C++ Primer

第六章 函数

特殊用途语言特性

这次介绍三种函数相关的语言特性，都挺有用的。

默认实参

假如，我们现在要用一个string表示一个窗口，一般情况下，我们是希望窗口的高、宽是默认的：

//窗口函数的声明如下，带默认实参
string screen(int height = 24, int w = 80);

在上面的函数，我们为每一个形参都提供了默认实参。我们可以为一个或多个形参定义默认值，注意，一旦某个形参被赋予了默认值，它后面的所有形参都必须有默认值。

int f(int a = 24, int b); //这样的声明就是错误的
int f(int a, int b = 24); //这样就可以

使用默认实参调用函数

如果我们想使用默认实参，只要在调用函数的时候省略该实参就可以了，例如调用上面的screen函数：

string window;
window = screen(); //等价于screen(24, 80)

当然，我们也可以不使用默认实参来调用，只要指定实参的值就行：

window = screen(55); //等价于screen(55, 80)
window = screen(55，35); //等价于screen(55, 35)

当然，你不能跳过一个默认实参去调用，什么意思呢？

window = screen( , 60); //错误：只能省略尾部的实参

所以啊，当设计含有默认实参的函数时，重要的一项任务是合理设置形参的顺序，尽量让不怎么使用默认值的形参出现在前面，而让那些经常使用默认值的形参出现在后面。

默认实参声明

可以多次声明同一个函数（跟我们之前介绍的一样），但是，在给定的作用域中一个形参只能被赋予一次默认实参：

string screen(int height, int w = 24);
string screen(int height = 24, int w = 24);
//错误：重复默认实参w，即便是同一个值也不行哦
string screen(int height = 48, int w); 
//正确，看上去height有默认实参，而它右边的w没有，但是
//w在第一行那个函数中已经有了啊

默认实参初始值

下面我会写一些看着有些神奇的代码，让你猜输出什么，你只要记住这句话就不难了：用作默认实参的名字在函数声明所在的作用域内解析：

int a = 1;
int b = 2;
void f(int m = a, int n = b)
{
    cout << m << "," << n << endl;
}
void callf()
{
    a = 5;
    int b = 6;
    f();
}
int main()
{
    callf();
    return 0;
}

答案是：5,2 自己想想吧，别忘了上面那句要记住的话。

内联函数和constexpr函数

现在我们可能觉得调用函数很方便，让某个函数实现一个功能，我们再去调用它就很爽，不用管里面的逻辑，但它也有缺点：调用函数比直接在主函数里面写逻辑要慢，因为调用前要保存寄存器，在返回时恢复；可能需要拷贝实参；控制权转换。

内联函数可以避免函数调用的开销

将函数指定为内联函数，其实就是把函数调用的东西省略，直接把逻辑代码贴上去，例如我们之前写过一个比较字符串大小的函数：

cout << shortStr(s1, s2) << endl;
//如果把这个函数写成内联函数，那这个调用等价于
cout << (s1.size() < s2.size() ? s1 : s2) << endl;
//这样就消除了shortStr函数的运行时开销

其实就是加个关键字inline：

inline const string &shortStr(const string &s1, const string &s2)
{
    return s1.size() < s2.size() ? s1 : s2;
}

那有人就会说，为什么不把所有的函数都定义成内联函数呢？这个我也不知道，可能是函数逻辑太多，在主函数中展开的话会有问题吧（知道的同学求赐教啊） 一般来说，内联机制用于优化规模较小，流程直接，频繁调用的函数

constexpr函数

constexpr函数是指能用于常量表达式的函数，定义它要遵守一些规定：函数的返回值类型及所有形参的类型都得是字面值类型，而且函数体中必须有且只有一条return语句：

constexpr int new_sz() {return 42;} //constexpr函数定义
constexpr int f = new_size(); //正确的调用

执行f的初始化时，编译器会直接把constexpr函数的调用替换成其结果值，就是42；为了能在编译过程中随时展开，constexpr函数直接被隐式地指定为内联函数。 其实啊，我们也允许constexpr函数的返回值不是一个常量（破规定好多）：

constexpr int scale(int cnt){return new_sz() * cnt;}

当scale的实参cnt是常量表达式时，返回值new_sz() * cnt也是常量表达式；反之则不然：

int arr[scale(2)]; //对的
int i = 2;
int a2[scale(i)]; //错了

所以啊，constexpr函数不一定返回常量表达式 plus：和其他函数不同，内联函数和constexpr函数可以在程序中多次定义，因为你要展开的话肯定要定义的，声明是不够的，但是定义得合法，上面已经说过怎么合法了，所以我们把内联函数和constexpr函数都放在头文件里。

调试帮助

程序可以包含一些代码，只是用于调试的，发布的时候要屏蔽，这里介绍两个：assert和NDEBUG。

assert预处理宏

assert(expr);

首先对expr求值，如果为假（0），assert输出信息并终止程序的执行；如果为真，assert什么也不做。 我觉得是很好用的，相当于可以帮你检查你所要检查的任何表达式的真假，还不会出大的错，用起来很放心。

NDEBUG预处理变量

因为类似assert的运行时检查依赖于NDEBUG的预处理变量状态，所以在不用检查的时候，可以定义NDEBUG来避免检查各种条件所需的运行时开销，因为此时根本就不会检查，你的assert什么的都没用。 由此可见，C++赋予了程序员极大的权力与自由，同时也有些复杂。想使用它的同学自己去看用法吧，我一般不用就不介绍了。