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C++：函数

news 来源：原创 2025/5/20 14:25:19

在之前的博客中已经讲过了C语言中的函数概念了，重复的内容就不赘述了。C++中的函数在C语言的基础上还有些补充，在这里说明一下。

一、引用

1.引用的概念

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它引用的变量是同一块内存空间。这就像是李逵在家称为"铁牛"，江湖上人称"黑旋风"。

引用使用格式：

类型& 引用变量名 = 引用实体;

#include <iostream>
using namespace std; 
int main() 
{void TestRef();TestRef();return 0;
}
void TestRef()
{int a = 10;int& ra = a; // 定义引用类型//通过printf输出a,ra的地址printf("%p\n", &a);printf("%p\n", &ra);
}

运行一下就能发现a和它的引用ra的地址是相同的，说明它们处在同一块内存空间，ra只是a的另一个名字罢了。

2.引用特性

（1）引用在定义时必须初始化：如果一个引用没有进行初始化，就无法知道它是谁的引用，那么这个引用也就不存在意义了。

（2）一个变量可以有多个引用：可以有多个引用，除了上述的ra，还可以有rra等。

（3）引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体：引用一经绑定便不可更改，这是C++语言的一个基本特性。这与指针不同，后者可以在其生命周期内多次指向不同的对象。

3.传址（引用）调用

传址调用其实在讲C语言的时候已经说过了，其实传引用调用也是传址调用。

#include <iostream>
using namespace std;
void Swap(int& x, int& y)
{int z = x;x = y;y = z;
}
int main()
{int a = 0;int b = 0;cin >> a >> b;cout << "交换前, a = " << a << " b = "<< b << endl;Swap(a, b);cout << "交换后, a = " << a << " b = "<< b << endl;return 0;
}

上面这种实现 Swap 函数实现方式就是函数的传引用调用。这种调用方式的本质是将实参变量的地址传递给了形参，而形参使用指针直接找到实参来进行操作。所以修改形参的时候，直接改变的就是实参，这就是引用的应用。当然这里也可以使用指针来实现，比引用稍微复杂一些。

我们再来了解一下swap函数：

其实在C++的STL中也提供了一个库函数 swap , 这个函数可以用来交换两个变量，也可以交换两个数组（容器的值），我们就不需要自己来实现交换的逻辑，直接使用现成的函数。 swap 函数需要的头文件 <utility> 。

#include <iostream> 
#include <utility> //swap函数需要
using namespace std;
int main () 
{int arr1[4]; // arr1: 0 0 0 0int arr2[] = {10,20,30,40}; // arr1: 0 0 0 0 arr2: 10 20 30 40swap(arr1, arr2); // arr1: 10 20 30 40 arr2: 0 0 0 0for (int e: arr1) cout << e << " ";cout << endl;return 0;
}

4.传值、传引用效率比较

定义了一个全局字符串 s ，然后以传值和传引用的方式进行对比，来看效率的差异。

#include<iostream>
#include<ctime>
using namespace std;
//定义全局字符串s
string s("hello world");
void TestFunc1(string s) {}
void TestFunc2(string& s) {}
void Test()
{// 以值作为函数参数size_t begin1 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000000; ++i){TestFunc1(s);}size_t end1 = clock();// 以引用作为函数参数size_t begin2 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000000; ++i){TestFunc2(s);}size_t end2 = clock();// 分别计算两个函数运行结束后的时间cout << "TestFunc1(string)-time:" << end1 - begin1 << endl;cout << "TestFunc2(string&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main() 
{Test();return 0;
}

采用传值调用过程中，函数传参，将实参传递给形参的时候，形参会创建新的空间，再将实参的数据给形参拷贝⼀份；但是引用传参的方式，就不存在数据的拷贝，只是在形参的部分建立引用的关系，形参就是实参。所以引用传参的效率要高于传值调用的方式。

需要注意的是：数组在传参的时候，形参和实参本来就是同一个数组，所以数组传参的时候，不需要使用引用参数。

二、函数重载

1.重载概念

当我们对整型数据进行相加处理时，我们可以写出自定义的intadd函数；当我们对浮点型数据进行相加处理时，我们可以我们可以写出自定义的doubleadd函数。函数的功能是类似的，都是完成求两个数的求和，只是参数类型有差异而已，既然功能是类似的，能不能函数名字统一都叫 Add() 呢？这样使用 Add() 函数，不需要记忆很多名字，就比较方便。这是C++中引入的函数重载的功能。 C++中的函数重载（Function Overloading）是指在同一个作用域中可以有多个同名函数，它们的函数名称相同，但是参数列表不同。不同指的是参数的数量、类型或顺序至少有一个不同。函数的返回类型并不影响函数的重载，因为C++编译器不会根据返回类型来区分不同的函数。

2.重载举例

#include<iostream>
using namespace std;
// 1、参数类型不同
int Add(int a, int b)
{return a + b;
}
double Add(double a, double b)
{return a + b;
}
// 2、参数个数不同
void f()
{cout << "f()" << endl;
}
void f(int a)
{cout << "f(int a)" << endl;
}
// 3、参数类型顺序不同
void f(int a, char b)
{cout << "f(int a,char b)" << endl;
}
void f(char b, int a)
{cout << "f(char b, int a)" << endl;
}
int main()
{Add(10, 20);Add(10.1, 20.2);f();f(10);f(10, 'a');f('a', 10);return 0;
}

三、函数补充

库函数 max 和 min

在 C++ 中， max 函数用于返回两个值中的较大值。它是 C++ 标准库 <algorithm> 头文件中的一

个函数。max 函数可以用于各种类型，包括内置类型（如 int 、 double ）以及用户自定义类型（如类或结构体），只要这些类型支持比较操作。我们来看看函数原型。

#include <algorithm>
template <class T>
const T& max(const T& a, const T& b); //默认比较
template <class T, class Compare>
const T& max(const T& a, const T& b, Compare comp); //自定义比较器

我们先来看参数，有三个参数，第一个是a :，就是要比较的第一个值；第二个是 b :，就是要比较的第二个值；第三个是 comp ( 可选 )，就是自定义比较函数对象或比较函数，用于确定 “ 较大 ” 值的标准。比较函数应当返回一个布尔值，表示第一个参数是否 “小于 ” 第二个参数。我们再来看返回值，就是返回 a 和 b 中较大的那个值。如果两个值相等，则返回 a 。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;
bool compareLength(const string &a, const string &b) 
{return a.size() < b.size();
}
int main() 
{string str1 = "apple";string str2 = "banana";string max_str = max(str1, str2, compareLength); cout << max_str << endl;return 0;
}

在 C++ 中， min 函数用于返回两个值中的较小值。它和 max 函数类似，也是在 C++ 标准库

<algorithm> 头文件中的一个函数。使用和max函数一模一样，只是实现的效果恰好相反。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;
bool compareLength(const string &a, const string &b) 
{return a.size() < b.size();
}
int main() 
{string str1 = "apple";string str2 = "banana";string min_str = min(str1, str2, compareLength); cout << min_str << endl;return 0;
}

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