自定义函数与封装思维导图

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2023-03-08

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自定义函数与封装

高等数学

函数

自定义函数与封装

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思维导图大纲

函数与结构化程序设计

主函数相当于总调度，用来控制流程机构（顺序、选择、循环），调用各个函数（标准库函数、用户自定义函数等）实现具体的功能。

函数是程序设计的基本单位，是对一个问题的抽象，一般只包含一个独立的功能。

自定义函数包括3个部分:

函数原型声明(一般在主函数定义的前面)

函数调用(在主函数或其他自定义函数中的函数调用语句)

函数定义(一般在主函数定义的后面)

函数的参数传递

参数的值传递

方式

值传递、址传递（C语言）

值传递、址传递、引用传递（C++）

址传递（C$C++特有）

参数的值传递

形参变量单向接收实参的值，形参变量的任何修改都不会影响实参的值。

参数的值传递增强了函数的独立性，避免了调用函数时对主调函数内部变量值的修改。

C++的引用传递

引用型变量在定义时必须初始化。

优点

函数在调用时定义形参变量为实参变量的别名，形参与实参在函数内部操作同一块内存空间，免去了内存空间的分配以及赋值的过程，提高了效率。

改变形参的值就是修改实参的值，因此可以快速实现主调函数与被调用函数之间的信息传递。

引用传递语法简单，效率高。

const修饰引用形参

变量的作用域与生存期

局部变量的作用域与生存期

局部变量(local variable)：在函数、语句等代码块中声明的变量。

局部变量的作用域（scope)是从声明开始直到所属代码块结束。

局部变量存储在栈内存中，当变量所属的代码块（函数、语句）执行完毕后，变量的内存被操作系统自动回收。

全局变量的作用域与生存期

全局变量（global variable):在函数外部声明的变量。

作用域是从变量声明直到程序结束。

全局变量存储在全局数据区中，当程序执行结束后回收内存。

全局变量一般声明在文件头部，方便使用；但破坏了函数的封装性，因此在特殊情况下使用。

静态变量的作用域与生存期

函数内部的局部变量在每次被调用时获得内存,调用结束时释放内存。如果下次调用时希望保留上一次的局部变量的值,要用关键字 static 将局部变量定义为静态变量 (static variable)。

静态变量存储在全局数据区中,在声明时必须初始化,函数调用结束后不会回收内存,下次调用时直接使用变量(初始化只在第一次调用时执行一次),当程序执行结束后回收内存。

既保存变量的作用域不变（保证函数的发展性），又延长变量的生存周期到程序结束。

自定义函数

函数声明

一种原型声明，不包含任何代码。只是声明函数定义中的函数名称、函数返回值的数据类型以及函数参数的类型。

函数声明语句一般与函数定义头部完全相同，末尾增加一个分号。

函数定义

定义格式与main函数的定义格式相同，一般为：返回类型函数名称（形式参数列表） { 函数体；}

包括两部分：函数头和函数体

函数头

返回类型、函数名称、形式参数列表（不以分号结尾）

函数体

一条复合语句。由一对大括号括起0或若干条语句。

函数需要返回值时，至少包含一条return语句；不需要时，返回类型为空（void),不需要return语句，或者写成return ;

函数返回值

使用关键字return从函数返回一个值，可以是常量、变量、表达式或调用函数的返回值，也可以是空语句。

陷阱：函数声明与定义的常见问题

函数声明与定义中的常见错误

形参变量与局部变量重名问题

语句块的变量定义问题

函数的调用

一个函数被使用。函数调用前必须有函数声明。

函数调用的格式：函数名称（实际参数）

调用函数时，函数名称右边的（）不能省略。

调用语法

无参函数：“函数名（）”

有参函数：”函数名（实参列表）“

实参（必须是确切的值）：变量、常量、表达式、函数调用等。

陷阱：函数调用的常见问题

常见错误

用途

可以用于在合适的表达式中参与计算。

可以作为另一个函数调用的实参。

可以用在输入语句中，直接输出结果。

可以用在流程控制语句中，控制程序的执行。

函数的嵌套调用：在函数定义内部允许调用另一个函数。

函数的调用过程

参数传递：将实参值赋给形参变量。

执行函数体的语句。

返回函数调用表达式的位置。

C++的函数重载与默认参数

C++的函数重载

函数的签名

在函数声明中，函数名称、参数类型及其排列顺序构成了函数的签名

函数签名几种情况

函数的数据类型不同

参数的个数不同

参数的数据类型和个数都不同

陷阱：函数重载的调用失败问题

需要注意,由于同一个函数名有多个函数签名,调用时会根据实参的数据类型或个数选择完全匹配的那个函数。

如果没有找到完全匹配的数据类型,会自动进行类型转换后再次寻找匹的函数。如果类型转换后仍然找不到匹配的函数,会出现编译错误,提示信息如: TError] no matching function for call to'具体的函数声明"

如果函数调用时发现有多个函数可以匹配,就会出现混淆,系统不知道该调用哪个函数,也会出现编译错误,提示信息如下: [Error] call of overloaded '具体的函类数声明，is ambiguous

C++的默认参数

一般形式：返回数据类型函数名称（形参1=默认值1，形参2=默认值2，...)；

函数声明与调用举例

函数原型声明函数调用举例及说明 int fun(int a, int b, int c); int n = fun(1, 2，3);无默认参数,实参必须有3个 int fun(int a=1，int b=2，int c=3); intn =fun(1,2,3); a的值是1,b的值是2,c的值是3 intn =fun(1,2); a的值是1,b的值是2,c的值是1 intn =fun(5); a的值是5,b的值是2,c的值是3 intn =fun(); a的值是1,b的值是2,c的值是3