目錄引言1. 函數(shù)簡介定義功能基本語法2. 函數(shù)的聲明與定義函數(shù)聲明Function Declaration函數(shù)定義Function Definition函數(shù)分離編譯3. 函數(shù)調(diào)用基本調(diào)用多次調(diào)用4. 參數(shù)傳遞機(jī)制傳值調(diào)用傳引用調(diào)用傳指針調(diào)用選擇合適的傳遞方式5. 返回值5.1 返回基本數(shù)據(jù)類型5.2 返回引用5.3 返回指針5.4 返回對象6. 函數(shù)重載定義規(guī)則示例注意事項(xiàng)7. 默認(rèn)參數(shù)定義規(guī)則示例注意事項(xiàng)8. 內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義使用場景示例優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)注意事項(xiàng)9. 遞歸函數(shù)定義基本結(jié)構(gòu)示例計(jì)算階乘示例斐波那契數(shù)列注意事項(xiàng)遞歸優(yōu)化尾遞歸10. Lambda表達(dá)式定義語法組件說明高級示例捕獲并排序使用Lambda表達(dá)式與標(biāo)準(zhǔn)庫11. 函數(shù)指針與回調(diào)函數(shù)函數(shù)指針聲明與使用函數(shù)指針作為參數(shù)回調(diào)函數(shù)與Lambda表達(dá)式結(jié)合結(jié)語引言初學(xué) C 的同學(xué)一定會長期和函數(shù)打交道它是代碼封裝、代碼復(fù)用的核心基礎(chǔ)但很多新手極易踩坑分不清傳值、傳引用、傳指針三者區(qū)別搞不懂函數(shù)聲明與分離編譯寫遞歸出現(xiàn)棧溢出不會使用 Lambda 與函數(shù)指針回調(diào)。本文完整梳理 C 函數(shù)11 大核心板塊從基礎(chǔ)定義、聲明調(diào)用、三種參數(shù)傳遞、各類返回值寫法到函數(shù)重載、默認(rèn)參數(shù)、內(nèi)聯(lián)函數(shù)、遞歸、Lambda 匿名函數(shù)、函數(shù)指針與回調(diào)全覆蓋每個(gè)知識點(diǎn)配套可直接復(fù)制運(yùn)行的完整代碼同時(shí)標(biāo)注新手高頻易錯(cuò)點(diǎn)不管是課堂練習(xí)、期末復(fù)習(xí)還是項(xiàng)目開發(fā)都能直接復(fù)用。1. 函數(shù)簡介定義函數(shù)是執(zhí)行特定任務(wù)的代碼塊可以被程序中的多個(gè)地方調(diào)用。使用函數(shù)可以增加代碼的可重用性、可讀性和可維護(hù)性。功能封裝將特定功能封裝在函數(shù)中便于管理和修改。復(fù)用同一段功能代碼可以在程序中多次調(diào)用減少代碼重復(fù)。結(jié)構(gòu)化通過函數(shù)組織代碼提高程序的結(jié)構(gòu)清晰度?；菊Z法return_type function_name(parameter_list) {// function body}這個(gè)return_type是指類型int、void.....示例#include iostream // 函數(shù)聲明 int add(int a, int b); int main() { int result add(5, 3); std::cout 5 3 result std::endl; return 0; } // 函數(shù)定義 int add(int a, int b) { return a b; }輸出5 3 82. 函數(shù)的聲明與定義函數(shù)聲明Function Declaration告訴編譯器函數(shù)的名稱、返回類型和參數(shù)類型但不包含函數(shù)體。通常放在頭文件中或在使用函數(shù)前進(jìn)行聲明。語法return_type function_name(parameter_list);示例int multiply(int a, int b); // 函數(shù)聲明函數(shù)定義Function Definition提供函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)包括函數(shù)體。函數(shù)定義可以在源文件中或與聲明一起在頭文件中出現(xiàn)推薦僅聲明在頭文件中。語法return_type function_name(parameter_list) {// function body}示例int multiply(int a, int b) { // 函數(shù)定義 return a * b; }函數(shù)分離編譯聲明放在頭文件如multiply.h。定義放在源文件如multiply.cpp。multiply.h:#ifndef MULTIPLY_H #define MULTIPLY_H int multiply(int a, int b); #endifmultiply.cpp:#include multiply.h int multiply(int a, int b) { return a * b; }main.cpp:#include iostream #include multiply.h int main() { int result multiply(4, 6); std::cout 4 * 6 result std::endl; return 0; }編譯命令假設(shè)使用gg main.cpp multiply.cpp -o program輸出4 * 6 243. 函數(shù)調(diào)用基本調(diào)用通過函數(shù)名稱和必要的參數(shù)來調(diào)用函數(shù)。