C++中的默認參數規則

C++中的默認參數規則

C++的默認參數規則實際上是一個很是容易掉坑的規則，尤爲是當一個函數擁有多個聲明的時候，每一個聲明的默認參數能夠各不相同，在調用時又可能與每一個聲明都不一樣；這篇博客稍微列舉一下C++中的默認參數規則。

前置

在開始以前，咱們先來複習一下，函數能夠有多個聲明，定義 是有函數體的聲明。默認參數則是函數聲明中使用特殊語法(decl-specifier-seq declarator = initializer)爲某個參數提供的默認值。這種語法就像在參數列表中寫參數對象的拷貝初始化同樣。

void foo(int a, int b = 0);
void func(int a = 1, int b = 2, int c = 3);

默認參數語法存在的目的，是爲用戶在函數調用時，能夠不提供尾隨參數。

func();
func(1);
func(1,2);

很是容易理解，因爲C++目前尚未像python那樣指定參數的語法，於是須要提供默認值的參數必須放到參數列表的後面。實質上，這至關於編譯器替用戶向函數中傳遞參數。

那麼，這裏就有這麼幾個問題，什麼地方能夠有默認參數？哪些東西能夠做爲默認參數？當函數有多個聲明時，默認參數如何工做？

什麼地方能夠有默認參數？

到我開始寫這篇文章爲止，C++容許普通的函數聲明（包括類成員函數）、lambda表達式中使用默認參數，而不容許函數指針、函數引用以及typedef聲明中出現默認參數。具體可見這裏。因此，在須要管理各類包裝計算函數的對象的場景中(algorithm factory)，因爲大部分手法使用函數指針進行，保存默認參數須要使用額外的空間並在運行時完成。

這裏能夠稍微留個問題，std::function支持默認參數嗎？若是不，爲何？

什麼能夠做爲默認參數？

從文法上說，全部能作initializer的東西都能做爲默認參數，但問題在於，有些東西出如今initializer中是不被容許的，這個範圍還挺廣。

1. 局部變量不能在默認參數中
2. this指針不能在默認參數中
3. 其餘的參數不能在默認參數中
4. 非靜態成員不能在默認參數中
5. 有捕獲內容的lambda表達式不能在默認參數中

int main(int argc = 0,char** argc = {0});  // ok
int foo(int a1, int a2, int a3 = a1 + a2); // bad
int func(int a1, int a2, int a3 = 1 + 2); // ok
void helper()
{
    int n = 1;
    int func(int a1 = n);//bad
}
//C is a class with copy constructor
C::foo(C p = *this); // bad

class C
{
    static int s;
    int a;
    //void func(int n = a);//bad
    void func(int n = s);//OK
}

//after C++11
int globalV;
void defaultFuncs(int a1 = ([]()->int {return 0; })(), int a2 = 1, int a3 = 3 + 2);//ok
//void defaultFuncs(int a1 = ([]()->int {return globalV; })(), int a2 = 1, int a3 = 2);//bad

而且，因爲默認參數實質上就是編譯器替用戶填參數，而函數調用時會發生argument到parameter的拷貝初始化，於是這個initializer必需要可以知足到相應parameter的拷貝初始化。

除此以外，其它的東西均可以作默認參數。

多個聲明與默認參數

若是每一個函數都只有一個聲明兼定義，那麼事情會簡單不少，可是，在C++中，一個函數能夠有多個聲明，但只能有一個定義，這和名稱查找規則共同協做，構成了C++的分離編譯特性。隨之而來的，默認參數在多個聲明之間有頗有趣的工做特性。

多個聲明之間的默認參數組合

第一個特性，就是不一樣聲明之間的默認參數是能組合的。

void multi(int a1, int a2, int a3)
{
    std::cout << a1 << a2 << a3 << '\n';
}

void multi(int a1,int a2, int a3 = 3);

void multi(int a1, int a2 = 2, int a3);

void multi(int a1 = 1, int a2, int a3);

int main()
{
    multi();//ok ,call multi(1,2,3);
}

這是一個很隱蔽的特性，隱蔽到筆者的VS2017intelliScene會對它報錯，然而編譯仍是能經過。事實上，標準中有這麼一句規定:

全部的有默認參數的形參後面，全部的形參都必須在這個聲明或者在先前的聲明提供默認參數，或者是參數包。

在函數調用點，實際上的默認參數是函數全部可見聲明的默認參數的聯合。可是相應的，在這個可見集合中，不能有對於同一個形參重複的默認參數聲明，即便是同一個值也不行。

int foo(int,int);
int foo(int a1, int a2 = 0);
int foo(int a1, int a2 = 0);//bad

內部做用域

簡單而言，內部做用域中能夠從新聲明一個函數，而且能夠忽視外部聲明的默認參數。在這個內部做用域中的函數調用，其默認參數集合也是這個這個做用域中全部聲明的默認參數聯合。固然，這僅僅是可見聲明這個概念，也就是名稱查找的小遊戲而已。

同理，若是你外部做用域與內部做用域均有默認參數定義，那麼using會同時把默認參數導入進來。

其它的小規則

默認參數還有一些其它的小規則。

在類外定義的函數，能夠將其默認參數與聲明組合，但不能將成員函數變成構造函數。

虛函數的默認參數由靜態類型決定。

除了調用運算符之外，其它的運算符都不能有默認參數。

對於在不一樣翻譯單元內定義的內聯函數，那麼在每一個翻譯單元末尾，默認參數集都須要相同。

友元函數聲明若是有默認參數，那麼這個聲明必須是定義而且在這個翻譯單元中不會再有別的聲明