第六章：函数 练习6.1 实参和形参的区别的什么？
实参是函数调用的实际值，是形参的初始值。
练习6.2 请指出下列函数哪个有错误，为什么？应该如何修改这些错误呢？
1 2 3 4 5 6 7 8 (a) int f () string s; return s; } (b) f2 (int i) { } (c) int calc (int v1, int v1) (d) double square (double x) return x * x
修正如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (a) string f () { string s; return s; } (b) void f2 (int i) (c) int calc (int v1, int v2) (d) double square (double x) return x * x; }
编写你自己的fact函数，上机检查是否正确。
编写一个与用户交互的函数，要求用户输入一个数字，计算生成该数字的阶乘。在main函数中调用该函数。
练习6.5 编写一个函数输出其实参的绝对值。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 #include <iostream> int abs (int i) return i > 0 ? i : -i; } int main () std::cout << abs (-5 ) << std::endl; return 0 ; }
练习6.6 说明形参、局部变量以及局部静态变量的区别。编写一个函数，同时达到这三种形式。
形参 定义在函数形参列表里面；局部变量 定义在代码块里面；局部静态变量 在程序的执行中，第一次经过对象定义语句时初始化，并且直到程序终止时才被销毁。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 int count_add (int n) static int ctr = 0 ; ctr += n; return ctr; } int main () for (int i = 0 ; i != 10 ; ++i) cout << count_add (i) << endl; return 0 ; }
练习6.7 编写一个函数，当它第一次被调用时返回0，以后每次被调用返回值加1。
1 2 3 4 5 int generate () static int ctr = 0 ; return ctr++; }
编写一个名为Chapter6.h的头文件，令其包含6.1节练习中的函数声明。
编写你自己的fact.cc 和factMain.cc ，这两个文件都应该包含上一小节的练习中编写的 Chapter6.h 头文件。通过这些文件，理解你的编译器是如何支持分离式编译的。
编写一个函数，使用指针形参交换两个整数的值。在代码中调用该函数并输出交换后的结果，以此验证函数的正确性。
编写并验证你自己的reset函数，使其作用于引用类型的参数。
改写6.2.1节练习中6.10 的程序，使用引用而非指针交换两个整数的值。你觉得哪种方法更易于使用呢？为什么？
引用更易于使用，无论是用法理解还是语法编写层面都简洁一些。
练习6.13 假设 T 是某种类型的名字，说明以下两个函数声明的区别：一个是void f(T), 另一个是 void f(&T)。
void f(T) 的参数通过「值传递」，在函数中T是实参的副本，改变T值不会影响到原来的实参值。void f(&T) 的参数通过「引用传递」，在函数中T是实参的引用（即T是实参的别名），T的改变也就是实参的改变。练习6.14 举一个形参应该是引用类型的例子，再举一个形参不能是引用类型的例子。
例如交换两个整数的函数，形参应该是引用
1 2 3 4 5 6 void swap (int & lhs, int & rhs) int temp = lhs; lhs = rhs; rhs = temp; }
当实参的值是右值时（比如整型常量，用作右值时，使用的是对象的值（内容），见左值和右值 ），形参不能为引用类型
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 int add (int a, int b) return a + b; } int main () int i = add (1 ,2 ); return 0 ; }
练习6.15 说明find_char 函数中的三个形参为什么是现在的类型，特别说明为什么s是常量引用而occurs是普通引用？为什么s和occurs是引用类型而c不是？如果令s是普通引用会发生什么情况？如果令occurs是常量引用会发生什么情况？
因为字符串可能很长，因此使用引用避免拷贝；而在函数中我们不希望改变 s 的内容，所以令 s 为常量。 occurs 是要传到函数外部的变量，所以使用引用，occurs 的值会改变，所以是普通引用。 因为我们只需要 c 的值，这个实参可能是右值（右值实参无法用于引用形参），所以 c 不能用引用类型。 如果 s 是普通引用，函数中也可能会意外改变原来字符串的内容。 occurs 如果是常量引用，那么意味着不能改变它的值，那也就失去意义了。 练习6.16 下面的这个函数虽然合法，但是不算特别有用。指出它的局限性并设法改善。
1 bool is_empty (string& s) return s.empty (); }
局限性：常量字符串 和字符串字面值 无法作为该函数的实参，比如下面这样调用是非法的：
