查漏补缺——函数（C++ Primer)

1、const形参和实参

(1)当用实参初始化形参时会忽略掉顶层const（作用于对象本身），换句话说，形参的顶层const被忽略掉了。当形参有顶层const时，传给它常量对象或非常量对象都是可以的：

void fcn(const int i){/*fcn能够读取i，但是不能向i写值*/}
//忽略掉形参的顶层const可能会产生意想不到的结果：
void fun(const int i);
void fun(int i);   //错误：重复定义了fun(int)

(2)我们可以使用一个非常量初始化一个底层const对象，但是反过来不行；同时一个普通的引用必须用同类型的对象初始化（不能用字面值初始化一个非常量引用）。形参的初始化方式和变量的初始化方式是一样的。

我们不能把const对象、字面值或者需要类型转换的对象传递给普通的引用形参。

2、数组形参

(1)数组有两个特殊的性质：不允许拷贝数组；使用数组时（通常）会将其转换成指针。

因为不能拷贝数组，所以我们不能以值传递的方式使用数组参数。因为数组会被转换成指针，所以当我们为函数传递一个数组时，实际上传递的是指向数组首元素的指针。

尽管不能使用以值传递的方式传递数组，但是我们可以把形参写成类似数组的形式：

//尽管形式不同，但是这三个print函数是等价的，每个函数都有一个const int*的形参
void print(const int*);
void print(const int[]);
void print(const int[10]);  //数组的大小对函数的调用没有影响
//当编译器处理对print函数的调用时，只检查传入的参数是否是const int*类型

因为数组是以指针形式传递给函数的，所以函数并不知道数组的确切尺寸，调用者应该为此提供额外的信息。有三种常用的技术：数组本身包含一个结束标记（比如C风格的字符串以空字符结尾）；传递指定数组尾元素和尾后元素的指针；专门定义一个表示数组大小的形参。

(2)只有当函数确实要改变元素值得时候，才把形参定义成指向非常量的指针，否则数组的形参应该设置成指向const的指针。

(3)将变量定义成数组的引用，注意维度是类型的一部分

void print(int (&arr)[10]) //&arr两端的括号必不可少
{
for(auto elem : arr)
cout<<elem<<endl;
}

//再一次强调
int *matrix[10];  //10个指针构成的数组
int (*matrix)[10];  //指向含有10个整数的数组的指针

3、引用返回左值

调用一个返回引用的函数得到左值，其他返回类型得到右值。可以像使用左值那样来使用返回引用的函数的调用，特别的，我们能为返回类型是非常量引用的函数的结果赋值。

4、主函数main的返回值

我们允许main函数没有return语句直接结束，这时候编译器将隐式插入一条返回0的return语句。

main函数的返回值可以看做是状态指示器，返回0表示执行成功，返回其他值表示执行失败。

cstdlib头文件中定义了两个预处理变量，我们可以用这两个变量分别表示成功或失败。使用return EXIT_FAILURE 或return EXIT_SUCCESS

5、函数的重载

我们知道，使得被修饰的变量本身无法改变的const是顶层const，其他的通过指针或引用等间接途径来限制目标内容不可变的const是底层const。

而函数重载中的函数匹配，区分底层const，不区分顶层const。

重载与作用域的关系：如果我们在内层作用域中声明名字，它将隐藏外层作用域中声明的同名实体，在不同作用域中无法重载函数名。

一旦在当前的作用域中找到了所需的名字，编译器就会忽略掉外层作用域中的同名实体，剩下的工作就是检查函数调用是否有效了。所以在不同的作用域中对函数的重载是失效的。

6、内联函数和constexpr函数

(1)内联函数可避免函数调用的开销：内联函数在它的每个调用点上“内联的”展开。而一般的函数调用包含一系列的工作：调用前要先保存寄存器，并在返回时恢复，可能需要拷贝实参，程序要转向一个新位置执行等。

在函数的返回类型前加上关键字inline即可声明为内联函数。内联机制用于优化规模较小、流程直接、频繁调用的函数。

(2)constexpr函数指能用于常量表达式的函数：定义constexpr函数要遵循几个约定：函数的返回类型及所有的形参的类型都是字面值类型，不过该函数不一定返回常量表达式；函数体中必须有且只有一条return语句。

执行constexpr函数初始化任务时，编译器把对constexpr函数的调用替换成其结果值。为了能在编译过程随时展开，constexpr函数被隐式地指定为内联函数。

内联函数和constexpr函数通常定义在头文件中。和其他函数不一样，他们可以在程序中多次定义，但要保证多个定义必须完全一致。

7、调试帮助

(1)assert预处理宏

所谓预处理宏其实是一个预处理变量，它的行为有点类似于内联函数。

assert(expr)；

首先对expr求值，表达式为假（0）时，assert输出信息并终止程序的执行，如果表达式为真（非0），assert什么也不做。

(2)assert的行为依赖于一个名为NDEBUG的预处理变量的状态，如果定义了NDEBUG则assert什么也不做，默认状态下没有定义NDEBUG，assert将执行运行时检查。

#define NDEBUG

我们把assert和NDEBUG当成是一种调试程序的辅助手段，不能代替真正的运行时的逻辑检查，也不能代替程序本身应该包含的错误检查。