C++ 标准库函数与自定义函数

在本教程中，我们将借助示例了解 C++ 函数和函数表达式。

函数是执行特定任务的代码块。

假设我们需要创建一个程序来画一个圆并给它上色。我们可以创建两个函数来解决这个问题：

  • 一个绘制圆的函数
  • 一个给圆上色的函数

将复杂的问题分成更小的块使我们的程序易于理解和重用。

C++ 中有两种类型的函数：

  1. 标准库函数： 由 C++ 预定义
  2. 用户自定义函数： 由用户定义

在本教程中，我们将主要关注用户定义的函数。

C++ 用户定义函数

C++ 允许程序员定义自己的函数。

用户定义的函数将代码分组以执行特定任务，并且该代码组被赋予一个名称（标识符），叫做函数名。

当从程序的任何部分调用该函数时，它都会执行函数体中定义的代码。

C++ 函数声明

声明函数的语法是：

returnType functionName (parameter1, parameter2,...) {
    // 函数体
}

下面是一个函数声明的例子：

void greet() {
    cout << "Hello World";
}

这里，

  • 函数的名称是 greet
  • 函数的返回类型是 void
  • 空括号 () 表示它没有任何参数
  • 函数体写在 {} 里面

调用函数

在上面的程序中，我们声明了一个名为 greet() 的函数。要使用 greet() 函数，我们需要调用它。

下面代码展示了我们如何调用 greet() 函数。

int main() {
    // 调用函数
    greet();
}

C++ 函数的工作原理
C++ 函数的工作原理

示例 1：显示文本

本例中定义了一个用于输出一个固定字符串的函数。

#include <iostream>
using namespace std;

// 定一个函数
void greet() {
    cout << "Hello there!";
}

int main() {
    // 调用函数
    greet();

    return 0;
}

输出

Hello there!

函数参数

如上所述，可以为函数添加参数。参数是在声明函数时传递的值。

例如，让我们考虑以下函数：

void printNum(int num) {
    cout << num;
}

这里， int num 是函数参数，它是个 int 类型的变量。

我们在调用函数时将一个值传递给函数参数。

int main() {
    int n = 7;
    printNum(n);

    return 0;
}

示例 2：带参数的函数

本示例展示了如何在 C++ 中使用函数参数。

#include <iostream>
using namespace std;

// 显示一个数字
void displayNum(int n1, float n2) {
    cout << "The int number is " << n1;
    cout << "The double number is " << n2;
}

int main() {

    int num1 = 5;
    double num2 = 5.5;

    displayNum(num1, num2);

    return 0;
}

输出

The int number is 5
The double number is 5.5

在上面的程序中，我们使用了一个函数，它有一个 int 参数和一个 double 参数。

然后我们通过 num1 和 num2 两个变量将值传入函数中的 n1 和 n2。

**注意：**调用函数时传递的参数类型必须与函数声明中定义的相应参数匹配。

返回值

在上面的程序中，我们在函数声明中使用了 void。例如，

void displayNumber() {
    // code
}

这意味着该函数没有返回任何值。

也可以从函数返回一个值。为此，我们需要在函数声明期间指定函数的返回值类型。

然后， return 语句可用于从函数返回值。

例如，

int add (int a, int b) {
   return (a + b);
}

在这里，我们有 int 数据类型而不是 void。 这意味着该函数返回一个 int 值。

该代码 return (a + b); 返回两个参数的总和作为函数值。

return 语句表示该函数已结束。函数内部 return 之后的任何代码都不会执行。

示例 3：将两个数字相加

本示例展示了如何在 C++ 中函数的返回值。

#include <iostream>

using namespace std;

// 声明函数
int add(int a, int b) {
    return (a + b);
}

int main() {
    int sum;

    sum = add(100, 78);

    cout << "100 + 78 = " << sum << endl;

    return 0;
}

输出

100 + 78 = 178

在上面的程序中， add() 函数用于求两个数的和。

我们在调用函数时传递两个 int 数值 100 和 78 。

我们将函数的返回值存储在 sum 变量中，然后我们打印它。

请注意 sum 是一个 int 类型的变量。这是因为 add() 的返回值是 int 类型。

函数原型

在 C++中，函数声明的代码应该在函数调用之前。但是，如果我们想在函数调用后定义一个函数，就需要使用函数原型。例如，

// 函数原型
void add(int, int);

int main() {
    // 在函数定义之前调用
    add(5, 3);
    return 0;
}

// 函数定义
void add(int a, int b) {
    cout << (a + b);
}

上面代码中，函数原型为：

void add(int, int);

这为编译器提供了有关函数名称及其参数的信息。这就是为什么我们可以在定义函数之前使用代码调用函数的原因。

函数原型的语法是：

returnType functionName(dataType1, dataType2, ...);

示例 4：C++ 函数原型

本示例展示了如何定义函数原型。

#include <iostream>

using namespace std;

// 函数原型
int add(int, int);

int main() {
    int sum;

    sum = add(100, 78);
    cout << "100 + 78 = " << sum << endl;

    return 0;
}

// 函数定义
int add(int a, int b) {
    return (a + b);
}

输出

100 + 78 = 178

上述程序与示例 3几乎相同。唯一不同的是，这里的函数是在函数调用之后定义的。

这就是我们在这个例子中使用函数原型的原因。

使用用户定义函数的好处

  • 函数使代码可重用。我们可以声明一次并多次使用它们。
  • 函数使程序更容易，因为每个小任务都被划分为一个函数。
  • 函数增加了可读性。

C++ 库函数

库函数是 C++ 编程中的内置函数。您可以直接调用 C++ 库函数。

在 C ++ 中，一些常见的库函数有： sqrt() ， abs() ， isdigit() 等。

为了使用库函数，我们通常需要包含定义这些库函数的头文件。

例如，为了使用 sqrt() 和 abs() 等数学函数，我们需要包含头文件 cmath 。

示例 5：C++ 程序求一个数的平方根

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int main() {
    double number, squareRoot;

    number = 25.0;

    // sqrt() 用于计算平方根的库函数
    squareRoot = sqrt(number);

    cout << "Square root of " << number << " = " << squareRoot;

    return 0;
}

输出

Square root of 25 = 5

在这个程序中， sqrt() 库函数用于计算一个数的平方根。

sqrt() 的函数声明在 cmath 头文件中定义。这就是为什么我们需要使用代码 #include <cmath> 来使用 sqrt() 函数。

要了解更多信息，请访问C++ 标准库函数参考。

C++ goto 语句 C++ 中用户定义函数的实际用法