C++语言-7-函数的自定义与函数的类型

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本章学习函数相关知识。

采用以下程序段进行说明：

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#include<iostream>
using namespace std;
int f(double x)
{
    int a=x;
    return a;
}
int main()
{
    double a;
    cin>>a;
    cout<<f(a);
    return 0;
}

样例输入1：1.1

样例输出1：1

样例输入2：0.9

样例输出2：0

可以看出，我们在公共域（又称全局）里定义了两个函数，一个是int类型的f（自带一个参数，是double类型的x），另一个就是main。

main就不多说了，毕竟int main()是强制要求，不能改动。但是这个f就很有意思了。

首先，我们学到过在公共域直接int f的话表示定义一个int类型的名为f的变量，但现在为什么是个函数呢？那就是因为f后面的小括号了。那么就有以下定义及使用规范四点。

  1. 满足形如【数据类型 名称(参数列表)】的程序段，就是函数。
  2. 自定义函数的函数体只能写在公共域或自定义类型内。其中，当自定义函数的函数体写在公共域内时：
    1. 若自定义函数的函数体写在main函数之前，则可以不在main函数里写其定义语句，因为其函数体那边就已经定义了。
    2. 若自定义函数的函数体写在main函数之后，则必须在main函数里写其定义语句。总之就是必须满足先定义再使用。
    3. 只要是函数，就必须使用大括号来告诉程序哪些语句属于这个函数。
    4. 小括号里可以放空，也可以不放空，定义若干个参数。

前3点都是很好懂的，主要是这个第4点了。

在文章开头的程序段中，我在f后面的空格里定义了一个double类型的x作为f的自带参数（当然也可以定义多个，中间用逗号隔开就行了），在main里定义了一个double类型的a，在f里int了一个a（根据变量的作用域，这个a属于不同的域，是不算重复的）。并且，在输入a之后，我让程序输出了f(a)的值。过程如下：

  1. cout检查到要输出f(a)。
  2. 按照填写的先后顺序访问填入f后面的括号中的变量所对应的值，并填入对应的位置（这个过程叫传递参数）。在本例中是访问main中a的值，填入f的括号中，使f的double类型的x等于main的double类型的a，并执行f。
  3. 进入f，定义一个属于f的int类型的a，使这个a等于x。
  4. 使f(x)返回a的值，并且此值重置为int类型。
  5. 返回main，输出f(a)此时的值。

关于第2点，举个例子。比如int f(int x,int y,int z)，那么main里如果定义了a，b，c三个变量的话，cout<<f(a,b,c);就是输出当f中的x等于main的a，f中的y等于main的b，f中的z等于main中的c时，f(x,y,z)返回的值。

在上述过程中，第二步所提到的那些值里，在main中填入f函数括号内的，称为“实际参数”；而在传递到f函数，开始执行f函数时，f函数中的x称为“形式参数”。

回到本文的例子，在返回f(x)的值之前，程序中经历了以下3次的数据类型转换：

  1. 获得double类型的待传递参数的值，转换为被传递参数的double类型，并填入被传递参数。
  2. 获得double类型的f里的x的值，转换为int类型的值，并赋值给f里的a。
  3. 因为函数f返回f里a的值，所以获得int类型的f里的a的值，转换为int类型的值，并赋值给整个函数f，然后结束f。
    （如果你这时return 0的话，函数f一定就返回0，那输出也就是0了）

简而言之，在return某个值之前，每个自定义函数都和main一样，可以执行程序语句，不过main以外的其它自定义函数需要被某个正在执行的函数调用就是了。而一旦return某个值，函数就相当于变量，产生一个确定的值，但这个值是一次性的，下次函数再被调用时，依然要重新经过一遍语句的执行来得出一个新的结果。

以上就是函数的自定义了。那么，函数的类型又是什么呢？

有的时候，你自定义一个函数，是为了让它执行一段语句，并不是为了让它返回一个值。这时，函数的类型可以都使用int，结尾都写return 0；也可以令函数的类型为void（英文翻译：虚空，此处用作“空类型”之意），结尾不写return 0;

需要注意的是，void类型只能用于自定义函数，不可用于main函数，更不可用于一般变量/数组等等。且void类型的函数也可以强制退出，即，使用return;语句。此时return后不能写值，应该直接写分号，当void类型函数在执行中遇到return;时即结束。

但是，更多的时候，你是为了让这个自定义函数返回一个值。这时候，函数的类型必须要与你要得到的值相同。如果你想让函数返回一个double类型的值，就必须定义函数为double类型，不可以是float类型，更别说int了。

不过，函数后面的括号里的自带参量的类型，就没有特别要求，依你的需要而定。

那么，又是什么时候要使用自定义函数呢？这就涉及到编程时的一个重要思想：高内聚，低耦合。

高内聚，就是相同或相似功能的语句块尽可能集中在一起。

低耦合，就是功能差异较大的语句块尽可能不要集中在一起。

那么，我们就需要用自定义函数，来表示一个功能。这个把功能实现为自定义函数的过程，叫做“封装”。

这大概可以理解为，你手里有一件事情，这件事可以分解为几个不同的步骤，不同的步骤可以起到不同的效果（功能）。然后你把这几件事分配给另外的人（自定义函数），让他们替你去做。再结合上文的话，你要告诉他具体步骤怎么做，这就是他的函数体；还要告诉他应该用什么东西来做，这就是他的参数。大概就是这样了。

接下来，如何使用自定义函数呢？

在之前的学习中，我们已经使用过诸如pow等数学函数。自定义函数也可以如同数学函数一般调用。如同本文开头的程序段，我们在主函数中输出语句处调用了自定义函数f。自然的，我们也可以在主函数其它区域调用自定义函数。这些地方都属于主函数的函数体。

那么我们可以给出总结：可以在任意函数体内的任意合理位置调用任意函数（主函数除外）。

比如，我们可以在自定义函数中输出helloworld，如下文代码： 

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#include<iostream>
using namespace std;
void pr()
{
    cout<<"helloworld"<<endl;
}
int main()
{
    pr();
    return 0;
}

在上述代码段中，我们定义了一个自定义函数pr。因为它不需要返回值，所以可以使用void类型；又因为它只是用来输出一个字符串常量，所以不需要参数，因此参数列表为空。

如上，即是自定义函数的使用方法。

第七章到此结束。

--It's the end.Thanks for your read.--