示例#include iostream void greet() { std::cout Hello, World! std::endl; } int main() { greet(); // 調(diào)用函數(shù) return 0; }輸出Hello, World!多次調(diào)用同一函數(shù)可以在程序中被調(diào)用多次。示例#include iostream void sayHello() { std::cout Hello! std::endl; } int main() { sayHello(); sayHello(); sayHello(); return 0; }輸出Hello! Hello! Hello!4. 參數(shù)傳遞機(jī)制C中函數(shù)參數(shù)的傳遞方式主要有以下三種1.傳值調(diào)用Pass by Value2.傳引用調(diào)用Pass by Reference3.傳指針調(diào)用Pass by Pointer傳值調(diào)用定義函數(shù)接收參數(shù)的副本函數(shù)內(nèi)對參數(shù)的修改不會影響原始數(shù)據(jù)。語法void function_name(int a) {a 10; // 只修改副本}示例#include iostream void changeValue(int num) { num 100; std::cout Inside function: num std::endl; } int main() { int value 50; changeValue(value); std::cout Outside function: value std::endl; return 0; }輸出Inside function: 100 Outside function: 50解釋changeValue函數(shù)修改的是num的副本原始變量value保持不變。傳引用調(diào)用定義函數(shù)接收參數(shù)的引用函數(shù)內(nèi)對參數(shù)的修改會影響原始數(shù)據(jù)。語法void function_name(int a) {a 10; // 修改原始數(shù)據(jù)}示例#include iostream void changeValue(int num) { num 100; std::cout Inside function: num std::endl; } int main() { int value 50; changeValue(value); std::cout Outside function: value std::endl; return 0; }輸出Inside function: 100 Outside function: 100解釋changeValue函數(shù)通過引用修改了原始變量value的值。傳指針調(diào)用定義函數(shù)接收指向參數(shù)的指針函數(shù)內(nèi)通過指針可以修改原始數(shù)據(jù)。語法void function_name(int *a) {*a 10; // 修改原始數(shù)據(jù)}示例#include iostream void changeValue(int *num) { *num 100; std::cout Inside function: *num std::endl; } int main() { int value 50; changeValue(value); std::cout Outside function: value std::endl; return 0; }輸出Inside function: 100 Outside function: 100解釋changeValue函數(shù)通過指針修改了原始變量value的值。選擇合適的傳遞方式傳值調(diào)用適用于不需要修改原始數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)量較小的情況。傳引用調(diào)用適用于需要修改原始數(shù)據(jù)或傳遞大型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以提高效率。傳指針調(diào)用類似傳引用調(diào)用但更靈活可用于傳遞nullptr或指向動態(tài)分配的內(nèi)存。5. 返回值函數(shù)可以通過return語句將結(jié)果返回給調(diào)用者。返回值的類型可以是基本數(shù)據(jù)類型、引用、指針、對象等。5.1 返回基本數(shù)據(jù)類型示例#include iostream int add(int a, int b) { return a b; } int main() { int sum add(3, 4); std::cout Sum: sum std::endl; return 0; }輸出Sum: 75.2 返回引用注意返回引用需要確保引用的對象在返回后依然有效不要返回局部變量。示例#include iostream // 返回引用注意不要返回局部變量 /* int getValue(){ int a 100; return a; //外部需要引用a,在花括號結(jié)束后a就被釋放了所以無效 } */ int getMax(int a, int b) { if(a b) return a; else return b; } int main() { // auto getvalue getValue(); 無效接受返回的局部變量的值 // std::cout value getvalue std::endl; int x 10; int y 20; int max getMax(x, y); std::cout Max: max std::endl; max 30; // 修改引用 std::cout After modification, y: y std::endl; return 0; }輸出Max: 20 After modification, y: 30解釋getMax函數(shù)返回較大的變量的引用修改max實(shí)際上修改了y。