C++ 函数：声明、定义与调用（附示例）

为什么需要函数

函数是一个有名字的代码块，你可以通过调用它，随时让它运行。你不必在好几个地方重复同样的逻辑，而是只写一次，给它起个名字，然后在需要的地方调用这个名字。这能让程序更短、更易读，也更容易修复：在一个地方修改逻辑，每个调用者都会得到更新。

其实你一直都在调用一个函数：main。它是每个 C++ 程序开始运行的入口。现在你要编写自己的函数了。你之前见过的循环，比如基于范围的 for，常常就写在函数里面，这样你就能通过名字复用一整段逻辑。

函数的结构

每个函数都有四个部分：返回类型、函数名、括号中的参数列表，以及花括号中的函数体。

int add(int a, int b) {   // return type | name | parameters
    return a + b;         // body
}

• int 是返回类型，也就是函数交回的值的种类。
• add 是你调用它时使用的名字。
• (int a, int b) 是参数，即由调用者提供的输入。
• 花括号里是函数体，也就是调用函数时运行的代码。

下面是它在完整程序中的样子。把函数定义写在 main 的上方，main 调用它时就能看到它。

#include <iostream>
using namespace std;

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int sum = add(2, 3);
    cout << "2 + 3 = " << sum << endl;
    cout << "10 + 7 = " << add(10, 7) << endl;
    return 0;
}

调用 add(2, 3) 时，函数以 a = 2、b = 3 运行，整个表达式就变成了返回的值。你可以把它存进变量，也可以像第二行 cout 那样直接用在另一个表达式中。

返回值

return 语句做两件事：把一个值交还给调用者，并立即结束函数。return 执行之后，它后面的代码都不会再运行，控制权会直接跳回调用函数的地方。

#include <iostream>
using namespace std;

int max2(int a, int b) {
    if (a > b) {
        return a;   // ends here if a is larger
    }
    return b;       // only reached when a <= b
}

int main() {
    cout << "max(4, 9) = " << max2(4, 9) << endl;
    cout << "max(8, 3) = " << max2(8, 3) << endl;
    return 0;
}

返回值的类型必须与声明的返回类型一致（或能转换成它）。声明为 int 的函数应该返回一个 int；对任何非 void 函数来说，什么都不返回，或者没有 return 就走到了末尾，都是 bug。

void 函数

并不是每个函数都会产生一个值。当一个函数只是做某件事，比如打印输出、更新状态时，它的返回类型就是 void。void 函数可以用单独的 return; 提前退出，也可以一直运行到右花括号。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

void greet(string name) {
    if (name.empty()) {
        cout << "Hello, stranger!" << endl;
        return;   // bail out early - nothing more to do
    }
    cout << "Hello, " << name << "!" << endl;
}

int main() {
    greet("Ada");
    greet("");
    return 0;
}

试图使用 void 函数的结果，比如 int x = greet("Ada");，会导致编译错误，因为根本没有值可以赋给变量。一个常见的错误是在 void 函数里写 return someValue;，编译器同样会拒绝它。

声明与定义

C++ 从上到下读取文件，所以默认情况下，函数必须出现在调用它的代码之前。当这种顺序不方便时，你可以把函数拆成声明（也叫原型）和定义两部分。

声明写出函数的签名，以分号结尾，没有函数体。它向编译器承诺：“这个函数存在，调用方式是这样的。”完整的定义可以放在后面，甚至放在 main 之后。

#include <iostream>
using namespace std;

int square(int n);   // declaration (prototype) - note the semicolon

int main() {
    cout << "square(5) = " << square(5) << endl;
    return 0;
}

int square(int n) {  // definition - the actual body
    return n * n;
}

如果没有第 4 行的原型，编译器会在 main 里先遇到 square(5)，而此前它从没见过 square，于是构建就会失败。头文件也正是靠原型，让多个源文件共享同样的函数。注意，声明中的参数名是可选的，写成 int square(int); 也完全可以；对编译器来说，只有类型才重要。

常见错误

有几个陷阱会让新手一次又一次地栽跟头：

• 先调用、后声明。如果你看到“add was not declared in this scope”这样的错误，说明函数定义在它第一次被调用的位置之后，而且没有原型。把定义移到前面，或者加上原型。
• 忘记 return。非 void 函数没有执行 return 就到达末尾是未定义行为，调用者会收到垃圾值。编译时打开警告（-Wall），编译器就会把它指出来。
• 把定义和声明弄混。定义有花括号包起来的函数体，末尾没有分号。声明有分号，没有函数体。把两者搞混，比如在一个本想定义的函数的参数列表后面直接加了分号，就会产生令人困惑的错误。
• 忽略返回值。单独一行的 add(2, 3); 能通过编译，但算出来的和被悄悄丢掉了。确保你真正用上了函数返回的值。

// Looks like a definition, but the stray ; turns it into a
// declaration followed by a leftover block - a frequent typo:
int triple(int n);   // <- this ; ends the statement
{
    return n * 3;    // n is undefined here; this block is now orphaned
}

下一步：函数参数

你已经看到函数通过参数列表接收输入，但这里面还有很多内容。下一页深入讲解函数参数：值传递与引用传递、默认实参、const 参数，以及这些选择如何决定你的函数能否修改调用者的数据。