【C++ 四】函数、指针

函数、指针

---

---

前言

本文包含函数概述、函数定义、函数调用、值传递、函数常见样式、函数声明、函数份文件编写、函数默认参数、函数占位参数、函数重载、指针基本概念、指针变量定义和使用、指针所占内存空间、空指针和野指针、const修饰指针、指针和数组、指针和函数、指针数组函数。

---

1 函数

1.1 概述

作用： 将一段经常使用的代码封装起来，减少重复代码

一个较大的程序，一般分为若干个程序块，每个模块实现特定的功能

1.2 函数定义

函数的定义一般主要有5个步骤：

（1）、返回值类型

（2）、函数名

（3）、参数表列

（4）、函数体语句

（5）、return 表达式

语法：

返回值类型 函数名 （参数列表）
{函数体语句return表达式}

（1）、返回值类型 ：一个函数可以返回一个值。在函数定义中

（2）、函数名：给函数起个名称

（3）、参数列表：使用该函数时，传入的数据

（4）、函数体语句：花括号内的代码，函数内需要执行的语句

（5）、return 表达式： 和返回值类型挂钩，函数执行完后，返回相应的数据

示例： 定义一个加法函数，实现两个数相加

// 返回值类型：int
// 函数名：add
// 参数列表：(int num1, int num2)
// 函数体语句：int sum = num1 + num2;
// return 表达式：return sum;
int add(int num1, int num2)
{int sum = num1 + num2;return sum;
}

1.3 函数调用

功能： 使用定义好的函数

语法： 函数名（参数）

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 函数定义
int add(int num1, int num2)  // 定义中的num1,num2称为形式参数，简称形参
{int sum = num1 + num2;return sum;
}int main() {int a = 10;int b = 10;// 调用add函数int sum = add(a, b);  // 调用时的a，b称为实际参数，简称实参cout << "sum = " << sum << endl;  // 20cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

1.4 值传递

（1）、所谓值传递，就是函数调用时实参将数值传入给形参

（2）、值传递时，如果形参发生，并不会影响实参

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 定义函数，实现两个数字进行交换
void swap(int num1, int num2)  // 如果函数不需要返回值，声明的时候可以写void
{cout << "交换前：" << endl;cout << "num1 = " << num1 << endl;cout << "num2 = " << num2 << endl;int temp = num1;num1 = num2;num2 = temp;cout << endl;cout << "交换后：" << endl;cout << "num1 = " << num1 << endl;cout << "num2 = " << num2 << endl;//return ;  // 当函数声明时候，不需要返回值，可以不写return
}int main() {int a = 10;int b = 20;cout << "mian中的 a = " << a << endl;  // 10cout << "mian中的 b = " << b << endl;  // 20swap(a, b);  // 当我们做值传递的时候，函数的形参发生改变，并不会影响实参cout << endl;cout << "mian中的 a = " << a << endl;  // 10cout << "mian中的 b = " << b << endl;  // 20cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

1.5 函数常见样式

常见的函数样式有4种：

（1）、无参无返

（2）、有参无返

（3）、无参有返

（4）、有参有返

// 函数常见样式#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 1、无参无返
void test01()
{//void a = 10; //无类型不可以创建变量,原因无法分配内存cout << "this is test01" << endl;//test01(); 函数调用
}// 2、有参无返
void test02(int a)
{cout << "this is test02" << endl;cout << "a = " << a << endl;
}// 3、无参有返
int test03()
{cout << "this is test03 " << endl;return 10;
}// 4、有参有返
int test04(int a, int b)
{cout << "this is test04 " << endl;int sum = a + b;return sum;
}int main() {test01();cout << endl;test02(10);cout << endl;cout << test03() << endl;cout << endl;cout << test04(20, 30) << endl;cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

1.6 函数声明

作用： 告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义

函数的声明可以多次，但是函数的定义只能有一次

// 函数常见样式#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 声明
int max(int a, int b);  // 提前告诉编译器函数的存在，可以利用函数的声明；声明后，函数的定义可以写在main函数之后// 定义
int max(int a, int b)
{return a > b ? a : b;  // 比较函数，实现两个整型数字进行比较，返回较大的值
}int main() {int a = 100;int b = 200;cout << max(a, b) << endl;  // 调用函数cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

