如下：

return_type function_name( parameter list ) { body of the function }

在 C++ 中，函数由一个函数头和一个函数主体组成。下面列出一个函数的所有组成部分：

返回类型：一个函数可以返回一个值。return_type 是函数返回的值的数据类型。有些函数执行所需的操作而不返回值，在这种情况下，return_type 是关键字 void。
函数名称：这是函数的实际名称。函数名和参数列表一起构成了函数签名。
参数：参数就像是占位符。当函数被调用时，您向参数传递一个值，这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的，也就是说，函数可能不包含参数。
函数主体：函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。

实例

以下是 max() 函数的源代码。该函数有两个参数 num1 和 num2，会返回这两个数中较大的那个数：

// 函数返回两个数中较大的那个数 int max(int num1, int num2) { // 局部变量声明 int result; if (num1 > num2) result = num1; else result = num2; return result; }

函数声明

函数声明会告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。

函数声明包括以下几个部分：

return_type function_name( parameter list );

针对上面定义的函数 max()，以下是函数声明：

int max(int num1, int num2);

在函数声明中，参数的名称并不重要，只有参数的类型是必需的，因此下面也是有效的声明：

int max(int, int);

当您在一个源文件中定义函数且在另一个文件中调用函数时，函数声明是必需的。在这种情况下，您应该在调用函数的文件顶部声明函数。

调用函数

创建 C++ 函数时，会定义函数做什么，然后通过调用函数来完成已定义的任务。

当程序调用函数时，程序控制权会转移给被调用的函数。被调用的函数执行已定义的任务，当函数的返回语句被执行时，或到达函数的结束括号时，会把程序控制权交还给主程序。

调用函数时，传递所需参数，如果函数返回一个值，则可以存储返回值。例如：

实例

#include <iostream> using namespace std; // 函数声明 int max(int num1, int num2); int main () { // 局部变量声明 int a = 100; int b = 200; int ret; // 调用函数来获取最大值 ret = max(a, b); cout << "Max value is : " << ret << endl; return 0; } // 函数返回两个数中较大的那个数 int max(int num1, int num2) { // 局部变量声明 int result; if (num1 > num2) result = num1; else result = num2; return result; }

把 max() 函数和 main() 函数放一块，编译源代码。当运行最后的可执行文件时，会产生下列结果：

Max value is : 200

函数参数

如果函数要使用参数，则必须声明接受参数值的变量。这些变量称为函数的形式参数。

形式参数就像函数内的其他局部变量，在进入函数时被创建，退出函数时被销毁。

当调用函数时，有两种向函数传递参数的方式：

调用类型	描述
传值调用	该方法把参数的实际值复制给函数的形式参数。在这种情况下，修改函数内的形式参数对实际参数没有影响。
指针调用	该方法把参数的地址复制给形式参数。在函数内，该地址用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着，修改形式参数会影响实际参数。
引用调用	该方法把参数的引用复制给形式参数。在函数内，该引用用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着，修改形式参数会影响实际参数。

默认情况下，C++ 使用传值调用来传递参数。一般来说，这意味着函数内的代码不能改变用于调用函数的参数。之前提到的实例，调用 max() 函数时，使用了相同的方法。

参数的默认值

当您定义一个函数，您可以为参数列表中后边的每一个参数指定默认值。当调用函数时，如果实际参数的值留空，则使用这个默认值。

这是通过在函数定义中使用赋值运算符来为参数赋值的。调用函数时，如果未传递参数的值，则会使用默认值，如果指定了值，则会忽略默认值，使用传递的值。请看下面的实例：

实例

#include <iostream> using namespace std; int sum(int a, int b=20) { int result; result = a + b; return (result); } int main () { // 局部变量声明 int a = 100; int b = 200; int result; // 调用函数来添加值 result = sum(a, b); cout << "Total value is :" << result << endl; // 再次调用函数 result = sum(a); cout << "Total value is :" << result << endl; return 0; }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Total value is :300
Total value is :120

Lambda 函数与表达式

C++11 提供了对匿名函数的支持,称为 Lambda 函数(也叫 Lambda 表达式)。

Lambda 表达式把函数看作对象。Lambda 表达式可以像对象一样使用，比如可以将它们赋给变量和作为参数传递，还可以像函数一样对其求值。

Lambda 表达式本质上与函数声明非常类似。Lambda 表达式具体形式如下:

[capture](parameters)->return-type{body}

例如：

[](int x, int y){ return x < y ; }

如果没有返回值可以表示为：

[capture](parameters){body}

例如：

[]{ ++global_x; }

在一个更为复杂的例子中，返回类型可以被明确的指定如下：

[](int x, int y) -> int { int z = x + y; return z + x; }

本例中，一个临时的参数 z 被创建用来存储中间结果。如同一般的函数，z 的值不会保留到下一次该不具名函数再次被调用时。

如果 lambda 函数没有传回值（例如 void），其返回类型可被完全忽略。

在Lambda表达式内可以访问当前作用域的变量，这是Lambda表达式的闭包（Closure）行为。与JavaScript闭包不同，C++变量传递有传值和传引用的区别。可以通过前面的[]来指定：

