C++函数与类的深入解析

# C++ 函数与类的深入解析 ## 一、函数相关知识 ### 1.1 函数的基本概念与作用 函数在编程中扮演着至关重要的角色。它的一个重要作用是帮助组织程序成为概念单元，使得程序结构更加清晰，易于维护和理解。 下面是一些关于函数的常见问题及解答： |问题|答案| | ---- | ---- | |函数最重要的单一角色是什么？|帮助组织程序成为概念单元（选项 d）| |函数本身被称为什么？|函数定义（function definition）| |编写一个名为 foo() 的函数，用于显示单词 foo。| ```cpp #include <iostream> void foo() { std::cout << "foo" << std::endl; } ``` |对函数的单语句描述被称为什么？|函数定义（function definition）或原型（prototype）| |执行函数工作的语句构成了什么？|函数体（function body）| |调用函数的程序语句是什么？|函数调用（function call）| |函数定义的第一行被称为什么？|函数头（function header）| |函数参数是什么？|调用程序发送给函数的值（选项 c）| |当参数按值传递时，函数是否处理调用程序中的原始参数？|错误，函数处理的是原始参数的副本| |在函数声明中使用参数名的目的是什么？|提高代码的可读性，表明参数的用途| |以下哪些可以合法地传递给函数？|常量、变量、结构（选项 a、b、c）| |函数声明中空括号的意义是什么？|表示函数不接受任何参数| |一个函数可以返回多少个值？|通常只能返回一个值，但可以通过返回结构体或引用等方式返回多个值| |当函数返回一个值时，整个函数调用是否可以出现在等号右侧并赋值给另一个变量？|正确| |函数的返回类型在哪里指定？|在函数定义的函数头中指定| |不返回任何值的函数的返回类型是什么？|void| ### 1.2 函数示例代码 #### 1.2.1 times2 函数及调用示例 ```cpp #include <iostream> int times2(int a) { return (a * 2); } int main() { int num = 5; int result = times2(num); std::cout << "The result of times2 is: " << result << std::endl; return 0; } ``` #### 1.2.2 按引用传递参数 当参数按引用传递时，函数访问调用程序中参数的原始值。例如，下面是一个按引用传递参数的示例： ```cpp #include <iostream> void swap(int& a, int& b) { int temp = a; a = b; b = temp; } int main() { int x = 5, y = 10; std::cout << "Before swap: x = " << x << ", y = " << y << std::endl; swap(x, y); std::cout << "After swap: x = " << x << ", y = " << y << std::endl; return 0; } ``` ### 1.3 函数的其他特性 #### 1.3.1 函数重载 重载函数是一组具有相同名称但参数不同的函数。例如，下面是两个重载的 bar() 函数声明： ```cpp int bar(char c); int bar(char c1, char c2); ``` #### 1.3.2 内联函数 一般来说，内联函数比普通函数执行速度快，但需要更多的内存。下面是一个内联函数 foobar() 的声明： ```cpp inline float foobar(float x) { return x * 2; } ``` #### 1.3.3 默认参数 默认参数具有一个值，该值可以由调用程序提供，也可以使用函数中指定的默认值。例如，下面是一个带有默认参数的函数声明： ```cpp char blyth(int a, float b = 3.14159); ``` ### 1.4 变量的作用域和存储类 变量的作用域和存储类涉及变量的可见性和生命周期。下面是一些相关问题及解答： |问题|答案| | ---- | ---- | |哪些函数可以访问与它们在同一文件中的全局变量？|同一文件中的所有函数都可以访问全局变量| |哪些函数可以访问局部变量？|定义该局部变量的函数内部可以访问| |静态局部变量的用途是什么？|在函数不执行时保留值（选项 d）| |当函数通过引用返回值时，可以在什么不寻常的地方使用函数调用？|可以在赋值语句的左侧使用| ## 二、函数练习 ### 2.1 计算圆面积的函数 ```cpp #include <iostream> const float PI = 3.14159; float circarea(float radius) { return PI * radius * radius; } int main() { float r; std::cout << "Enter the radius of the circle: "; std::cin >> r; float area = circarea(r); std::cout << "The area of the circle is: " << area << std::endl; return 0; } ``` ### 2.2 幂函数 ```cpp #include <iostream> double power(double n, int p = 2) { double result = 1; for (int i = 0; i < p; ++i) { result *= n; } return result; } int main() { double num; int powerValue; std::cout << "Enter a number: "; std::cin >> num; std::cout << "Enter the power (leave blank for default of 2): "; if (!(std::cin >> powerValue)) { std::cin.clear(); std::cin.ignore(10000, '\n'); powerValue = 2; } double result = power(num, powerValue); std::cout << num << " raised to the power of " << powerValue << " is: " << result << std::endl; return 0; } ``` ### 2.3 将较小数置为 0 的函数 ```cpp #include <iostream> void zeroSmaller(int& a, int& b) { if (a < b) { a = 0; } else { b = 0; } } int main() { int num1, num2; std::cout << "Enter two integers: "; std::cin >> num1 >> num2; zeroSmaller(num1, num2); std::cout << "After zeroing the smaller number: " << num1 << " " << num2 << std::endl; return 0; } ``` ### 2.4 比较两个距离值并返回较大值的函数 ```cpp #include <iostream> struct Distance { int feet; float inches; }; Distance larger(Distance d1, Distance d2) { float total1 = d1.feet * 12 + d1.inches; float total2 = d2.feet * 12 + d2.inches; return (total1 > total2) ? d1 : d2; } int main() { Distance dist1, dist2, result; std::cout << "Enter the first distance (feet inches): "; std::cin >> dist1.feet >> dist1.inches; std::cout << "Enter the second distance (feet inches): "; std::cin >> dist2.feet >> dist2.inches; result = larger(dist1, dist2); std::cout << "The larger distance is: " << result.feet << " feet " << result.inches << " inches" << std::endl; return 0; } ``` ### 2.5 将时分秒转换为秒的函数 ```cpp #include <iostream> long hms_to_secs(int hours, int minutes, int seconds) { return hours * 3600 + minutes * 60 + seconds; } int main() { int h, m, s; char colon; while (true) { std::cout << "Enter time in format hh:mm:ss (or any non - numeric to exit): "; if (!(std::cin >> h >> colon >> m >> colon >> s)) { break; } long totalSeconds = hms_to_secs(h, m, s); std::cout << "Total seconds: " << totalSeconds << std::endl; } return 0; } ``` ### 2.6 时间结构的转换函数 ```cpp #include <iostream> struct time { int hours; int minutes; int seconds; }; long time_to_secs(time t) { return t.hours * 3600 + t.minutes * 60 + t.seconds; } time secs_to_time(long secs) { time t; t.hours = secs / 3600; secs %= 3600; t.minutes = secs / 60; t.seconds = secs % 60; return t; } ``` ### 2.7 重载的 power 函数 ```cpp #include <iostream> double power(double n, int p = 2) { double result = 1; for (int i = 0; i < p; ++i) { result *= n; } return result; } char power(char n, int p = ```