使用函数处理不同类型的数据一、函数重载1. 完整定义在同一个作用域全局/同一个类中存在多个函数名完全相同但形参列表存在差异的一组函数编译器会根据调用时传入实参的个数、类型、顺序自动匹配对应函数这个机制称为函数重载。2. 构成重载的3种合法差异参数个数不同void f(int);/void f(int, double);参数类型不同void f(int);/void f(double);参数顺序不同void f(int,char);/void f(char,int);3. ❌ 不能作为重载区分的条件高频错题仅返回值不同int f();/double f();不算重载编译报错仅形参变量名不同void f(int a);/void f(int b);完全等价无重载仅顶层const修饰值参数void f(int);/void f(const int);视为同一个函数。4. 匹配优先级编译器调用逻辑1.精准匹配类型完全一致→ 2.平凡隐式转换int→long→ 3.提升转换char→int→ 4.算术转换int→double若多个函数同时满足转换条件产生调用二义性直接编译失败。5. 代码示例#includeiostreamusingnamespacestd;// 三组重载print函数voidprint(intx){cout整数xendl;}voidprint(doublex){cout浮点数xendl;}voidprint(inta,string b){couta bendl;}intmain(){print(10);// 匹配int版本print(3.14);// 匹配double版本print(20,test);// 匹配双参数版本return0;}6. 适用场景统一功能逻辑适配多种数据类型无需给不同类型函数起不同名字提升代码可读性。二、将数组传递给函数1. 底层本质数组名作为函数实参时隐式转换为数组首元素指针函数内部不会拷贝整个数组只传递一个地址因此函数内修改数组元素会直接修改外部原数组函数内部sizeof(arr)获取的是指针大小而非数组总字节长度必须手动传入数组长度参数。2. 三种等价传参写法编译器全部解析为指针// 写法1数组形式可读性最高竞赛常用voidfunc(intarr[],intlen);// 写法2指定数组长度数字会被编译器忽略无实际约束voidfunc(intarr[100],intlen);// 写法3原生指针形式和上面完全等价voidfunc(int*arr,intlen);3. 二维数组传参强制规则多维数组传参时除第一维外其余维度大小必须显式指定voidmat(intarr[][5],introw);// 合法第二维固定5列// void mat(int arr[][], int row); // 非法无法计算元素偏移4. const数组传参优化只读数组建议加const禁止函数内部修改数组同时兼容常量数组实参voidshow(constintarr[],intlen);5. 易错坑点定长数组int a[10]、动态数组vectorint、指针int* p都可以传给数组形参但长度必须手动传递std::array不属于原生数组传参规则不同。三、按引用传递参数1. 引用底层原理引用T是变量别名编译期直接绑定实参内存地址运行时不产生任何副本不分配额外栈内存。语法void func(int x)调用时func(num)x等价于num。2. 两大核心作用减少拷贝开销传递string、vector、结构体、大数组等大型对象避免完整复制函数内修改外部变量无需通过返回值带出修改结果直接操作原变量。3. 常量引用const T最优只读传参方案voidprintVec(constvectorintv);优势不拷贝性能和原生指针一致编译器禁止函数内部修改容器保证数据安全可接收字面量、临时对象作为实参普通左值引用T不支持临时量。4. 值传递 / 左值引用 / const引用 完整对比传递方式语法是否拷贝能否修改外部变量能否接收临时值值传递void f(int x)拷贝副本不能可以普通引用void f(int x)无拷贝可以不可以const引用void f(const int x)无拷贝不可以可以什么是「临时值临时对象」程序运行中没有独立变量名、转瞬即逝、用完立刻销毁的数值/对象就叫临时值。常见例子字面常量10、3.14、abc表达式运算结果a b、x * 2函数返回值add(1,2)、vec.back()构造临时对象vectorint{1,2,3}临时值存放在寄存器/临时内存没有左值身份不能取地址、不能被普通左值引用绑定。值传递void f(int x)能接收临时值调用示例voidf(intx){}f(10);// 字面临时值 OKf(23);// 表达式临时结果 OK原理临时值会拷贝一份副本给形参x函数操作副本和原临时对象无关所以允许传入临时。普通左值引用void f(int x)不能接收临时值voidf(intx){}f(10);// 编译报错f(12);// 编译报错原因int x要求绑定有名字、可修改的持久变量左值。临时值是转瞬即逝的右值编译器禁止普通引用绑定它——如果允许绑定你在函数内修改x但临时对象马上销毁修改毫无意义C直接禁止这种危险行为。