5.3 返回指針示例#include iostream // 返回指針注意不要返回局部變量的地址 /* int * getValueP(){ int a 10; return a; } */ // 動態(tài)開辟數(shù)組堆內(nèi)存 int* allocateArray(int size){ int* arr new int[size]; //用new開辟數(shù)組首地址用delete回收 for(int i 0; i size; i){ arr[i] i*2; } return arr; //在堆上生命周期很長可以返回局部變量 } int main() { // 在堆上創(chuàng)建數(shù)組 int size 5; int* myArray allocateArray(size); for(int i 0; i size; i) std::cout myArray[i] ; std::cout std::endl; delete[] myArray; // 釋放內(nèi)存回收連續(xù)數(shù)組的空間 return 0; }輸出0 2 4 6 8解釋allocateArray函數(shù)動態(tài)分配一個(gè)數(shù)組并返回指向數(shù)組的指針。調(diào)用者需負(fù)責(zé)釋放內(nèi)存。5.4 返回對象示例#include iostream #include string class Person { public: std::string name; int age; Person(std::string n, int a) : name(n), age(a) {} }; Person createPerson(std::string name, int age) { Person p(name, age); return p; // 返回對象 } int main() { Person person createPerson(Alice, 25); std::cout Name: person.name , Age: person.age std::endl; return 0; }輸出Name: Alice, Age: 25解釋createPerson函數(shù)返回一個(gè)Person對象?，F(xiàn)代編譯器通過返回值優(yōu)化減少對象拷貝提高效率。6. 函數(shù)重載定義函數(shù)重載允許在同一個(gè)作用域內(nèi)定義多個(gè)名稱相同但參數(shù)列表不同的函數(shù)。編譯器通過參數(shù)列表的不同來區(qū)分調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。規(guī)則函數(shù)名相同。參數(shù)列表類型、數(shù)量或順序不同。返回類型不參與重載的區(qū)分。示例#include iostream // 重載函數(shù)不同參數(shù)數(shù)量 int add(int a, int b) { return a b; } int add(int a, int b, int c) { return a b c; } // 重載函數(shù)不同參數(shù)類型 double add(double a, double b) { return a b; } int main() { std::cout add(2, 3) add(2, 3) std::endl; std::cout add(2, 3, 4) add(2, 3, 4) std::endl; std::cout add(2.5, 3.5) add(2.5, 3.5) std::endl; return 0; }輸出add(2, 3) 5 add(2, 3, 4) 9 add(2.5, 3.5) 6注意事項(xiàng)僅返回類型不同的重載是非法的。默認(rèn)參數(shù)可能會與重載產(chǎn)生沖突使用時(shí)需謹(jǐn)慎。非法示例double add(int a, int b) { return a b 0.0; } // 沖突重載僅返回類型不同 // 會導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤 // double add(int a, int b);7. 默認(rèn)參數(shù)定義函數(shù)參數(shù)可以指定默認(rèn)值調(diào)用函數(shù)時(shí)可以省略這些參數(shù)默認(rèn)值將被使用。規(guī)則默認(rèn)參數(shù)從右到左設(shè)置不能部分設(shè)置。函數(shù)聲明和定義中默認(rèn)參數(shù)只需在聲明中指定在函數(shù)的定義中直接寫就行了。示例#include iostream // 函數(shù)聲明時(shí)指定默認(rèn)參數(shù) void displayInfo(std::string name, int age 18, std::string city Unknown); int main() { displayInfo(Bob, 25, New York); // 全部參數(shù)傳遞 displayInfo(Charlie, 30); // 省略city displayInfo(Diana); // 省略age和city return 0; } // 函數(shù)定義 void displayInfo(std::string name, int age, std::string city) { std::cout Name: name , Age: age , City: city std::endl; }輸出Name: Bob, Age: 25, City: New York Name: Charlie, Age: 30, City: Unknown Name: Diana, Age: 18, City: Unknown注意事項(xiàng)默認(rèn)參數(shù)都要放到后面不能跳過中間參數(shù)。