C/C++的函数

这篇介绍一下C/C++中的函数，主要是函数指针和传参(在文章的后半部分)相关的讨论

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函数的作用主要是为了方便代码复用

0. 函数调用

• 函数调用的本质：函数地址+(参数列表)
• 函数名与数组名的作用类似，一个函数为 void fun(int a); 通过fun(a); 或者&fun(a); 都可以成功调用函数，也就是说函数名或者是对函数名取地址意义是一样的
• 在C中，函数如不接受任何参数，必须在函数的参数列表处写void，函数列表啥也不写表示参数个数不能确定
• 在C++中，参数列表啥也不写默认是void，不接受任何参数，函数的调用跟C是一样的

1. 函数声明

• 函数可以不声明，直接定义在主函数前面，这样可以被主函数正常调用，但是如果定义的函数去调用其他的自定义函数，就要注意函数的位置，函数只能调用定义在它前面的函数，不能调用定义在它后面的函数，这样的话，定义函数还要考虑它们定义的位置就比较麻烦了，所以声明函数就可以解决这个问题，声明可以写在所有函数的前面，也可以写在其他位置，但是如果声明在其它位置，那么这个函数还是不能被自由的调用，声明也就失去了它的意义，所以最好是将函数的声明写在所有函数的前面

2. 函数返回指针

• 函数的返回类型如果是指针变量，这个指针变量指向的空间一般应该是堆区的地址空间，因为如果返回的是指向栈区空间的指针，在函数执行结束后，这个栈区空间(局部变量)有可能生命周期已经结束，被系统释放掉了，虽然有时候可以正确访问到数据，但是很容易造成访问野指针的错误，因此，最好是返回指向堆区地址的指针，需要注意的一点是，返回堆区地址的指针用完之后，记得要释放掉，避免造成内存泄漏

3. 函数类型

• 函数的类型是由返回值类型，参数类型和参数数量确定的
• 如函数原型是void fun(int a, double b){ ; } 这样的，它的声明可以写成void fun(int, double); 这条语句表明了函数的返回值类型，参数类型和参数数量可以确定一个函数的类型

int fun(int a, double b) {
​	cout<< a << " " << b <<endl;
​	return 0;
}

int main() {
​	int a = 1;
​	double b = 1.2;
​	int (*p)(int, double) = fun;  // 定义一个函数指针，满足三点要求返回值类型，参数类型和参数数量
​	int (*q)(int, double) = &fun; // 还可以这样写，与上面一条语句意义相同，因为fun和&fun都指向函数的首地址，这与数组名的含义类似       
    // 以下 6 种方式均可成功调用函数                        
​	fun(a, b);
​	&fun(a, b);
​	p(a, b);
    (*p)(a, b);
    q(a, b);
​	(*q)(a, b);
}

• p指向的是函数fun的地址，p(a, b); 满足函数调用地址+参数列表的规则，(*p)(a, b); p指向函数地址，( *p)就是函数本身， ( *p)(a, b); 也就相当于fun(a, b);也符合函数的调用规则

4. 函数参数不确定的情况

• 形式：void fun(int n, …);
• 这样声明的函数可以实现参数个数不确定时的函数声明或定义，其中n表示参数的个数，后面三个点是可能的参数个数

void fun(int n,...) {
​	va_list ap;     // 定义一个保存参数的数组
​	__va_start(&ap, n); // 将参数装入数组中，ap是保存参数的数组，n是参数个数
​	cout << __crt_va_arg(ap, int) << endl;   // 从参数数组中取数据，是按照参数类型往取的，且需要按照输入的顺序取
​	cout << __crt_va_arg(ap, double) << endl;
​	cout << __crt_va_arg(ap, int) << endl;
}

int main() {
​	int a = 2, b = 3;
​	double c = 3.4;
​	fun(3, a, c, b);
​	system("pause");
​	return 0;
}

注意

• 在取参数的时候是按照参数的类型取的，并且要与出入的参数顺序相同，比如第一个传int，第二个传double，取的时候也必须是第一个取int，第二个取double，在去参数的时候类似于出队列的操作，出一个就从队列中删除一个，但具体底层是如何实现的还不是很清楚，只知道与出队列的操作类似，FIFO原则

5. 传值 & 传址 & 传引用

传值

1. 传值时，形参是实参的拷贝，改变形参的值不会影响外部实参的值，从被调用函数的角度来说，值传递是单向的(实参->形参)，参数的值只能传入，不能传出
2. 当函数内部需要修改参数，并且不希望这个改变影响调用者时，采用值传递
3. 值传递对于较小的数据量比较方便，但是如传递结构体或类等数据量比较大，进行拷贝会造成比较大时间和空间的开销
4. 还有一点也是最重要的，在类的值传递时，会进行拷贝构造，这里的拷贝构造是浅拷贝，对于需要深拷贝的类还需要重写深拷贝，有一点复杂

传址

1. 形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于对实参本身进行的操作
2. 当传递的数据量比较大时，采用传址的方式会节省时间和空间的开销，为防止对实参的修改，可在形参前加const，构成底层const保护实参数据
3. 数组作参数时，会退化成指针，传递二维数组，(*p)[3]第二维不能省略(在上一篇文章最后有介绍C/C++的指针)
4. 指针的一个很大的优势是使用灵活方便，但是这也是它的一个缺点，容易造成内存的越界访问，造成一些意想不到的危险，接下来的传引用可以避免这个问题

传引用

1. 形参相当于是实参的“别名”，对形参的操作其实就是对实参的操作
2. 在引用传递过程中，被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈中开辟了内存空间，但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址，被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址，即通过栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量，正因为如此，被调函数对形参做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量(这篇文章篇幅已经很长了，引用的更详细的介绍在后面会专门出一片文章)

参考文章：
[1] C++ 值传递、指针传递、引用传递详解
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