函數

函數的聲明

編程中的函數（function）一般是若干語句的集合。我們也可以將其稱作「子過程（subroutine）」。在編程中，如果有一些重複的過程，我們可以將其提取出來，形成一個函數。函數可以接收若干值，這叫做函數的參數。函數也可以返回某個值，這叫做函數的返回值。

聲明一個函數，我們需要返回值類型、函數的名稱，以及參數列表。

// 返回值類型 int
// 函數的名稱 some_function
// 參數列表 int, int
int some_function(int, int);

如上圖，我們聲明瞭一個名為 some_function 的函數，它需要接收兩個 int 類型的參數，返回值類型也為 int。可以認為，這個函數將會對傳入的兩個整數進行一些操作，並且返回一個同樣類型的結果。

實現函數：編寫函數的定義

只有函數的聲明（declaration）還不夠，他只能讓我們在調用時能夠得知函數的接口類型（即接收什麼數據、返回什麼數據），但其缺乏具體的內部實現，也就是函數的定義（definition）。我們可以在 聲明之後的其他地方 編寫代碼實現（implement）這個函數（也可以在另外的文件中實現，但是需要將分別編譯後的文件在鏈接時一併給出）。

如果函數有返回值，則需要通過 return 語句，將值返回給調用方。函數一旦執行到 return 語句，則直接結束當前函數，不再執行後續的語句。

int some_function(int, int);  // 聲明

/* some other code here... */

int some_function(int x, int y) {  // 定義
  int result = 2 * x + y;
  return result;
  result = 3;  // 這條語句不會被執行
}

在定義時，我們給函數的參數列表的變量起了名字。這樣，我們便可以在函數定義中使用這些變量了。

如果是同一個文件中，我們也可以直接將 聲明和定義合併在一起，換句話説，也就是在聲明時就完成定義。

int some_function(int x, int y) { return 2 * x + y; }

如果函數不需要有返回值，則將函數的返回值類型標為 void；如果函數不需要參數，則可以將參數列表置空。同樣，無返回值的函數執行到 return; 語句也會結束執行。

void say_hello() {
  cout << "hello!\n";
  cout << "hello!\n";
  cout << "hello!\n";
  return;
  cout << "hello!\n";  // 這條語句不會被執行
}

函數的調用

和變量一樣，函數需要先被聲明，才能使用。使用函數的行為，叫做「調用（call）」。我們可以在任何函數內部調用其他函數，包括這個函數自身。函數調用自身的行為，稱為遞歸（recursion）。

在大多數語言中，調用函數的寫法，是 函數名稱加上一對括號 ()，如 foo()。如果函數需要參數，則我們將其需要的參數按順序填寫在括號中，以逗號間隔，如 foo(1, 2)。函數的調用也是一個表達式，函數的返回值 就是 表達式的值。

函數聲明時候寫出的參數，可以理解為在函數 當前次調用的內部 可以使用的變量，這些變量的值由調用處傳入的值初始化。看下面這個例子：

void foo(int, int);

/* ... */

void foo(int x, int y) {
  x = x * 2;
  y = y + 3;
}

/* ... */

a = 1;
b = 1;
// 調用前：a = 1, b = 1
foo(a, b);  // 調用 foo
            // 調用後：a = 1, b = 1

在上面的例子中，foo(a, b) 是一次對 foo 的調用。調用時，foo 中的 x 和 y 變量，分別由調用處 a 和 b 的值初始化。因此，在 foo 中對變量 x 和 y 的修改，並不會影響到調用處的變量的值。

如果我們需要在函數（子過程）中修改變量的值，則需要採用「傳引用」的方式。

void foo(int& x, int& y) {
  x = x * 2;
  y = y + 3;
}

/* ... */

a = 1;
b = 1;
// 調用前：a = 1, b = 1
foo(a, b);  // 調用 foo
            // 調用後：a = 2, b = 4

上述代碼中，我們看到函數參數列表中的「int」後面添加了一個「&（and 符號）」，這表示對於 int 類型的引用（reference）。在調用 foo 時，調用處 a 和 b 變量分別初始化了 foo 中兩個對 int 類型的引用 x 和 y。在 foo 中的 x 和 y，可以理解為調用處 a 和 b 變量的「別名」，即 foo 中對 x 和 y 的操作，就是對調用處 a 和 b 的操作。

`main` 函數

特別的，每個 C/C++ 程序都需要有一個名為 main 的函數。任何程序都將從 main 函數開始運行。

main 函數也可以有參數，通過 main 函數的參數，我們可以獲得外界傳給這個程序的指令（也就是「命令行參數」），以便做出不同的反應。

下面是一段調用了函數（子過程）的代碼：

// hello_subroutine.cpp

#include <iostream>

void say_hello() {
  std::cout << "hello!\n";
  std::cout << "hello!\n";
  std::cout << "hello!\n";
}

int main() {
  say_hello();
  say_hello();
}

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