模塊化思想——C++函數的魅力（一）

或許有一天c++系列能全部更新完，但是這裏纔是我寫c++筆記的起點，本人也是邊學邊寫，理解方面肯定會有很多問題存在，會盡量慢慢琢磨修改，有問題的地方也希望大家批評指出。
參考書目《C++ primer plus》
《C++語言程序設計 鄭莉》
《C++語言描述，數據結構與算法》

• 綜述：函數是模塊劃分的基本單位，在面向過程程序設計中，函數是某一過程的抽象，在面向對象程序設計中，函數是某一功能的抽象，函數編寫好後只關心函數的功能而不關心函數的內容，有利於分工合作和開發效率

函數的定義和使用

• 函數是一個子程序，是程序塊，main函數是程序執行的開始點，函數之間可相互調用。
• 可結合程序的機器級表示學習函數調用的底層知識

函數的定義

return_value fun_name(parameter){
	body
}

😈 形式參數表（parameter）
複製構造函數&析構函數
什麼是表？不是形容人的，而是用逗號分開的序列

• 形參是主調函數和被調函數的聯繫，
• 命令行參數：main函數的形參，作爲操作系統啓動程序時初始化
• 形參被稱爲傀儡，在沒有調用時就是一個符號，只有調用後才能由主調函數將實際參數賦予形參
  😈 函數的返回值和返回值類型
  1 結束當前函數的執行
  2 函數的返回值由return語句給出
  3 也可以不帶返回值，函數僅僅實現一種操作

函數的調用

函數名（實參表）
😈 函數的原型（函數聲明）
返回值 函數名（形參表）；
函數聲明不會產生任何代碼，只是將函數的有關信息告訴編譯器
編譯器根據函數原型對函數調用進行檢查，判斷是否符合要求。

• 實參和形參相對應
• 函數作爲參數進行調用
  ⭐實例：將二進制轉化爲十進制

#include<iostream>
double power(double x, int n);
using namespace std;
int main() {
	cout << "Please enter an 8 bit binary number:";
	int dem = 0;
	for (int i = 7; i >=0; i--) {
		char bit;
		cin >> bit;
		if(bit=='1')
		dem +=  power(2, i);
	}
	cout << "Decimal value is " << dem << endl;
	return 0;
}
double power(double x, int n) {
	double result = 1;
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		result *= x;
	}
	return result;
}

針對本程序的一些解釋

• 爲什麼選擇輸入char類型，插入類型一次只讀入一個字符，如果我們按int類型輸入相應位，就需要用換行或空格的方式告訴程序此次輸入結束，當我們使用char類型，輸入一串位串後，輸入流裏就存在這些數字，一次只讀取一個數字，即使輸入很多，也會按從左往右的順序按位讀取（與輸入流有關的知識會專門寫博客講解）
• 注意到在結果相加之前有個判斷語句if(bit=='1')，如果我們直接使用dem+=bit*power（2，i）；會出現錯誤，這裏bit會按照int類型解釋，就會將其ASCII碼作爲bit的值。
  ⭐實例：將一個數翻轉

bool judge(int x) {
	int m = 0;
	int n = x;
	while (x > 0) {
		m = m * 10 + x % 10;
		x /= 10;
	}
	return m == n;
}

⭐實例：隨機數：投骰子的隨機遊戲

• 隨機函數：int rand(void)產生僞隨機數，按照一個既定的序列產生數字，rand函數需要一個稱爲種子的初始值，不同的種子隨機數序列不同，不設置種子其默認值爲1，調用函數void srand (unsigned int seed)爲其設置種子。
• 產生隨機數需要頭文件#include<cstdlib>
  程序設計的過程
  審題分析→設計算法→寫程序

嵌套調用

遞歸調用

• 將問題進行分簡，出現的新問題是原有問題簡化的子集
• 只有有限的階乘纔有意義
• 遞歸的過程
  1 遞推：將問題分解爲子問題，從未知向已知推進，達到已知的條件
  2 迴歸：根據遞歸過程逐一求值迴歸
  ⭐實例：用遞歸法計算從n個人中選擇k個人組成一個委員會的不同組合數
  從n個人裏面選k個人=從n-1個人裏面選k-1個人+從n-1個人裏面選k個人
  ⭐經典實例：漢諾塔問題

函數的參數傳遞

• 形參：函數未被調用時，形參不具有實際空間和實際的值，函數調用時將實參和形參結合
  😈 形實結合（可結合計算機系統系列過程部分講解）
  ⭐值傳遞
  當函數調用時，爲形參分配內存空間，並用實參初始化形參，單向傳遞。形參的值變化對實參不起作用
  ⭐引用傳遞
  引用是一種特殊類型的變量，被認爲是另一個變量的別名

int i,j;
int &ri=i;

• 聲明引用時，必須對其進行初始化，使它指向一個已存在的對象
• 一旦引用被初始化，就不能指向其他對象
  引用一旦誕生，就確定了一個對象，且一生只爲一個對象
  ⭐實例：交換數值

#include<iostream>
using namespace std;
void swap(int &x, int & y);
int main() {
	int x = 10, y = 5;
	int &rx = x;
	int &ry = y;//也可以不定義引用，直接在函數原型和定義中說明引用類型，可直接轉換爲引用
	swap(rx, ry);
	cout << x << " " << y;
	return 0;
}
void swap(int &x, int &y) { //參數爲引用類型
	int temp;
	temp = x;
	x = y;
	y = temp;
	return;
}

內聯函數

函數調用可提高開發效率，分塊解決問題，但是函數調用降低程序執行效率（尤其是遞歸函數），對於一些內容簡單的函數，調用函數的成本比使用函數內容的成本高得多

• 內聯函數：內聯函數不是執行時調用，而是在編譯時直接嵌入對應的調用處，節省了參數傳遞，控制轉移等開銷（但是對於現在的編譯器，有了優化系統，沒有設置inline的函數也可能被編譯爲內聯，過於冗雜的函數可能被編譯器優化爲一般函數）
• 通俗來講，與其每次爲了見小鬼去全國各地看他的演唱會，不如直接把他拐到家裏，省了路費和精力消耗。
• inline return_type fun_name(parameter){body}
• 以空間換時間，短小精幹
• 引用不是對象,引用並沒有在程序中佔據內存空間,故沒有地址的說法.

含可變參數的函數

• 可變長度的形參表
• 當實參類型都相同時，可以使用initializer_list
  initializer_list<string>ls;

帶默認參數值的函數

int add(int x=10,int y=6){
	return x+y;
}
int main(){
	int z=add(5);
	int p=add(2,6);
	return;
}

• 有實參則用實參，無實參則用默認值
• 有默認參數的形參在後邊，賦值所用實參先賦給列表前面
  
• 如果有函數原型，在函數原型中提供了默認值，在函數定義中不能有默認值，如果沒有函數原型，在定義中確定默認值

先寫到這裏吧，隨後根據primer plus上的內容再進行補充