1 2 3 const string str;bool flag = is_empty (str); bool flag = is_empty ("hello" );
改善：将这个函数的形参定义为常量引用（对const的引用，并非指引用自身是常量，谨记引用不是对象，是对象的别名）
1 bool is_empty (const string& s) return s.empty (); }
编写一个函数，判断string对象中是否含有大写字母。编写另一个函数，把string对象全部改写成小写形式。在这两个函数中你使用的形参类型相同吗？为什么？
两个函数的形参不一样。第一个函数使用常量引用，第二个函数使用普通引用。
练习6.18 为下面的函数编写函数声明，从给定的名字中推测函数具备的功能。
(a) 名为 compare 的函数，返回布尔值，两个参数都是 matrix 类的引用。 (b) 名为 change_val 的函数，返回vector的迭代器，有两个参数：一个是int，另一个是vector的迭代器。 1 2 (a) bool compare (matrix &m1, matrix &m2) (b) vector<int >::iterator change_val (int , vector<int >::iterator) ;
练习6.19 假定有如下声明，判断哪个调用合法、哪个调用不合法。对于不合法的函数调用，说明原因。
1 2 3 4 5 6 7 8 double calc (double ) int count (const string &, char ) int sum (vector<int >::iterator, vector<int >::iterator, int ) vector<int > vec (10 ) ;(a) calc (23.4 , 55.1 ); (b) count ("abcda" ,'a' ); (c) calc (66 ); (d) sum (vec.begin (), vec.end (), 3.8 );
(a) 不合法。calc只有一个参数。 (b) 合法。 (c) 合法。 (d) 合法。 练习6.20 引用形参什么时候应该是常量引用？如果形参应该是常量引用，而我们将其设为了普通引用，会发生什么情况？
应该尽量将引用形参设为常量引用，除非有明确的目的是为了改变 这个引用变量。如果形参应该是常量引用，而我们将其设为了普通引用，那么常量实参将无法作用于普通引用形参，会出现编译报错。
编写一个函数，令其接受两个参数：一个是int型的数，另一个是int指针。函数比较int的值和指针所指的值，返回较大的那个。在该函数中指针的类型应该是什么？
应该是 const int * 类型。
编写一个函数，令其交换两个int指针。
参考本节介绍的几个print函数，根据理解编写你自己的版本。依次调用每个函数使其输入下面定义的i和j:
1 int i = 0 , j[2 ] = { 0 , 1 };
练习6.24 描述下面这个函数的行为。如果代码中存在问题，请指出并改正。
1 2 3 4 5 void print (const int ia[10 ]) for (size_t i = 0 ; i != 10 ; ++i) cout << ia[i] << endl; }
当数组作为实参的时候，会被自动转换为指向首元素的指针。因此函数形参接受的是一个指针。以上代码实际传递只是指针，会有一个隐患，因此无论是const int ia[3]或者const int ia[255]都没有区别，因为无法实际传递数组的大小。如果要让这个代码成功运行，可以将实参改为数组的引用。更多讨论可参阅Confused about array parameters 。
1 2 3 4 5 6 void print (const int (&ia)[10 ]) for (size_t i = 0 ; i != 10 ; ++i) cout << ia[i] << endl; }
编写一个main函数，令其接受两个实参。把实参的内容连接成一个string对象并输出出来。
编写一个程序，使其接受本节所示的选项；输出传递给main函数的实参的内容。
编写一个函数，它的参数是initializer_list<int>类型的对象，函数的功能是计算列表中所有元素的和。
练习6.28 在error_msg函数的第二个版本中包含ErrCode类型的参数，其中循环内的elem是什么类型？
elem 是 const string & 类型。
练习6.29 在范围for循环中使用initializer_list对象时，应该将循环控制变量声明成引用类型吗？为什么？
应该使用常量引用 类型。initializer_list 对象中的元素永远都是常量，我们无法修改initializer_list 对象中元素的值。
编译第200页的str_subrange函数，看看你的编译器是如何处理函数中的错误的。
错误信息（Visual Studio 2022 Developer Command Prompt v17.9.5）：
“str_subrange”: 函数必须返回值 （cpp(C2561)）
clang编译器应该还能提示，参见 ：
Control may reach end of non-void function. // error #2
练习6.31 什么情况下返回的引用无效？什么情况下返回常量的引用无效？
当返回的引用的对象是局部变量时，返回的引用无效；当我们希望返回的对象被修改时，返回常量的引用无效。