1.7 函数分文件编写

作用： 让代码结构更加清晰

函数分文件编写一般有4个步骤：

（1）、创建后缀名为.h的头文件

（2）、创建后缀名为.cpp的源文件

（3）、在头文件中写函数的声明

（4）、在源文件中写函数的定义

swap.h

#include <iostream>  // 包含输入输出流；不写引用cout时会提示：未定义
using namespace std;  // 框架；命名空间；域// 实现两个数字交换的函数声明
void swap(int a, int b);

swap.cpp

#include "swap.h"  // ""代表自定义的头文件void swap(int a, int b)
{int temp = a;a = b;b = temp;cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;
}

main.cpp

#include <iostream>
using namespace std;#include "swap.h"int main() {int a = 100;int b = 200;swap(a, b);cout << endl;system("pause");return 0;
}

1.8 函数默认参数

在 C++ 中，函数的形参列表中的形参是可以有默认值的

语法： 返回值类型 函数名 （参数= 默认值）{}

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 如果我们自己传入数据，就用自己的数据，如果没有，那么用默认值
// 语法：返回值类型 函数名 (形参 = 默认值) {}
int func(int a, int b = 10, int c = 10) {return a + b + c;
}// 注意事项：
// 1. 如果某个位置参数有默认值，那么从这个位置往后，从左向右，必须都要有默认值
// 2. 如果函数声明有默认值，函数实现的时候就不能有默认参数
int func2(int a = 10, int b = 10);
int func2(int a, int b) {  // 二义性；如果定义func2中给形参a，b默认值，调试程序时会报错；声明和实现只能有一个默认参数return a + b;
}int main() {cout << "ret = " << func(20, 20) << endl;  // 50cout << "ret = " << func(100) << endl;  // 120cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

1.9 函数占位参数

C++ 中函数的形参列表里可以有占位参数，用来做占位，调用函数时必须填补该位置

语法： 返回值类型 函数名 (数据类型){}

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 语法：返回值类型 函数名 (数据类型) {}
// 函数占位参数 ，占位参数也可以有默认参数 ； {int a, int = 10}
void func(int a, int) {cout << "this is func" << endl;
}int main() {func(10, 10);  // 占位参数必须填补cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

1.9 函数重载

1.9.1 函数重载概述

作用： 函数名可以相同，提高复用性

函数重载满足条件：

（1）、同一个作用域下

（2）、函数名称相同

（3）、函数参数类型不同 或者 个数不同 或者 顺序不同

注意： 函数的返回值不可以作为函数重载的条件

// 函数重载：可以让函数名相同，提高复用性#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 函数重载的满足条件
// 1、函数重载需要函数都在同一个作用域下
// 2、函数名称相同
// 3、函数参数类型不同，或者个数不同，或者顺序不同
void func()
{cout << "func 的调用！" << endl;
}void func(int a)
{cout << "func (int a) 的调用！" << endl;
}void func(double a)
{cout << "func (double a)的调用！" << endl;
}void func(int a, double b)
{cout << "func (int a ,double b) 的调用！" << endl;
}void func(double a, int b)
{cout << "func (double a ,int b)的调用！" << endl;
}// 函数返回值不可以作为函数重载条件
//int func(double a, int b)
//{
//	cout << "func (double a ,int b)的调用！" << endl;
//}int main() {func();func(10);func(3.14);func(10, 3.14);func(3.14, 10);cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

1.9.2 函数重载注意事项

（1）、引用作为重载条件

（2）、函数重载碰到函数默认参数

// 函数重载注意事项#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 1、引用作为重载条件
void func(int& a)
{// int &a = 10；不合法；引用必须要有合法的内存空间（堆区、栈区）；10在常量区cout << "func (int &a) 调用 " << endl;
}void func(const int& a)  // 函数重载；int和const int类型不同；const int &a = 10；合法；const会做优化，创建一个临时的数据，&a指向临时的内存空间
{cout << "func (const int &a) 调用 " << endl;
}// 2、函数重载碰到函数默认参数
void func2(int a, int b = 10)
{cout << "func2(int a, int b = 10) 调用" << endl;
}void func2(int a)
{cout << "func2(int a) 调用" << endl;
}int main() {int a = 10;func(a);   // 调用无const(int &a)；a是变量，可读可写；const只可读func(10);  // 调用有const(const int &a) //func2(10);  // 碰到默认参数产生歧义，需要避免；二义性cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

2 指针

2.1 指针基本概念

指针的作用： 可以通过指针间接访问内存

（1）、内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示

（2）、可以利用指针变量保存地址

2.2 指针变量定义和使用

指针变量定义语法： 数据类型 * 变量名；

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间int main() {// 1、指针的定义int a = 10; // 定义整型变量a// 指针定义语法： 数据类型 * 变量名 ;int* p;// 指针变量赋值p = &a;  // 指针指向变量a的地址cout << &a << endl;  // 打印数据a的地址 ； 00FFA5Ccout << p << endl;  // 打印指针变量p ； 00FFA5C// 2、指针的使用// 通过*操作指针变量指向的内存cout << "*p = " << *p << endl;  // 10 ; 通过解引用的方式来找到指针指向的内存中的数据cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

