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; // 20
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
}
1.4 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; // 10
cout << "mian中的 b = " << b << endl; // 20
swap(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; // 10
cout << "mian中的 b = " << b << endl; // 20
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
}
1.5 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; // 50
cout << "ret = " << func(100) << endl; // 120
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 ； 00FFA5C
cout << 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; // 8
cout << sizeof(char*) << endl; // 8
cout << sizeof(float*) << endl; // 8
cout << sizeof(double*) << endl; // 8
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
}
2.4 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; // 1
cout << "指针访问第一个元素： " << *p << endl; // 1
p++; // 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; // 2
cout << 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; // 20
cout << "b = " << b << endl; // 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
}
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); // 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
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
}
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；文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-417770.html
（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。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-417770.html
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