练习6.32 下面的函数合法吗？如果合法，说明其功能；如果不合法，修改其中的错误并解释原因。
1 2 3 4 5 6 7 int &get (int *array, int index) return array[index]; }int main () int ia[10 ]; for (int i = 0 ; i != 10 ; ++i) get (ia, i) = i; }
合法。get 函数根据索引取得数组中的元素的引用。
编写一个递归函数，输出vector对象的内容。
练习6.34 如果factorial 函数的停止条件如下所示，将发生什么情况？
如果val为正数，从结果上来说没有区别（多乘了个 1）; 如果val为负数，那么递归永远不会结束。
通常而言，负数没有阶乘，但这里函数定义是int，可以输入负数。这里是问题所在。
练习6.35 在调用factorial 函数时，为什么我们传入的值是 val-1 而非 val--？
如果传入的值是 val--，那么将会永远传入相同的值来调用该函数，递归将永远不会结束。
练习6.36 编写一个函数声明，使其返回数组的引用并且该数组包含10个string对象。不用使用尾置返回类型、decltype或者类型别名。
练习6.37 为上一题的函数再写三个声明，一个使用类型别名，另一个使用尾置返回类型，最后一个使用decltype关键字。你觉得哪种形式最好？为什么？
1 2 3 4 5 6 7 typedef string str_arr[10 ];str_arr& fun () ;auto fun () ->string (&) [10]string s[10 ]; decltype (s)& fun ();
我觉得尾置返回类型最好。
练习6.38 修改arrPtr函数，使其返回数组的引用。
1 2 3 4 decltype (odd)& arrPtr (int i){ return (i % 2 ) ? odd : even; }
练习6.39 说明在下面的每组声明中第二条声明语句是何含义。如果有非法的声明，请指出来。
1 2 3 4 5 6 (a) int calc (int , int ) int calc (const int , const int ) (b) int get () double get () (c) int *reset (int *) double *reset (double *)
(a) 非法。因为顶层const 不影响传入函数的对象，所以第二个声明无法与第一个声明区分开来。 (b) 非法。对于重载的函数来说，它们应该只有形参的数量和形参的类型不同。返回值与重载无关。 (c) 合法。 练习6.40 下面的哪个声明是错误的？为什么？
1 2 (a) int ff (int a, int b = 0 , int c = 0 ) (b) char *init (int ht = 24 , int wd, char bckgrnd)
(a) 正确。 (b) 错误。因为一旦某个形参被赋予了默认值，那么它后面的所有形参都必须要有默认值。 练习6.41 下面的哪个调用是非法的？为什么？哪个调用虽然合法但显然与程序员的初衷不符？为什么？
1 2 3 4 char *init (int ht, int wd = 80 , char bckgrnd = ' ' ) (a) init (); (b) init (24 ,10 ); (c) init (14 ,'*' );
(a) 非法。第一个参数不是默认参数，最少需要一个实参。 (b) 合法。 (c) 合法，但与代码设计初衷不符。实参字符 * 被编译器隐式转换成 int 传入给第二个参数。而初衷是要传给第三个参数。 给make_plural函数（参见6.3.2节，第201页）的第二个形参赋予默认实参's', 利用新版本的函数输出单词success和failure的单数和复数形式。
这里原书应该是写错了（英文原版写的也是second），正确应该为「给第三个形参赋予默认实参's'」。
练习6.43 你会把下面的哪个声明和定义放在头文件中？哪个放在源文件中？为什么？
1 2 (a) inline bool eq (const BigInt&, const BigInt&) (b) void putValues (int *arr, int size)
全部都放在头文件。(a) 是内联函数，(b) 是声明。
练习6.44 将6.2.2节（第189页）的isShorter函数改写成内联函数。
1 2 3 4 inline bool isShorter (const string &s1, const string &s2) return s1. size () < s2. size (); }
练习6.45 回顾在前面的练习中你编写的那些函数，它们应该是内联函数吗？如果是，将它们改写成内联函数；如果不是，说明原因。
一般来说，内联机制用于优化规模小、流程直接、频繁调用的函数。
例如，练习6.38 的arrPtr函数和练习6.42 的make_plural函数应该定义为内联函数。其他函数若规模不小，且只有一次调用的话，即使定义为内联函数，编译器也很可能会选择忽略，并不会展开内联（内联说明只是向编译器发出的一个请求，实际是否展开内联要取决于编译器）。
练习6.46 能把isShorter函数定义成constexpr函数吗？如果能，将它改写成constexpr函数；如果不能，说明原因。
