1、第一部分第七課：函數效應，分而治之
2、第一部分第八課預告：傳值引用，文件源頭
上一課《【C++探索之旅】第一部分第六課：控制流程，隨心所至》中，我們學習了條件語句和循環語句。
這兩種語句也算是算法的核心了。在更早的課程中，我們學習了變量。這些都是所有編程語言的必備元素。
這一課我們又要學習一個幾乎所有編程語言都有的極重要元素：
函數。
C++的所有程序都或多或少用到函數，到目前為止，你其實也已經用了好多次了，不過你可能只緣身在此山中，還雲深不知處。
函數的功用是：
將程序切分成更小的可重用的單元，有點像磚塊。一旦磚塊制作完畢，程序員所要做的就是用磚塊來造東西。
我們砌一堵牆，蓋一座小屋，或者摩天大樓，都需要不少磚塊。用函數構建我們的程序就似用磚塊搭建，而且如果拆除了，之後這些磚塊還可以重復使用。
慢慢你就能體會了。編程之美是需要時間去印證的，如果只遠觀而不"亵玩"，沒有動手實驗，是不能進步的。
首先我們就挽起袖子，和好水泥，來學習如何制作"磚塊"（函數）吧。
函數的創建和使用
從這個課程的最初，我們已經使用了函數了。而且到目前為止都是那個函數：main函數（是我，是我，還是我...）。
這是C++程序的入口，程序是從main函數開始執行的。如下所示：
#includeusing namespace std; int main() // main函數開始，程序的開始 { cout << "Hello World !" << endl; return 0; } // main函數的結束，程序也隨之結束
以上的程序實際是從第四行開始，在第八行結束。也就是說，此程序的所有動作都是在一個函數裡完成的。我們並沒有跳轉到其他地方，沒有出這個main函數，而是按順序執行main函數中的各句指令。
既然我這樣說，聰明如你應該料想到了：我們可以寫其他的函數，把一個復雜的程序分割成相對獨立的區塊。
是的。但是為什麼要這麼做呢？
雖然說，把所有代碼都放在一個main函數裡是完全可以的，但這並不是一個好習慣。
假設我們要開發一個大型3D游戲。
大型3D游戲可是很復雜的，代碼數動辄上萬行。如果我們把這麼多代碼都一股腦兒放到main函數裡，那麼是很容易迷失在茫茫碼海中的。
比較理想的方式是在某個地方存放一小塊代碼，比如用於移動人物；另一個地方存放另一塊代碼，用於加載關卡，等等。
把代碼分成函數可以方便管理，使我們的代碼更容易被別人理解，我們自己回看時也不至於迷失了方向。
而且，假如你們是好幾個程序員一起協同開發，那麼函數可以讓你們更好地分配工作，比如某個人負責哪些功能開發，就需要寫哪些函數。
但這並不是函數的全部益處。
舉個例子：我們要計算平方根。上一課我們已經學習了怎麼做，我們使用了數學庫中的sqrt這個函數。
類似開平方根這樣常用的代碼塊，如果包裝成一個函數，那麼在不同地方使用時就不需要把相同的代碼重新拷貝一次了，只需要寫一下函數名就可以了。
所以函數使我們可以重復使用已有的代碼塊，極大地提高效率。
函數簡介
函數包含完成特定任務的一個代碼塊。它接收需要處理的數據，處理之，然後返回一個值。
可以把函數想象成一台制作香腸的機器，在輸入那一頭你把豬裝進去，輸出那一頭就出來香腸了。這酸爽。
輸入函數的數據稱為參數，而函數輸出的數據稱為返回值。如下圖所示：
你是否還記得我們上一課列出的多個數學函數中的pow函數，是用於計算次方值的。例如2的3次方，可以用pow(2, 3)來計算。
如果我們使用剛才所說的專業術語（參數，返回值），那麼pow函數的基本介紹可以如下所示：
接收兩個參數x和y
進行數學計算（x的y次方）
返回值就是計算結果
如下圖所示：
定義函數
好了，該放手一搏了。上面看了一些函數的例子，我們自己來定義一個函數吧。
首先，C++中所有的函數基本都遵循以下模板：
type functionName(arguments)
{
// Body : Instructions
}
上面的是英語的表述法，如果翻成中文就是：
類型 函數名(參數)
{
// 函數體：指令
}
關於這個模板我們需要掌握四點：
函數類型：對應輸出類型，也可以把其看做函數的類型。和變量類似，函數也有類型，這類型取決於函數返回值的類型。如果一個函數返回一個浮點數（帶小數點的），那麼自然我們會將函數類型定為float或者double；如果返回整數，那麼我們一般會將類型定為int或long。但是我們也可以創建不返回任何值的函數。
函數名：這是你的函數的名字。我們已經見過不少函數名了，比如main，sqrt，pow。你可以給你的函數起任意名字，只要遵從給變量命名的相同的規則就好。
函數的參數（對應輸入）：參數位於函數名之後的圓括號內。這些參數是函數要用來做操作（運算）的數據。你可以給函數傳入任意數量的參數，也可以不傳入任何參數（例如main函數）。
函數體：大括號規定了函數的起始和結束范圍。在大括號中你可以寫入任意多的指令。
注意：
在C語言中，同一個程序裡不允許同名的函數。但是C++中允許有同名函數，稱為函數重載。只需要它們的參數不同（注意是參數不同，如果返回值不同而參數一樣不是函數重載，也不能通過編譯）。例如在C++中，int multiplication(int a, int b) 和 double multiplication(double c, double d) 就是不同的函數，盡管它們的函數名一樣，但是參數列表不一樣。但是如果定義兩個函數如下：int multiplication(int a, int b) 和 double multiplication(int c, int d)，編譯是會出錯的，因為它們的參數一樣，只是返回值不一樣，是不能算不同函數的。
我們自己來定義一個函數：
int addTwo(int number)
{
int value(number + 2);
// 在內存中申請一個int類型的"抽屜"，起名叫value
