c++函数参数和返回值
c++函数参数和返回值
c++一直以来是一个关注效率的代码，这样关于函数的参数传递和返回值的接收，是重中之重。下文提供了一些个人的见解。
函数存储位置
函数参数在编译期展开，目前各平台的编译期均有不同。
| 名称 | 存储位置 |
|---|---|
| 函数名称和逻辑 | 代码段存储 |
| 函数参数和返回值 | 栈中或者寄存器（64位会有6个寄存器使用） |
| new malloc 的变量 | 堆 |
函数参数入栈顺序
| 关键字 | 堆栈清理 | 参数传递 |
|---|---|---|
| __cdecl | 调用方 | 在堆栈上按相反顺序推送参数（从右到左） |
| __clrcall | 不适用 | 按顺序将参数加载到 CLR 表达式堆栈上（从左到右）。 |
| __stdcall | 被调用方 | 在堆栈上按相反顺序推送参数（从右到左） |
| __fastcall | 被调用方 | 存储在寄存器中，然后在堆栈上推送 |
| __thiscall | 被调用方 | 在堆栈上推送；存储在 ECX 中的 this 指针 |
| __vectorcall | 被调用方 | 存储在寄存器中，然后按相反顺序在堆栈上推送（从右到左） |
所以直接在函数参数上，调用表达式和函数来回去值的话，非常危险
初始化列表
class Init1
{
public:
void Print()
{
std::cout << a << std::endl;
std::cout << b << std::endl;
std::cout << c << std::endl;
}
int c, a, b;
};
A这个类，可以通过 A a{1,2,3}; 来初始化对象。
看着很美好，但是有几个问题需要注意。
参数是的入栈顺序是跟着类的属性的顺序一致， 当前是 c, a, b;
int i = 0;
Init1 a = {i++, i++, i++};
a.Print();
当我如此调用的时候，得到的返回值是 1 2 0
i++的执行顺序是从左到右，跟函数调用顺序无关。 另外不能有 构造函数
class Init1
{
public:
Init1(int ia, int ib, int ic)
{
std::cout << "construct" << std::endl;
a = ia;
b = ib;
c = ic;
}
Init1(const Init1& other)
{
std::cout << "copy " << std::endl;
a = other.a;
b = other.b;
c = other.c;
}
void Print()
{
std::cout << a << std::endl;
std::cout << b << std::endl;
std::cout << c << std::endl;
}
int c, a, b;
};
当我添加了构造函数的时候。 用下面代码测试。会得到两种结果
void Test_InitilizeList()
{
int i = 0;
//Init1 a = { i++, i++, i++ }; // 0 1 2
Init1 a(i++, i++, i++); // 2 1 0
a.Print();
}
函数的返回值
函数返回值的声明周期在函数体内。
用参数引用来返回
class Result
{
public:
int result;
};
void GetResult(Result& result) ...
优点：
- 效率最高，因为返回值的对象在函数体外构造，可以一直套用, 可以一处构造，一直使用。
- 安全，可以定义对象，并不用new或者malloc, 没有野指针困扰。
缺点： - 代码可读性低，不够优美
- 无法返回nullptr. 一般在 Result 中定义一个; 用来表示一个空对象。
- 容易赋值到一个临时对象中，当调用
GetResult({1})会赋值到一个 临时的 Result 对象中，拿不到返回值。正常来说也不会这样做。
返回一个参数指针
class Result
{
public:
int result;
};
Result* GetResult() ...
优点：
- 简洁明了
- 参数传递快速
缺点： - 指针如果在 函数内 static 需要考虑多线程。 如果是 new 出来的，多次调用效率不高
- 指针无法重复使用，（可以用 std::share_ptr 增加对象池来解决问题。但会引入新的复杂度。）
- 需要考虑释放的问题
返回一个对象
class Result
{
public:
int result;
};
Result GetResult() ...
优点：
- 没有内存泄露的风险
- 简洁明了
缺点： - 但有个别编译期优化选项问题，会导致一次构造两次拷贝， 第一次是函数体内对象向返回值拷贝，第二次是 返回值拷贝给外面接收参数的。
- 开启编译期优化选项，并且是 在 return Result 的时候构造返回对象，才能优化。
总结
一般如果是 简单结构体，用 返回一个临时对象的方式解决。
如果使用 返回一个参数指针，一般改成返回一个id，用一个manager来管理内存机制。或者 共享内存，内存池来解决内存泄露后续的问题
用 参数引用来返回的话，一般会这么定义 int GetResult(Result& result) 函数返回值，用来返回状态码，真正的数据，放到 result 中。
函数的几种变体
inline 函数
- inline 函数是内联函数，是编译期优化的一种手段，一般是直接展开到调用者代码里，减少函数堆栈的开销。
- inline 标识只是建议，并不是一定开启内联。
- 函数比较复杂或者递归有可能编译期不展开。
- dll 导出的时候，可以不用加导出标识，会直接导出到目标处。
- inline 在msvc的平台，只要实现头文件中，加不加内联是一样的. (警告顶级调到最高/Wall, 不加inline标识的函数会提示，未使用的内联函数将被删除。)
- inline 函数比全局函数更快，但是全局函数无法定义在头文件中（会报多重定义函数。）所以一般用class 包一层 static inline 函数，用来写工具类。
函数对象
class A {
public :
int value;
int operator() (int val) {
return value + val;
}
}
上述代码是一个函数对象，重载operator()得到一个函数对象。
int a = A{10}(1) 会返回11, 显示构造了一个A{value=10}的对象,然后调用重载函数operator(), 返回 10 + 1 = 11
上述代码因为是在头文件实现的，所以编译期会自动把operator()函数当成inline函数，执行效率很高。
lambda 函数
lambda 其实就是一个函数对象，会在编译期展开成一个函数对象体。