指针变量和普通变量的区别：

（1）、普通变量存放的是数据，指针变量存放的是地址

（2）指针变量可以通过" * "操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为解引用

2.3 指针所占内存空间

提问： 指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间int main() {int a = 10;int* p = &a;  // 指针指向数据a的地址cout << *p << endl;  // * 解引用 ； 10// 在32位操作系统下，指针是占4个字节空间大小，不管是什么数据类型// 在64位操作系统下，指针是占8个字节空间打下cout << sizeof(p) << endl;  // 8cout << sizeof(char*) << endl;  // 8cout << sizeof(float*) << endl;  // 8cout << sizeof(double*) << endl;  // 8cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

2.4 空指针和野指针

空指针： 指针变量指向内存中编号为0的空间

用途： 初始化指针变量

注意： 空指针指向的内存是不可以访问的

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间int main() {// 指针变量p指向内存地址编号为0的空间int* p = NULL;// 访问空指针报错 // 内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问cout << *p << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

野指针： 指针变量指向非法的内存空间

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间int main() {// 指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间int* p = (int*)0x1100;  // 0x1100十六进制；(int *)强转为指针类型；没有权利操作编号为0x1100的内存空间// 访问野指针报错 cout << *p << endl;  // 引发异常：读取访问权限冲突system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

2.5 const 修饰指针

const 修饰指针有三种情况：

（1）、const 修饰指针 — 常量指针

（2）、const 修饰常量 — 指针常量

（3）、const 即修饰指针，又修饰常量

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间int main() {int a = 10;int b = 10;// 1、常量指针// const 修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改const int* p1 = &a;p1 = &b;  // 正确// *p1 = 100;  报错// 2、指针常量// const 修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改int* const p2 = &a;//p2 = &b;  // 错误*p2 = 100;  // 正确// 3、const 既修饰指针又修饰常量const int* const p3 = &a;// p3 = &b;  // 错误// *p3 = 100;  // 错误system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

2.6 指针和数组

作用： 利用指针访问数组中元素

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间int main() {int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = arr;  // 指向数组的指针；arr就是数组首地址cout << "第一个元素： " << arr[0] << endl;  // 1cout << "指针访问第一个元素： " << *p << endl;  // 1p++;  // 让指针向后偏移4/8个字节（看不同操作系统）cout << "指针访问第二个元素： " << *p << endl;  // 2cout << endl;p--;for (int i = 0; i < 10; i++){//利用指针遍历数组cout << *p << endl;p++;}cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

2.7 指针和函数

作用： 利用指针作函数参数，可以修改实参的值

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 值传递
void swap1(int a, int b)
{int temp = a;a = b;b = temp;
}// 地址传递
void swap2(int* p1, int* p2)
{int temp = *p1;*p1 = *p2;*p2 = temp;
}int main() {int a = 10;int b = 20;swap1(a, b);  // 值传递不会改变实参swap2(&a, &b);  // 地址传递会改变实参cout << "a = " << a << endl;  // 20cout << "b = " << b << endl;  // 10cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

2.8 指针、数组、函数

案例描述： 封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排序

例如数组：int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };

#include <iostream>  // 包含标准输入输出流文件
using namespace std;  // 使用标准命名空间// 冒泡排序函数
void bubbleSort(int* arr, int len)  // int * arr 也可以写为int arr[]；数组首地址；数组长度
{for (int i = 0; i < len - 1; i++){for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}
}// 打印数组函数
void printArray(int arr[], int len)
{for (int i = 0; i < len; i++){cout << arr[i] << " ";}cout << endl;
}int main() {int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };int len = sizeof(arr) / sizeof(int);  // 数组长度bubbleSort(arr, len);printArray(arr, len);  // 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10cout << endl;system("pause");  // 相当于在本地 Windows 调试器中的：请按任意键继续...；暂停，方便看清楚输出结果return 0;  // 程序正常退出
}

---

总结

（1）、函数定义里小括号内称为形参，函数调用时传入的参数称为实参；

（2）、值传递时，形参是修饰不了实参的；

（3）、我们可以通过 & 符号 获取变量的地址；

（4）、利用指针可以记录地址；

（5）、对指针变量解引用，可以操作指针指向的内存；

（6）、所有指针类型在32位操作系统下是4个字节；

（7）、空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问；

（8）、技巧：看const右侧紧跟着的是指针还是常量，是指针就是常量指针，是常量就是指针常量；

（9）、如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递；

（10）、当数组名传入到函数作为参数时，被退化为指向首元素的指针。