C++ 编程语法

八、函数

函数是将特定功能的代码打包封装、起名复用的机制。好的函数让程序结构清晰，有效避免重复代码。本章还将介绍递归这一强大技术。

8.1

函数的定义

函数是对实现某一功能的代码进行模块化封装。定义格式如下：

int   Add ( int a, int b )  { return a + b; }
返回值类型 — 函数返回什么类型的数据
函数名 — 调用时使用的名字
参数列表 — 传入的数据（类型 + 名称）
函数体 — 具体执行的代码
组成部分说明是否必须
返回值类型函数执行完毕后返回的数据类型，如 int、double、string 等✅ 必需（无返回值写 void）
函数名调用函数时使用的名字，命名规则同变量名✅ 必需
参数列表调用时传入的数据，需指定类型和名称，多个参数用逗号分隔可选（无参数时留空）
函数体花括号 {} 内要执行的具体代码✅ 必需
return 语句返回计算结果并结束函数；返回值类型为 void 时可省略视返回类型而定
C++ · 函数定义示例
1// 示例1：计算两数之和（有返回值）
2int Add(int a, int b) // 返回类型 int，两个 int 参数
3{
4 int result = a + b;
5 return result; // 返回计算结果
6}
7
8// 示例2：打印问候语（无返回值）
9void Greet(string name) // 返回类型 void，表示不返回值
10{
11 cout << "Hello, " << name << "!" << endl;
12 // 无需 return
13}
💡
命名建议：函数名应见名知义，用动词或动词短语描述其功能（如 Add、GetMax、PrintResult）。多个参数即使类型相同也不能省略类型声明，必须写 int a, int b，不能写 int a, b。

8.2

函数的调用

调用函数就是使用函数的功能来执行代码或获取返回值。在函数名后跟圆括号，括号内传入实参，多个参数用逗号分隔。

main() → 调用 → Add(3, 5) → 返回 → 8 // 用变量接收：int sum = Add(3, 5);
main() → 调用 → Add(3, 5) * 2 → 直接用于表达式 → 16
main() → 调用 → Greet("小明") // void 函数：作为独立语句调用

形参与实参

形参形式参数
函数定义时括号内的参数，规定调用者需要传入什么类型的数据。只是一个"占位符"，没有实际的值。
实参实际参数
函数调用时实际传入的具体值或变量。实参的数量、顺序、类型必须与形参一一对应。
C++ · 形参 vs 实参
1int Add(int a, int b) // a、b 是形参（定义处）
2{ return a + b; }
3
4int main()
5{
6 int x = 3, y = 5;
7 int sum = Add(x, y); // x、y 是实参（变量）
8 Add(10, 20); // 10、20 也是实参（字面量）
9 return 0;
10}

8.3

函数的声明

C++ 要求函数必须先定义（或声明）后调用。如果函数定义在 main() 之后，需要在前面写函数声明（也叫函数原型），提前告诉编译器这个函数的存在。

概念格式作用
函数声明（原型）返回类型 函数名(参数列表);告诉编译器函数"长什么样"，没有具体实现代码
函数定义（实现）返回类型 函数名(参数列表) { 函数体 }给出函数的完整实现代码
C++ · 函数声明示例
1#include <iostream>
2using namespace std;
3
4int Add(int a, int b); // ← 函数声明（只写函数头，不写函数体）
5 // 参数名可省略：int Add(int, int);
6
7int main()
8{
9 cout << Add(3, 5) << endl; // 正常调用
10 return 0;
11}
12
13int Add(int a, int b) // ← 函数定义（在 main 之后也没问题）
14{
15 return a + b;
16}

8.4

函数参数详解

C++ 中函数参数的传递方式主要有两种：值传递和引用传递，区别在于函数内修改参数是否影响原变量。

📋值传递（默认）
函数接收的是原变量的副本，函数内对参数的修改不影响原变量。
写法：普通参数 int x
❌ 不影响原变量
🔗引用传递
函数接收的是原变量的引用（别名），函数内修改参数就是修改原变量本身。
写法：加 & 符号 int &x
✅ 直接修改原变量
C++ · 值传递 vs 引用传递
1// 值传递：修改的是副本
2void TryChange(int x) // x 是副本
3{ x = 100; } // 只改了副本，原变量不变
4
5// 引用传递：直接修改原变量
6void RealChange(int &x) // & 表示引用，x 就是原变量
7{ x = 100; } // 修改原变量本身
8
9int main()
10{
11 int a = 5;
12 TryChange(a);
13 cout << a; // 输出：5（未改变）
14 RealChange(a);
15 cout << a; // 输出：100（已改变）
16 return 0;
17}

选择建议

使用场景推荐方式
只需要读取参数的值，不修改值传递，或 const 引用 避免大对象的拷贝开销
需要在函数内修改原变量引用传递 int &x
参数是大型结构体或 stringconst 引用传递 const string &s，避免拷贝开销

8.5

递归函数

递归是函数调用自身的技术。一个正确的递归函数必须具备两个要素：

① 递归边界（终止条件）
让递归能够停下来，防止无限递归。没有终止条件 = 程序崩溃。
② 递归推进
每次调用时让问题规模向边界靠近（如 n 减小），最终达到终止条件。
C++ · 递归示例（阶乘 & 求和）
1// 计算 n!（n 的阶乘）
2int Factorial(int n)
3{
4 if (n == 1) return 1; // ① 边界：1! = 1
5 return n * Factorial(n - 1); // ② 推进：n! = n × (n-1)!
6}
7
8// 计算 1+2+...+n
9int Sum(int n)
10{
11 if (n == 1) return 1; // ① 边界
12 return n + Sum(n - 1); // ② 推进：Sum(n) = n + Sum(n-1)
13}
14
15cout << Factorial(5); // 120
16cout << Sum(10); // 55

Factorial(4) 的调用栈展开

⬇ 递推阶段（逐层调用）
Factorial(4) = 4 × Factorial(3)
Factorial(3) = 3 × Factorial(2)
Factorial(2) = 2 × Factorial(1)
Factorial(1) = 1 ← 触底！边界条件
↕
触底
回溯
⬆ 回归阶段（逐层返回）
返回 1 1! = 1
返回 2×1 = 2 2! = 2
返回 3×2 = 6 3! = 6
返回 4×6 = 24 4! = 24 ✓
⚠️
三条递归注意事项：
① 必须有明确的终止条件，否则无限递归会导致栈溢出（程序崩溃）。
② 递归层数不能太深。竞赛中若递归深度超过约 10⁵～10⁶ 层，需改用循环或手动模拟栈。
③ 递归代码简洁，但每次函数调用都有额外开销。大规模问题优先考虑循环迭代替代递归。