如果同時(shí)使用默認(rèn)參數(shù)和重載可能會產(chǎn)生歧義需謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)。8. 內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)通過在函數(shù)前加inline關(guān)鍵字建議編譯器將函數(shù)代碼嵌入到調(diào)用處減少函數(shù)調(diào)用的開銷。使用場景適用于函數(shù)體積小、調(diào)用頻繁的函數(shù)如訪問器getter和修改器setter等。示例#include iostream // 內(nèi)聯(lián)函數(shù) inline int square(int x) { return x * x; } int main() { std::cout Square of 5: square(5) std::endl; return 0; }輸出Square of 5: 25優(yōu)點(diǎn)減少函數(shù)調(diào)用的開銷如棧操作?？赡芴岣叱绦蛐阅?。缺點(diǎn)使得代碼體積增大可能影響緩存性能。編譯器可能忽略內(nèi)聯(lián)請求特別是對于復(fù)雜函數(shù)。注意事項(xiàng)編譯器對inline關(guān)鍵字的處理是建議性質(zhì)最終是否內(nèi)聯(lián)由編譯器決定。過度使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)可能導(dǎo)致代碼膨脹。9. 遞歸函數(shù)定義遞歸函數(shù)是指在函數(shù)體內(nèi)調(diào)用自身的函數(shù)。遞歸通常用于解決可以分解為相似子問題的問題如階乘、斐波那契數(shù)列、樹的遍歷等?；窘Y(jié)構(gòu)遞歸函數(shù)通常包含兩個(gè)部分基準(zhǔn)情形Base Case直接返回結(jié)果避免無限遞歸。遞歸情形Recursive Case將問題分解為更小的子問題并調(diào)用自身。示例計(jì)算階乘#include iostream // 遞歸函數(shù)計(jì)算階乘 long long factorial(int n) { if(n 0) return -1; // 錯(cuò)誤情況 if(n 0 || n 1) return 1; // 基準(zhǔn)情形 return n * factorial(n - 1); // 遞歸情形 } int main() { int number 5; long long result factorial(number); if(result ! -1) std::cout number ! result std::endl; else std::cout Invalid input! std::endl; return 0; }輸出5! 120示例斐波那契數(shù)列#include iostream // 遞歸函數(shù)計(jì)算斐波那契數(shù) int fibonacci(int n) { if(n 0) return 0; if(n 1) return 1; return fibonacci(n - 1) fibonacci(n - 2); } int main() { int term 10; std::cout Fibonacci( term ) fibonacci(term) std::endl; return 0; }輸出Fibonacci(10) 55注意事項(xiàng)基準(zhǔn)情形必須正確設(shè)置避免無限遞歸導(dǎo)致棧溢出。效率問題一些遞歸實(shí)現(xiàn)可能效率低下如斐波那契數(shù)列可以通過“記憶化”或改用迭代方法優(yōu)化。堆棧深度遞歸深度過大可能導(dǎo)致棧溢出需避免深度遞歸。遞歸優(yōu)化尾遞歸尾遞歸是指遞歸調(diào)用在函數(shù)的最后一步可以被編譯器優(yōu)化為循環(huán)減少堆棧消耗。示例尾遞歸階乘#include iostream // 輔助函數(shù)用于尾遞歸 long long factorialHelper(int n, long long accumulator) { if(n 0) return accumulator; return factorialHelper(n - 1, n * accumulator); } // 尾遞歸函數(shù) long long factorial(int n) { return factorialHelper(n, 1); } int main() { int number 5; std::cout number ! factorial(number) std::endl; return 0; }輸出5! 120解釋factorialHelper函數(shù)的遞歸調(diào)用是函數(shù)的最后一步編譯器可以將其優(yōu)化為迭代減少堆棧消耗。10. Lambda表達(dá)式定義Lambda表達(dá)式是C11引入的匿名函數(shù)便于在需要函數(shù)對象的地方快速定義和使用函數(shù)。它允許定義內(nèi)聯(lián)的、小型的可調(diào)用對象無需單獨(dú)定義函數(shù)。