// 將參數中接收到的number進行加2操作
// 將加法的結果存入value裡面
return value;
// 指定value為函數的返回值
}
注意：在參數的那個括號和函數體的大括號後面都沒有分號哦！
分析此函數
根據我們之前的解釋，你應該明白第一行是干什麼了吧。就是定義一個函數，名叫addTwo（英語"加2"的意思），接收一個int型參數作為輸入，操作結束之後會返回一個int型值。如下圖：
return value; 那一行是什麼意思呢？
return是英語"返回"的意思，所以這一行指令的作用就是將value作為此函數的返回值返回。addTwo的參數number就類似之前那個圖中放入香腸制造機的豬，value就類似輸出的香腸。
value的類型必須是int，因為在函數定義的第一行的返回值類型是int。
函數調用
我們的函數定義完畢，接下來該是使用它的時候了。函數的使用也有一個術語，叫做：函數調用。
#includeusing namespace std; int addTwo(int number) { int value(number + 2); return value; } int main() { int a(2), b(3); cout << "a的值是 " << a << endl; cout << "b的值是 " << b << endl; b = addTwo(a); // 函數調用 cout << "a的值是 " << a << endl; cout << "b的值是 " << b << endl; return 0; }
運行以上程序，顯示：
a的值是 2
b的值是 3
a的值是 2
b的值是 4
在調用函數addTwo之後，a的值沒有改變；b的值改變了，等於a的值加上2。
詳細解釋
現在我們來看一個程序，包含一個multipleTwo函數，用於計算一個數的兩倍的值。
我們暫時把multipleTwo函數寫在main函數之前，如果放在main函數之後會出錯，以後的課程我們會解釋為什麼。
#includeusing namespace std; int multipleTwo(int number) { return 2 * number; } int main() { int initial = 0, twice = 0; cout << "請輸入一個整數... "; cin >> initial; twice = multipleTwo(initial); cout << "這個數的兩倍是 " << twice << endl; return 0; }
我們的程序是從main函數開始運行的，這個大家已經知道了。
我們首先請求用戶輸入一個整數，將其值傳遞給multipleTwo函數，並且把multipleTwo函數的返回值賦給twice這個變量。
仔細看下面這一行，這是我們最關心的一行代碼，因為正是這一行調用了我們的multipleTwo函數。
twice = multipleTwo(initial);
在括號裡，我們將變量initial當做輸入傳遞給函數，也正是這個變量，函數將其用於內部的處理。
這個函數返回一個值，就是twice這個變量。
其實這一行中，我們就是命令電腦：“讓multipleTwo函數給我計算initial的兩倍的值，並且將結果儲存到twice這個變量中”。
詳細的分步解釋
也許對於初學者，理解起來還是有些許困難。
不用擔心，我相信通過下面的分步解釋，大家會明白得更透徹。
這個特殊注釋的代碼向大家展示了程序的運行順序：
#includeusing namespace std; int multipleTwo(int number) // 6 { return 2 * number; // 7 } int main() // 1 { int initial = 0, twice = 0; // 2 cout << "請輸入一個整數... "; // 3 cin >> initial; // 4 twice = multipleTwo(initial); // 5 cout << "這個數的兩倍是 " << twice << endl; // 8 return 0; // 9 }
上面的編號表示了執行的順序：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6 -> 7 -> 8 -> 9
程序從main函數開始執行
在main函數中的命令一行一行地被執行
執行cout輸出
執行cin讀入數據，賦值給變量initial
讀入指令... 調用multipleTwo函數了，因此程序跳到上面的multipleTwo函數中去執行
我們運行multipleTwo函數，並接受一個數作為輸入（number）
我們對number做運算，並且結束multipleTwo函數，return意味著函數的結束，並且返回一個值。將返回值賦給twice變量。
我們重新回到main函數的下一條指令，用cout輸出
又一個return，這次是main函數的結束，於是整個程序運行完畢。
變量initial被傳值給multipleTwo的參數number（另一個變量），稱為值傳遞。當然其實原理是做了一份變量initial的拷貝，把拷貝賦值給了number。
這裡如果我們把initial改名為number也是可以的，並不會與函數multipleTwo的參數number沖突。因為參數number是屬於multipleTwo這個函數的專屬變量。
多個參數
上面的addTwo函數只有一個參數，我們也可以定義有多個參數的函數。其實之前見過的pow函數和getline函數就有兩個參數。
int addition(int a, int b)
{
return a+b;
}
double multiplication(double a, double b, double c)