不能。constexpr函数的返回值类型及所有形参都需要为字面值类型。std::string::size()不是常量函数，s1.size() < s2.size()也不是常量表达式，它的运行结果虽然可以强制转换成常量类型，但由于常量≠常量表达式，即const≠constexpr，因为constexpr关键字不能进行强制类型转换，一个常量可能在运行时才能确定值，而常量表达式要求在编译阶段就确定值。
改写6.3.2节（第205页）练习中使用递归输出vector内容的程序，使其有条件地输出与执行过程有关的信息。例如，每次调用时输出vector对象的大小。分别在打开和关闭调试器的情况下编译并执行这个程序。
练习6.48 说明下面这个循环的含义，它对assert的使用合理吗？
1 2 3 string s; while (cin >> s && s != sought) { } assert (cin);
不合理。从这个程序的意图来看，应该用
练习6.49 什么是候选函数？什么是可行函数？
候选函数 ：与被调用函数同名，并且其声明在调用点可见。可行函数 ：形参与实参的数量相等，并且每个实参类型与对应的形参类型相同或者能转换成形参的类型。练习6.50 已知有第217页对函数 f 的声明，对于下面的每一个调用列出可行函数。其中哪个函数是最佳匹配？如果调用不合法，是因为没有可匹配的函数还是因为调用具有二义性？
1 2 3 4 (a) f (2.56 , 42 ) (b) f (42 ) (c) f (42 , 0 ) (d) f (2.56 , 3.14 )
(a) void f(int, int); 和 void f(double, double = 3.14); 是可行函数。该调用具有二义性而不合法。 (b) void f(int); 和 void f(double, double = 3.14); 是可行函数。void f(int); 是最佳匹配。 (c) void f(int, int); 和 void f(double, double = 3.14); 是可行函数。void f(int, int); 是最佳匹配。 (d) void f(int, int); 和 void f(double, double = 3.14); 是可行函数。void f(double, double = 3.14); 是最佳匹配。 编写函数f的4版本，令其各输出一条可以区分的消息。验证上一个练习的答案，如果你的回答错了，反复研究本节内容直到你弄清自己错在何处。
练习6.52 已知有如下声明：
1 2 void manip (int ,int ) double dobj;
请指出下列调用中每个类型转换的等级（参见6.6.1节，第219页）。
1 2 (a) manip ('a' , 'z' ); (b) manip (55.4 , dobj);
(a) 第3级。类型提升实现的匹配。 (b) 第4级。算术类型转换实现的匹配。 练习6.53 说明下列每组声明中的第二条语句会产生什么影响，并指出哪些不合法（如果有的话）。
1 2 3 4 5 6 (a) int calc (int &, int &) int calc (const int &, const int &) (b) int calc (char *, char *) int calc (const char *, const char *) (c) int calc (char *, char *) int calc (char * const , char * const )
(c) 不合法。顶层const不影响传入函数的对象。
练习6.54 编写函数的声明，令其接受两个int形参并返回类型也是int；然后声明一个vector对象，令其元素是指向该函数的指针。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 int func (int a, int b) using pFunc1 = decltype (func) *;typedef decltype (func) *pFunc2using pFunc3 = int (*)(int a, int b);using pFunc4 = int (int a, int b);typedef int (*pFunc5) (int a, int b) using pFunc6 = decltype (func);std::vector<pFunc1> vec1; std::vector<pFunc2> vec2; std::vector<pFunc3> vec3; std::vector<pFunc4*> vec4; std::vector<pFunc5> vec5; std::vector<pFunc6*> vec6;
练习6.55 编写4个函数，分别对两个int值执行加、减、乘、除运算；在上一题创建的vector对象中保存指向这些函数的指针。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 int add (int a, int b) return a + b; }int subtract (int a, int b) return a - b; }int multiply (int a, int b) return a * b; }int divide (int a, int b) return b != 0 ? a / b : 0 ; }vec1. push_back (add); vec1. push_back (subtract); vec1. push_back (multiply); vec1. push_back (divide);
调用上述vector对象中的每个元素并输出其结果。
