一、课上练习

编程练习

1. 我的最大值：L2081
2. 打印数字三角形：L2082
3. 纯粹合数：L2083

二、知识总结

✨ 函数的核心思想

函数的本质是教计算机做一件事，也就是把一组指令进行捆绑，并且给这组指令起一个名字。函数可以有输入和输出，增加了函数的普适性。

函数思维是一种模块化的思维方式，帮助我们把一个功能独立出来，增加了代码的复用性，并且大大简化了代码编写。

✨ 函数的创建

函数的创建包括函数声明和函数定义。

函数声明

函数的声明只需要写明函数的返回值类型、函数名和参数即可，要写在调用和定义之前，一般把函数声明写在主程序之前。如果在声明函数的时候将函数的定义补全，则无需再单独写函数的定义。

函数的声明必须包括：

1. 函数的返回值类型
2. 函数的名称（可以是空）
3. 函数的参数（可以没有）

// 函数的声明
返回值类型  函数名(参数1类型 参数1，参数2类型 参数2， ……);

int my_max(int a, int b);

函数定义

函数定义需要写明函数的具体执行内容。如果在函数声明中写明了函数的具体执行内容，则不需要再写函数的定义。

函数的定义包括：

1. 函数的声明，即函数的返回值类型、函数的名称和函数的参数
2. 函数的主体内容
3. 返回语句（void函数可以没有返回语句）

1// 函数的声明
2返回值类型  函数名(参数1类型 参数1，参数2类型 参数2， ……);
3
4
5// 函数的定义
6返回值类型  函数名(参数1类型 参数1，参数2类型 参数2， ……) {
7    函数具体执行的代码
8
9    return 返回值
10}

1// 函数声明
2int my_max(int a, int b);
3
4// 函数定义
5int my_max(int a, int b) {
6    if (a > b) {
7        return a;
8    }
9    return b;
10}

✨ 函数的注意事项

1. 函数返回值类型

函数的返回值类型可以是：

1. 基础数据类型：整数型、浮点型、字符型、布尔型
2. 复杂的数据类型：string等复杂数据
3. 空（void）：即过程类函数，不需要返回值

2. void函数

函数可以没有返回值，没有返回值的函数请用void表示。

3. 函数名

函数的命名规则与变量相同。一般情况下函数不能重名，除非是完成同一功能且参数不同（参数数量不同、参数类型不同）时才可以重名，此时这些函数被称为对某个函数名称的重载。

4. 返回语句

函数使用return语句进行返回，一旦运行return语句后，return语句后面的代码将不再执行。

void函数写return语句时，直接写return;即可，同时void函数可以不写return语句，如果不写return语句编译器会自动补全一句return;。

✨ 函数调用

调用函数时可直接使用函数名加括号的形式进行调用，对于有参数的函数，需要在括号内填写上实际的参数。

1#include <bits/stdc++.h>
2using namespace std;
3
4// 函数声明
5int my_max(int a, int b);
6
7int main() {
8    int num1, num2;
9    cin >> num1 >> num2;
10    int max_number = my_max(num1, num2);
11    cout << max_number << endl;
12}
13
14// 函数定义
15int my_max(int a, int b) {
16    if (a > b) {
17        return a;
18    }
19    return b;
20}

✨ 函数重载

如果几个函数的函数名称相同，但是参数不同（参数数量不同、参数类型不同），那么这些函数被称为对某个函数名称的重载。

以下两个函数都是返回两个数中较小的那个数，但是第一个函数是用来比较int型数据的，而第二个函数则是用来比较double型数据的。

1#include <iostream>
2//#include <bits/stdc++.h>
3using namespace std;
4
5double min(int num1, int num2);
6double min(double num1, double num2);
7
8int main() {
9        cout << min(2, 4) << endl;
10        cout << 3 / min(2, 4) << endl;
11        cout << min(0.2, 0.8) << endl;
12//        cout << min(0.2, 2) << endl;
13    return 0;
14}
15
16double min(int num1, int num2) {
17        if (num1 < num2) {
18                return num1;
19        }
20        return double(num2);
21}
22
23double min(double num1, double num2) {
24        if (num1 < num2) {
25                return num1;
26        }
27        return num2;
28}

✨ 函数调用的执行示例

函数调用的完整流程可以用下图表示：

下面以"纯粹合数"问题为例，演示函数是如何被调用和返回的。

问题：判断一个数的每一位数字是否都是合数（4、6、8、9），如果是则称为纯粹合数。

1// 判断一个数字是否是合数位（4、6、8、9）
2bool isCompositeDigit(int d) {
3    return d == 4 || d == 6 || d == 8 || d == 9;
4}
5
6// 判断一个数是否是纯粹合数
7bool isPureComposite(int n) {
8    while (n > 0) {
9        int d = n % 10;
10        if (!isCompositeDigit(d)) {
11            return false;
12        }
13        n = n / 10;
14    }
15    return true;
16}

执行过程（n = 468）：

执行过程（n = 462）：

关键理解： 函数调用就像"跳转"——主程序跳到函数中执行，函数执行完后跳回主程序继续。每次调用函数时，参数会被赋予新的值，函数内部的变量不会影响外部。

✨ 思考过程：何时应该使用函数

信号1：同一段代码出现了多次。 如果你发现自己在复制粘贴代码，说明应该把这段代码提取成一个函数。

信号2：逻辑可以独立。 例如"判断是否为素数"、"求最大公约数"、"交换两个数"等操作，逻辑完整且独立，适合封装成函数。

信号3：代码太长难以阅读。 当 main 函数超过 50 行时，考虑将其中的逻辑拆分成多个函数，每个函数完成一个明确的任务。

设计函数的步骤：

1. 明确功能：这个函数要做什么？用一句话描述。
2. 确定输入：需要哪些参数？类型是什么？
3. 确定输出：返回值是什么类型？void 还是有返回值？
4. 实现逻辑：编写函数体。
5. 测试：用几组数据验证函数是否正确。

✨ 函数的常见错误

1. 函数声明和定义的参数不一致：声明时写了 int mymax(int a, int b);，定义时写成 int mymax(int a, double b) {...}，参数类型不同会导致编译器认为这是两个不同的函数。
2. 忘记写 return 语句：非 void 函数如果没有 return 语句，编译器可能只给出警告而不报错，但返回值是未定义的，会导致难以排查的 bug。
3. 在函数外使用函数内的变量：函数内定义的变量是局部变量，只在函数内部有效。函数执行结束后，局部变量就销毁了。如果需要把结果传出来，应该通过 return 返回。
4. 函数调用时参数顺序写反：例如 strcpy(src, dst) 写成了 strcpy(dst, src)（虽然这个例子中 strcpy 的参数顺序本身就是 dst 在前），在自定义函数中更容易犯这种错误。
5. 递归调用忘记终止条件：虽然本节不涉及递归，但如果函数直接或间接调用自身而没有终止条件，程序会无限循环直到栈溢出崩溃。

三、课后练习

基础知识练习

• 函数与模块化思维 - 选择题## 编程练习

1. 七平数：L2084
2. 乘方计算：L2085
3. 求丑数：L2086