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

微软有几种编译期属性，用来定义函数参数的顺序和堆栈。

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。