函数

第 8 课，共 30 课 · 第 2 部分 · 流程和函数 · 约 15 分钟

同一段代码要在好几个地方用，不用抄好几遍：给它起个名字，写成一个函数，要用的时候调用它。main 本身就是一个函数，现在来写你自己的。

main.cpp

1#include <iostream>2 3double with_tax(double price) {4    return price * 1.08;5}6 7int main() {8    std::cout << with_tax(100) << '\n';9    std::cout << with_tax(250) << '\n';10    return 0;11}

输出

108
270

with_tax 拿到一个价格，算出加税以后的价格交回来。main 调用了它两次，每次给的价格不一样。

定义和调用

一个函数的定义有四部分：

部分	上面的例子里
返回类型：交回来的值是什么类型	`double`
函数名	`with_tax`
参数：括号里，调用时要给的值	`double price`
函数体：花括号里，调用时要跑的代码	`return price * 1.08;`

什么都不用交回来的函数，返回类型写 void。什么都不用给的函数，括号里空着：

main.cpp

1#include <iostream>2 3void line() {4    std::cout << "----------\n";5}6 7int main() {8    line();9    std::cout << "购物清单\n";10    line();11    return 0;12}

输出

----------
购物清单
----------

调用时，程序跳进函数，从头跑到尾，再回到调用它的地方接着往下跑。点单步看它怎么跳进跳出。调用时括号不能省：只写 line; 什么也不会发生。

参数

参数让同一个函数每次做的事稍有不同。几个参数用逗号隔开，每个都要写类型；调用时按同样的顺序给值：

main.cpp

1#include <iostream>2#include <string>3 4void show_item(std::string name, int count, double price) {5    std::cout << count << " 份" << name << "：" << count * price << " 元\n";6}7 8int main() {9    show_item("牛奶", 2, 6.5);10    show_item("面包", 1, 12);11    return 0;12}

输出

2 份牛奶：13 元
1 份面包：12 元

调用时给的值（"牛奶"、2、6.5）叫实参，它们按顺序放进参数 name、count、price 里。个数不对、类型对不上，编译器会报错。

返回值

return 做两件事：把一个值交回给调用的地方，并且马上结束这个函数。交回来的值可以存进变量、拿去算，也可以直接显示：

main.cpp

1#include <iostream>2 3int bigger(int a, int b) {4    if (a > b) {5        return a;6    }7    return b;8}9 10int main() {11    int best = bigger(78, 91);12    std::cout << best << '\n';13    std::cout << bigger(5, 3) + bigger(2, 4) << '\n';14    return 0;15}

输出

91
9

a > b 成立时，return a; 就结束了函数，后面的 return b; 不会跑。

先猜一猜

这段程序显示什么？

1#include <iostream>2 3int twice(int n) {4    return n * 2;5    std::cout << "算好了\n";6}7 8int main() {9    std::cout << twice(twice(3)) << '\n';10    return 0;11}

里面的 twice(3) 先算，得到 6；外面的 twice(6) 再得到 12。return 一跑，函数就结束了，所以「算好了」一次也不显示。

输出

先声明，后定义

编译器从上往下读代码。在 main 里调用一个写在下面的函数，读到调用的时候它还不认识这个名字：

main.cpp

1#include <iostream>2 3int main() {4    std::cout << square(4) << '\n';5    return 0;6}7 8int square(int n) {9    return n * n;10}

输出

main.cpp: In function 'int main()':
main.cpp:4:18: error: 'square' was not declared in this scope
    4 |     std::cout << square(4) << '\n';
      |                  ^~~~~~

'square' was not declared in this scope：在这里还没声明过 square。要么把函数挪到 main 上面，要么在上面先写一行声明（也叫原型）：只有返回类型、名字和参数，以分号结尾，没有函数体：

main.cpp

1#include <iostream>2 3int square(int n);4 5int main() {6    std::cout << square(4) << '\n';7    return 0;8}9 10int square(int n) {11    return n * n;12}

输出

声明告诉编译器「有这么个函数，长这样」，函数体可以放到后面再写。函数多的时候，先把声明列在上面，main 紧跟着，读的人一眼就能看到程序是做什么的。

传值：改不到外面

调用函数时，实参的值被复制一份，放进参数里。函数里改参数，改的是这份复制，外面的变量不受影响：

main.cpp

1#include <iostream>2 3void add_bonus(int score) {4    score += 10;5    std::cout << "函数里：" << score << '\n';6}7 8int main() {9    int score = 80;10    add_bonus(score);11    std::cout << "main 里：" << score << '\n';12    return 0;13}