語法[ capture_list ] ( parameter_list ) - return_type {// function body}[捕獲列表](形參列表) - 返回值類型 { 函數(shù)體 };示例#include iostream #include vector #include algorithm int main() { std::vectorint numbers {1, 2, 3, 4, 5}; // 使用Lambda表達(dá)式打印每個(gè)元素 std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [](int x) { std::cout x ; }); std::cout std::endl; // 使用Lambda表達(dá)式計(jì)算總和 int sum 0; std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [sum](int x) { sum x; }); std::cout Sum: sum std::endl; return 0; }輸出1 2 3 4 5 Sum: 15組件說明1.捕獲列表指定如何訪問外部變量。1.1[ ]不捕獲任何外部變量。1.2[]按引用捕獲所有外部變量。1.3[]按值捕獲所有外部變量。1.4[x, y]按值捕獲x按引用捕獲y。2.參數(shù)列表類似普通函數(shù)的參數(shù)列表可以省略類型C14及以上支持自動類型推斷。3.返回類型可指定返回類型也可省略編譯器自動推斷。4.函數(shù)體Lambda的具體實(shí)現(xiàn)。for_each 工作原理取第一個(gè)迭代器一直到尾后元素的迭代器高級示例捕獲并排序#include iostream #include vector #include algorithm int main() { std::vectorint data {5, 2, 9, 1, 5, 6}; // 按降序排序使用Lambda表達(dá)式 std::sort(data.begin(), data.end(), [](int a, int b) - bool { return a b; }); std::cout Sorted data: ; for(auto num : data) std::cout num ; std::cout std::endl; return 0; }輸出Sorted data: 9 6 5 5 2 1使用Lambda表達(dá)式與標(biāo)準(zhǔn)庫C標(biāo)準(zhǔn)庫中的許多算法如std::for_each、std::sort、std::transform等常用Lambda表達(dá)式作為參數(shù)以實(shí)現(xiàn)自定義的操作。11. 函數(shù)指針與回調(diào)函數(shù)函數(shù)指針定義指向函數(shù)的指針變量保存函數(shù)的地址可以通過指針調(diào)用函數(shù)。聲明與使用#include iostream // 普通函數(shù) void greet() { std::cout Hello from greet! std::endl; } int main() { // 定義函數(shù)指針 void (*funcPtr)() greet; // 通過指針調(diào)用函數(shù) funcPtr(); return 0; }輸出Hello from greet!函數(shù)指針作為參數(shù)示例#include iostream // 接收函數(shù)指針作為參數(shù) void execute(void (* pfunc)()){ // 解引用調(diào)用函數(shù) //1. *pfunc → 根據(jù)地址取出函數(shù)本體 //2. 函數(shù)本體遇到調(diào)用符() → 隱式轉(zhuǎn)回地址執(zhí)行 (*pfunc)(); // 也可以不解引用直接調(diào)用 pfunc(); } // 被調(diào)用的函數(shù) void sayHi() { std::cout Hi! std::endl; } int main() { execute(sayHi); return 0; }輸出Hi!回調(diào)函數(shù)定義通過函數(shù)指針傳遞的函數(shù)通常用于在特定事件發(fā)生時(shí)執(zhí)行自定義操作。示例基于函數(shù)指針的回調(diào)#include iostream // 回調(diào)類型定義 typedef void (*Callback)(); // 函數(shù)接收回調(diào) void registerCallback(Callback cb) { std::cout Before callback std::endl; cb(); // 執(zhí)行回調(diào) std::cout After callback std::endl; } // 回調(diào)函數(shù) void myCallback() { std::cout Callback executed! std::endl; } int main() { registerCallback(myCallback); return 0; }輸出Before callback Callback executed! After callback與Lambda表達(dá)式結(jié)合函數(shù)指針也可以指向Lambda表達(dá)式但僅限于不捕獲外部變量的Lambda。示例#include iostream // 回調(diào)類型定義 typedef void (*Callback)(); void executeCallback(Callback cb) { cb(); } int main() { // 不捕獲外部變量的Lambda Callback cb []() { std::cout Lambda callback! std::endl; }; executeCallback(cb); return 0; }輸出Lambda callback!注意捕獲外部變量的Lambda無法轉(zhuǎn)換為普通函數(shù)指針。結(jié)語今日有關(guān)函數(shù)知識就到這Fighting!