{
return a * b * c;
}
以上所定義的兩個函數中，我們合理地偷懶了：將參數運算的結果直接作為返回值，而沒有定義例如之前在addTwo函數中用到的value這樣的變量。這樣我們的代碼也達到了最簡化，我們是鼓勵這樣做的。程序員要會"偷懶"。
上面的第一個函數addition（英語"加法，相加"的意思）接收兩個int型參數，返回它們的相加值。
第二個函數multiplication（英語"乘法，相乘"的意思）接收三個double型參數，返回它們的相乘值。
我們也可以定義參數類型不一樣的函數。例如：double different(int a, double b);
無參數
我們的函數也可以沒有參數。那麼在括號裡就不加任何東西。
例如：
string getName()
{
cout << "請輸入你的名字 : ";
string name;
cin >> name;
return name;
}
無返回值的函數
函數也可以沒有返回值，那麼在定義的時候要將函數返回值類型設為void（英語"虛空，無"的意思）。不用加return語句了。例如：
void sayHello()
{
cout << "Hello!" << endl;
// 因為沒有返回值，也就沒有return語句了
}
int main()
{
sayHello();
// 因為函數sayHello不返回任何值
// 我們調用的時候也不會將其賦給某個變量了
return 0;
}
實例
下面我們會一起看幾個函數的實例，以便讀者對函數有更深入的了解。我們盡量展示不同情況，使大家看到可能出現的各種函數類型。
歐元/人民幣轉換
最近歐元兌換人民幣的匯率還是很穩定的在7左右徘徊，為什麼當年（2009）小編出來法國時，歐元的匯率那麼高（10），現在要換人民幣卻只有7。唉，就是辣麼不逢時。
我們就來寫一個函數，用於轉換歐元到人民幣。
查了一下最新的匯率：
1歐元 = 7.0992 人民幣元
#includeusing namespace std; double conversion(double euros) { double rmb = 0; rmb = 7.0992 * euros; return rmb; } int main() { cout << "10 歐元 = " << conversion(10) << "人民幣" << endl; cout << "50 歐元 = " << conversion(50) << "人民幣" << endl; cout << "100 歐元 = " << conversion(100) << "人民幣" << endl; cout << "200 歐元 = " << conversion(200) << "人民幣" << endl; return 0; }
你也可以寫一個人民幣轉換為歐元的小程序。
懲罰
接下來看一個函數，這個函數不會返回任何值，所以類型是void。這個函數會根據傳入的參數在屏幕上顯示一定次數的信息。這個函數只有一個參數，那就是顯示懲罰語句的次數：
#includeusing namespace std; void punish(int lineNumber) { int i; for (i = 0 ; i < lineNumber ; i++) { cout << "我不應該有錢任性" << endl; } } int main(int argc, char *argv[]) { punish(5); return 0; }
顯示結果如下：
我不應該有錢任性
我不應該有錢任性
我不應該有錢任性
我不應該有錢任性
我不應該有錢任性
矩形面積
矩形的面積很容易計算：長 x 寬。長度乘以寬度。
我們來寫一個求矩形面積的函數，它有兩個參數：矩形的長和矩形的寬。返回值是矩形的面積：
#includeusing namespace std; double rectangleArea(double length, double width) { return length * width; } int main() { cout << "長是10，寬是5的矩形面積是 " << rectangleArea(10, 5) << endl; cout << "長是3.5，寬是2.5的矩形面積是 " << rectangleArea(3.5, 2.5) << endl; cout << "長是9.7，寬是4.2的矩形面積是 " << rectangleArea(9.7, 4.2) << endl; return 0; }
顯示結果：
長是10，寬是5的矩形面積是 50.000000
長是3.5，寬是2.5的矩形面積是 8.750000
長是9.7，寬是4.2的矩形面積是 40.740000
我們可以直接在函數裡顯示 長，寬和計算所得的面積嗎？
當然可以。這樣的情況下，函數就不必返回任何值了，函數計算出矩形面積，然後直接顯示在屏幕上：
#includeusing namespace std; void rectangleArea(double length, double width) { double area = 0; area = length * width; cout << "長為 "<< length << " 寬為 " << width << " 的矩形的面積是 " << area << endl; } int main() { rectangleArea(10, 5); rectangleArea(3.5, 2.5); rectangleArea(9.7, 4.2); return 0; }
我們可以看到，cout在函數體內被調用，顯示的結果和之前把cout放在main函數裡是一樣的。只不過我們用的方法不一樣罷了。
菜單
我們來寫一個餐館菜單的例子。