合法调用只能传已有变量inta5;f(a);// 只有带名字的变量能传给intconst引用void f(const int x)可以接收临时值voidf(constintx){}f(10);// OKf(3*4);// OK原理const T是常量左值引用编译器做了特殊规则放宽允许绑定临时对象并且会延长临时对象的生命周期直到函数执行完毕再销毁。同时加了const限制函数内不能修改这个临时值不存在“修改无效”的隐患所以语法放行。微处理器如何处理函数调用一、 内联函数 inline1. CPU普通函数调用底层开销调用普通函数时CPU需要保存现场寄存器→开辟栈帧→参数压栈→跳转执行函数→返回恢复寄存器频繁小函数调用会产生大量性能损耗。2. inline核心作用inline修饰函数向编译器提交建议将函数体代码直接嵌入每一处调用位置消除函数跳转、栈帧开辟的开销。3. 适用场景函数体短小1~5行、逻辑简单、高频循环调用数值计算、取值判断、简单存取函数。4. ❌ 禁止使用inline的场景包含循环、递归、大量分支判断、复杂IO操作的函数编译器会自动忽略inline建议降级为普通函数。5. 特殊规则inline只是建议不是强制命令编译器拥有最终决定权在类内部直接定义的成员函数会被编译器隐式标记为inlineinline函数定义必须和声明放在同一头文件多文件共用。6. 示例inlineintsquare(intx){returnx*x;}intmain(){intasquare(5);// 编译后直接替换为 int a 5*5;return0;}二、自动推断返回类型分为两套语法适配C11/C14标准1. C14 简化auto返回推断最常用autoadd(inta,intb){returnab;// 编译器根据return表达式自动推导返回值类型}约束函数所有return语句必须返回完全相同类型否则编译报错无法用于递归函数编译器无法提前推导类型。2. C11 尾置返回类型decltype(auto)解决参数为引用、返回值需要保留引用属性的场景// 保留变量引用属性autogetVal(intx)-decltype(x){returnx;}适用场景模板函数、返回类型依赖参数类型的泛型代码。1普通auto返回的缺陷autogetVal(intx){returnx;}inta10;autoresgetVal(a);res99;这里res是普通int副本不是引用auto推导时会剥离引用属性就算返回的是引用变量x返回值依然是值拷贝无法修改外部a。2decltype(表达式)作用decltype(变量/表达式)原样获取表达式的完整类型不会剥离引用、const修饰。intnum5;intrnum;decltype(r)xnum;// x的类型就是 int保留引用3尾置返回语法auto 函数(参数) - 类型C11 标准写法auto只是占位符真正返回类型写在-后面好处返回类型里可以直接使用函数的参数名普通前置返回做不到。// auto占位符真正返回类型在 - 后指定// - decltype(x)返回类型 x 的完整原始类型intautogetVal(intx)-decltype(x){returnx;}形参int xx是传入实参的左值引用类型为intdecltype(x)提取x完整类型结果就是int- decltype(x)强制指定函数返回值类型为int保留引用属性补充decltype(auto)简化版C14C14新增decltype(auto)不需要尾置语法等价简化// C14 一行替代尾置写法自动保留引用/constdecltype(auto)getVal(intx){returnx;}auto丢弃引用、constdecltype(auto)完整保留返回表达式的所有类型修饰引用、const、volatile三、lambda匿名函数Lambda 匿名函数没有函数名字、可以就地临时写出来、用完就丢的小型函数。普通函数需要单独定义在全局 / 类里而 Lambda 可以直接写在调用它的地方比如 sort、循环、回调里专门处理一次性的简短逻辑。1. 完整标准语法[捕获列表](形参列表)mutable-返回类型{函数体;}各分段作用[]捕获列表控制lambda访问外部局部变量的方式()参数列表和普通函数参数规则一致mutable可选允许修改值捕获的外部变量-类型尾置返回可省略编译器自动推断返回类型。2. 捕获规则考试核心捕获写法含义[]值捕获复制所有外部局部变量只读[]引用捕获绑定所有外部变量别名可修改原变量[x]仅值捕获变量x[x]仅引用捕获变量x[, y]默认全部值捕获唯独y使用引用捕获[this]捕获当前类对象指针类内lambda专用3. 经典实战场景STL排序#includealgorithm#includevectorusingnamespacestd;intmain(){vectorintv{3,1,4,2};// lambda作为排序比较函数降序排列sort(v.begin(),v.end(),[](inta,intb){returnab;});return0;}4. mutable关键字说明值捕获的变量默认const只读添加mutable后可在lambda内修改副本但不会影响外部原变量intx10;autof[]()mutable{x;};f();// 仅修改lambda内部副本外部x仍为105. 优势无需单独定义全局/局部函数临时逻辑就地编写大幅简化算法回调、异步回调代码。