输出

函数里：90
main 里：80

两个变量都叫 score，但它们是两个不同的变量。点单步看看：调用 add_bonus 时，画面上多出一层，那是这次调用自己的地方，里面有它自己的 score。函数里加了 10，变的只是这一层的 score；函数结束，这一层就没了，main 里的 score 一直是 80。

想让函数的结果留下来，就把它 return 回去，再由调用的地方存起来：

main.cpp

1#include <iostream>2 3int add_bonus(int score) {4    return score + 10;5}6 7int main() {8    int score = 80;9    score = add_bonus(score);10    std::cout << score << '\n';11    return 0;12}

输出

（第 10 课还有另一个办法：引用。）

返回 std::string

函数可以返回任何类型，包括 std::string。把一段判断装进函数，用的地方就很清楚：

main.cpp

1#include <iostream>2#include <string>3 4std::string grade_of(int score) {5    if (score >= 90) {6        return "优秀";7    } else if (score >= 60) {8        return "及格";9    }10    return "不及格";11}12 13int main() {14    std::cout << "小林：" << grade_of(95) << '\n';15    std::cout << "小周：" << grade_of(72) << '\n';16    std::cout << "小陈：" << grade_of(48) << '\n';17    return 0;18}

输出

小林：优秀
小周：及格
小陈：不及格

忘了 return

返回类型不是 void 的函数，每一条路都要以 return 结束。漏了一条，g++ 会在输出上面给出一条警告（warning:）。警告不会让编译失败，程序照样运行：

main.cpp

1#include <iostream>2 3int sign(int n) {4    if (n > 0) {5        return 1;6    } else if (n < 0) {7        return -1;8    }9}10 11int main() {12    int a = sign(5);13    int b = sign(0);14    std::cout << a << " " << b << '\n';15    return 0;16}

输出

main.cpp: In function 'int sign(int)':
main.cpp:9:1: warning: control reaches end of non-void function [-Wreturn-type]
    9 | }
      | ^
control reached the end of 'sign' without a return value

发生了什么： 停在第 9 行：函数「sign」说好要交回一个 int，可是走到最后也没有 return。

control reaches end of non-void function：函数跑到了结尾，却没有 return。sign(5) 还好好的；sign(0) 两个条件都不成立，函数什么也没交回来，这是未定义行为，程序在这里就出事了，一行也没显示。看到警告别跳过：补上最后的 return 0; 再运行。

练一练

写好代码，点检查。提示随便看，实在想不出来再看答案。

练习 1

长方形的面积

写一个函数 area，接收长和宽（都是 int），返回面积。main 已经写好了，程序要显示 面积：24。

要显示

面积：24

exercise1.cpp

1#include <iostream>2 3int main() {4    std::cout << "面积：" << area(6, 4) << '\n';5    return 0;6}

输出

点「运行」或按 Ctrl+Enter

练习 2

摄氏转华氏

写一个函数 to_fahrenheit，接收摄氏度（double），返回华氏度（摄氏 × 1.8 + 32）。显示 25 度 = 77 华氏度。

要显示

25 度 = 77 华氏度

exercise2.cpp

1#include <iostream>2 3int main() {4    double c = 25;5 6    return 0;7}

输出

点「运行」或按 Ctrl+Enter

练习 3

修好它：没加上的库存

restock 本想给库存加 20，可 main 里的 stock 还是 5。不用引用，改好它，让程序显示 库存：25。

要显示

库存：25

exercise3.cpp

1#include <iostream>2 3void restock(int stock) {4    stock += 20;5}6 7int main() {8    int stock = 5;9    restock(stock);10    std::cout << "库存：" << stock << '\n';11    return 0;12}

输出

点「运行」或按 Ctrl+Enter

这一课学会了

函数 = 返回类型 + 名字 + 参数 + 函数体；不交回值的写 void。调用时写名字和括号，给实参。
return 交回一个值，并且马上结束函数。
编译器从上往下读：函数要在调用之前定义，或者先写声明（原型）int square(int n);。
传值：实参被复制进参数，函数里改参数不影响外面的变量；想留下结果，就 return 回去。
不是 void 的函数，每条路都要 return；漏了会有警告 control reaches end of non-void function，别跳过警告。