[]      // 沒有定义任何变量。使用未定义变量会引发错误。
[x, &y] // x以传值方式传入（默认），y以引用方式传入。
[&]     // 任何被使用到的外部变量都隐式地以引用方式加以引用。
[=]     // 任何被使用到的外部变量都隐式地以传值方式加以引用。
[&, x]  // x显式地以传值方式加以引用。其余变量以引用方式加以引用。
[=, &z] // z显式地以引用方式加以引用。其余变量以传值方式加以引用。

另外有一点需要注意。对于[=]或[&]的形式，lambda 表达式可以直接使用 this 指针。但是，对于[]的形式，如果要使用 this 指针，必须显式传入：

[this]() { this->someFunc(); }();

Lambda函数的语法定义如下：

[capture](parameters) mutable ->return-type{statement}

其中：

[capture]：捕捉列表。捕捉列表总是出现在 lambda 表达式的开始处。事实上，[] 是 lambda 引出符。编译器根据该引出符判断接下来的代码是否是 lambda 函数。捕捉列表能够捕捉上下文中的变量供 lambda 函数使用。
(parameters)：参数列表。与普通函数的参数列表一致。如果不需要参数传递，则可以连同括号 () 一起省略。
mutable：mutable 修饰符。默认情况下，lambda 函数总是一个 const 函数，mutable 可以取消其常量性。在使用该修饰符时，参数列表不可省略（即使参数为空）。
->return_type：返回类型。用追踪返回类型形式声明函数的返回类型。出于方便，不需要返回值的时候也可以连同符号 -> 一起省略。此外，在返回类型明确的情况下，也可以省略该部分，让编译器对返回类型进行推导。
{statement}：函数体。内容与普通函数一样，不过除了可以使用参数之外，还可以使用所有捕获的变量。

在 lambda 函数的定义式中，参数列表和返回类型都是可选部分，而捕捉列表和函数体都可能为空，C++ 中最简单的 lambda 函数只需要声明为：

[]{};

两个实际应用到lambda表达式的代码。

std::vector<int> v = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
int even_count = 0;
for_each(v.begin(), v.end(), [&even_count](int val){
    if(!(val & 1)){
        ++ even_count;
    }
});
std::cout << "The number of even is " << even_count << std::endl;

int count = std::count_if( coll.begin(), coll.end(), [](int x){ return x > 10; });  
  
int count = std::count_if( coll.begin(), coll.end(), [](int x){ return x < 10; });  
  
int count = std::count_if( coll.begin(), coll.end(), [](int x){ return x > 5 && x<10; });

定义一个可以输出字符串的lambda表达式，表达式一般都是从方括号[]开始，然后结束于花括号{}，花括号里面就像定义函数那样，包含了lamdba表达式体：

// 定义简单的lambda表达式
auto basicLambda = [] { cout << "Hello, world!" << endl; };

// 调用
basicLambda();
// 输出：Hello, world!

如果需要参数，那么就要像函数那样，放在圆括号里面，如果有返回值，返回类型要放在->后面，即拖尾返回类型，当然你也可以忽略返回类型，lambda会帮你自动推断出返回类型：

// 指明返回类型
auto add = [](int a, int b) -> int { return a + b; };

// 自动推断返回类型
auto multiply = [](int a, int b) { return a * b; };
int sum = add(2, 5);   // 输出：7
int product = multiply(2, 5);  // 输出：10

Lambda函数很简洁，但变化较多。

1、什么也不捕获，或者是故意不用 Lambda 函数外部的变量

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
    int i = 1024;
    auto func = [] { cout << i; };
    func();
}  // 结果报错，因为未指定默认捕获模式

正确的如下：

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
    int i = 1024;
    auto func = [=]{  // [=] 表明将外部的所有变量拷贝一份到该Lambda函数内部
        cout << i;
    };
    func();
}

2、引用捕获

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
    int i = 1024;
    cout << &i << endl;
    auto fun1 = [&]{
        cout << &i << endl;
    };
    fun1();
}

3、复制并引用捕获

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
    int i = 1024, j = 2048;
 
    cout << "i:" << &i << endl;
    cout << "j:" << &j << endl;
 
    auto fun1 = [=, &i]{ // 默认拷贝外部所有变量，但引用变量 i
        cout << "i:" << &i << endl;
        cout << "j:" << &j << endl;
    };
    fun1();
}

4、指定引用或复制

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
    int i = 1024, j = 2048;
 
    cout << "outside i value:" << i << " addr:" << &i << endl;
 
    auto fun1 = [i]{
        cout << "inside  i value:" << i << " addr:" << &i << endl;
        // cout << j << endl; // j 未捕获
    };
    fun1();
}

5、捕获this指针

#include <iostream>
using namespace std;
 
class test
{
public:
    void hello() {
        cout << "test hello!n";
    };
    void lambda() {
        auto fun = [this]{ // 捕获了 this 指针
            this->hello(); // 这里 this 调用的就是 class test 的对象了
        };
        fun();
    }
};
 
int main()
{
    test t;
    t.lambda();
}

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