2-1 函数介绍
在上章中，我们将函数定义为按顺序执行的语句集合。虽然这一定义没错，但它未能深入阐释函数的实用价值。让我们更新这个定义：函数function是为完成特定任务而设计的可复用语句序列。
你已经知道，每个可执行程序都必须包含一个名为 main() 的函数（程序运行时由此处开始执行）。然而随着程序日益复杂，将所有代码塞进main()函数变得难以管理。函数让我们能将程序拆解为小型模块化单元，更便于组织、测试和使用。大多数程序都使用大量函数。C++标准库提供了大量现成函数供你使用——但编写自定义函数同样常见。用户自行编写的函数称为用户定义函数user-defined functions。
设想一个现实场景：你正在阅读书籍时突然想起需要打电话。你将书签夹入书中，完成通话后回到书签位置，精准接续阅读进度。
C++程序的运作原理与此类似（并沿用了部分术语）。当程序在某个函数内顺序执行语句时，若遇到函数调用function call，便会指示CPU中断当前函数执行，转而执行另一个函数。CPU本质上是在当前执行点“插入书签”，执行函数调用中指定的函数，随后returns返回书签标记的位置继续执行。
命名法：
发起函数调用的函数称为调用方caller，被调用called（执行）的函数称为被调用方callee。函数调用有时也称为调用invocation，即调用方调用invoking被调用方。
用户定义函数示例
首先，让我们从定义用户定义函数的最基本语法开始。在接下来的几节课中，所有用户定义函数都将采用以下形式：
returnType functionName() // This is the function header (tells the compiler about the existence of the function)
{
// This is the function body (tells the compiler what the function does)
}
第一行被非正式地称为函数头function header，它向编译器告知函数的存在、函数名称以及其他将在后续课程中讲解的信息（如返回类型）。
- 本节课中，我们将使用 int 作为返回类型
returnType（针对 main() 函数），其他情况则使用 void。目前不必深究这些细节，我们将在下一课（2.2——函数返回值（值返回函数））中详细探讨返回类型与返回值。 - 正如变量拥有名称，用户定义的函数同样需要命名。functionName即为用户定义函数的名称（标识符）。
- 标识符后方的圆括号告知编译器我们正在定义函数。
花括号curly braces及其内部的语句称为函数体function body。这里将放置决定函数行为的语句。
调用函数时，需使用函数名后跟一组圆括号（例如 functionName() 调用名为 functionName 的函数）。按惯例，圆括号紧邻函数名放置（两者之间不留空格）。
目前函数必须先定义才能调用。我们在第2.7课——前向声明与定义中将探讨解决此限制的方法。
以下示例程序演示了用户自定义函数的定义与调用：
#include <iostream> // for std::cout
// Definition of user-defined function doPrint()
// doPrint() is the called function in this example
void doPrint()
{
std::cout << "In doPrint()\n";
}
// Definition of user-defined function main()
int main()
{
std::cout << "Starting main()\n";
doPrint(); // Interrupt main() by making a function call to doPrint(). main() is the caller.
std::cout << "Ending main()\n"; // This statement is executed after doPrint() ends
return 0;
}
该程序产生以下输出：
该程序从函数 main() 的顶部开始执行，首行代码将打印 Starting main()。
main() 中的第二行是对 doPrint() 函数的调用。我们通过末尾的括号判断这是函数调用。
警告：
调用函数时，切勿遗漏函数名后的括号()。若遗漏括号，程序可能无法编译（即使编译成功，函数也不会被调用）。
由于函数调用发生，main()中的语句执行被暂停，控制流跳转至被调用函数doPrint()的开头。doPrint()中的第一行（也是唯一一行）输出“In doPrint()”。当doPrint()结束时，执行权限返回调用方（main()），并从函数调用后的位置继续执行。因此main()中下一条执行的语句输出“Ending main()”。
函数的多次调用
函数的一个实用特性在于它们可以被多次调用。以下程序演示了这一特性：
#include <iostream> // for std::cout
void doPrint()
{
std::cout << "In doPrint()\n";
}
// Definition of function main()
int main()
{
std::cout << "Starting main()\n";
doPrint(); // doPrint() called for the first time
doPrint(); // doPrint() called for the second time
std::cout << "Ending main()\n";
return 0;
}
该程序产生以下输出：
由于 main() 函数调用了两次 doPrint()，因此 doPrint() 被执行两次，并且在 doPrint() 中打印内容也会出现两次（每次调用各打印一次）。
函数可以调用其他函数，而被调用的函数又能继续调用其他函数
你已经看到主函数 main() 可以调用其他函数（如上例中的 doPrint() 函数）。被 main() 调用的函数同样可以调用其他函数（这些被调用的函数也能继续调用其他函数，如此循环往复）。在下面的程序中，主函数 main() 调用 doA() 函数，而 doA() 函数又调用 doB() 函数：
#include <iostream> // for std::cout
void doB()
{
std::cout << "In doB()\n";
}
void doA()
{
std::cout << "Starting doA()\n";
doB();
std::cout << "Ending doA()\n";
}
// Definition of function main()
int main()
{
std::cout << "Starting main()\n";
doA();
std::cout << "Ending main()\n";
return 0;
}
该程序产生以下输出：
嵌套函数不受支持
将函数定义置于另一个函数内部即构成嵌套函数nested function。与某些编程语言不同，C++中不支持函数嵌套。以下程序是非合法的：
#include <iostream>
int main()
{
void foo() // Illegal: this function is nested inside function main()
{
std::cout << "foo!\n";
}
foo(); // function call to foo()
return 0;
}
上述程序的正确写法是：
#include <iostream>
void foo() // no longer inside of main()
{
std::cout << "foo!\n";
}
int main()
{
foo();
return 0;
}
命名法:
“foo”是一个无意义的词，常被用作函数或变量的占位符名称，当名称对演示某些概念不重要时。此类词被称为元语法变量（尽管在日常语言中它们常被称为“占位符名称”，因为没人记得“元语法变量metasyntactic variable”这个术语）。C++中其他常见的元语法变量包括“bar”、“baz”以及以“oo”结尾的三字母词（如“goo”、“moo”、“boo”）。
对词源学（词汇演变过程）感兴趣者，可参阅RFC 3092获取有趣的阅读内容。
测验时间
问题 #1
在函数定义中，花括号及其内部的语句被称为什么？
显示答案
函数体
问题 #2
下列程序将输出什么？请勿编译此程序，仅需自行分析代码。
#include <iostream> // for std::cout
void doB()
{
std::cout << "In doB()\n";
}
void doA()
{
std::cout << "In doA()\n";
doB();
}
// Definition of function main()
int main()
{
std::cout << "Starting main()\n";
doA();
doB();
std::cout << "Ending main()\n";
return 0;
}
显示答案
Starting main()
In doA()
In doB()
In doB()
Ending main()
浙公网安备 33010602011771号