C++ 函数调用

C++函数调用是程序执行过程中调用已定义函数的过程，通过传递参数、执行函数体并返回结果来实现代码复用和模块化设计。本文将从基础语法到高级应用全面解析该机制。

基本概念

函数调用包含以下核心步骤：

1. 控制权转移到被调函数
2. 参数传递（值传递、引用传递等）
3. 函数体执行
4. 返回值传递（若存在）
5. 控制权返回调用点

数学表达：若函数定义为 $f(x)$，则调用过程可表示为 $y=f(a)$，其中 $a$ 为实参。

调用方式

普通函数调用

  
#include <iostream>  
using namespace std;  

// 函数定义  
int add(int a, int b) {  
    return a + b;  
}  

int main() {  
    // 函数调用  
    int result = add(3, 5);  
    cout << "Result: " << result << endl; // 输出: Result: 8  
    return 0;  
}

嵌套调用

函数调用可作为其他函数的参数：

  
cout << "Sum: " << add(add(2,3), 4); // 输出: Sum: 9

参数传递机制

参数传递方式对比

类型	语法	特点	示例
值传递	func(int x)	创建副本	swap(a,b) 不影响原值
引用传递	func(int &x)	操作原始变量	可修改实参
指针传递	func(int *x)	通过地址访问	需处理指针解引用

调用栈分析

sequenceDiagram participant Main as main() participant Func as add() Main->>Func: 调用 add(3,5) Note right of Func: 栈帧创建 Func-->>Main: 返回 8 Note left of Main: 栈帧销毁

高级应用

函数指针调用

  
int (*operation)(int, int) = add;  
cout << operation(10,20); // 输出: 30

Lambda表达式调用

  
auto greet = [](string name) {  
    cout << "Hello, " << name << "!";  
};  
greet("Alice"); // 输出: Hello, Alice!

实际案例

场景：温度转换工具

  
float celsiusToFahrenheit(float celsius) {  
    return celsius * 9/5 + 32;  
}  

int main() {  
    float temp;  
    cout << "输入摄氏温度: ";  
    cin >> temp;  
    cout << "华氏温度: " << celsiusToFahrenheit(temp);  
}

常见问题

• 递归调用深度过大：可能导致栈溢出
• 参数顺序错误：如 pow(2,3) 与 pow(3,2) 结果不同
• 未处理返回值：忽略返回值可能导致逻辑错误

性能考虑

• 内联函数（inline）减少调用开销
• 避免过度嵌套调用以降低栈压力
• 引用传递大对象避免复制成本