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函数声明

函数声明引入函数名及其类型。函数定义将函数名/类型与函数体关联。

函数声明

函数声明可出现于任何作用域。在类作用域中的函数声明引入成员函数（除非使用 friend 说明符），细节见成员函数和友元函数。

被声明的函数类型由返回类型（return type）（由声明语法的 声明说明符序列 提供）和函数声明符（声明符）组成。

noptr-声明符 ( 形参列表 ) cv(可选) ref(可选) 异常说明(可选) attr(可选) (1)
noptr-声明符 ( 形参列表 ) cv(可选) ref(可选) 异常说明(可选) attr(可选) -> 尾随返回类型 (2) (C++11 起)

（声明符 语法的其他形式见声明）

1) 常规函数声明语法
2) 尾随返回类型声明：尾随返回类型仅在最外层函数声明符中允许使用。此情况下的 声明说明符序列 必须包含关键词 auto
noptr-声明符 - 任何合法的 声明符，但若它以 *、& 或 && 开始，则它必须为括号所环绕。
形参列表 - 可以为空，函数形参的逗号分隔列表（细节见下文）
attr(C++11) - 可选的属性列表。这些属性应用于函数类型，而非函数自身。出现于声明符中标识符之后的属性与出现于声明开端的属性合并，若它们存在。
cv - const/volatile 限定，只允许在非静态成员函数中使用
ref(C++11) - 引用限定，只允许在非静态成员函数中使用
异常说明 - 动态异常说明(C++17 前)或

noexcept 说明(C++11)之一。注意，异常说明不是函数类型的一部分 (C++17 前)

尾随返回类型(C++11) - 尾随返回类型，当返回类型取决于实参名时，例如 template <class T, class U> auto add(T t, U u) -> decltype(t + u);，或当返回类型复杂时，例如在 auto fpif(int)->int(*)(int) 中，尾随返回类型很有用

如在声明中所提及的，声明符可以后随 requires 子句，它声明该函数所关联的制约，而重载决议所要选择的函数必须满足该制约。（例如 void f1(int a) requires true;）注意，关联的制约是函数签名的一部分，但不是函数类型的一部分。

(C++20 起)

只要 声明说明符序列 允许，函数声明符就可与其他声明符混合： 

// 声明一个 int、一个 int*、一个函数，及一个函数指针
int a = 1, *p = NULL, f(), (*pf)(double);
// 声明说明符序列 是 int
// 声明符 f() 声明（但不定义）
//                一个不接受实参并返回 int 的函数
 
struct S
{
    virtual int f(char) const, g(int) &&; // 声明两个非静态成员函数
    virtual int f(char), x; // 编译时错误：virtual（在 声明说明符序列 中）
                            // 仅在非静态成员函数的声明中允许
};

以 volatile 限定的对象类型为形参类型或返回类型是被弃用的。

(C++20 起)

函数的返回类型不能是函数类型或数组类型（但可以是到它们的指针或引用）。

与任何声明相同，出现于声明之前的属性和声明符中直接跟在标识符之后的属性，都应用于所声明或定义的实体（在此例中，应用到函数） 

[[noreturn]] void f [[noreturn]] (); // OK：两个属性都应用到函数 f

然而，（语法上）出现于声明符之后的属性，应用到函数类型，而非函数自身 

void f() [[noreturn]]; // 错误：此属性对效果无作用
 (C++11 起)

与任何声明相同，ret func(params) 所声明的函数 func 的类型为 ret(params)（但适用下文所述的形参类型重编）：参见 类型的命名。

返回类型推导

若函数声明的 声明说明符序列 包含关键词 auto，则尾随返回类型可以省略，而编译器将从 return 语句中所用的表达式的类型推导出它。若返回类型使用的不是 decltype(auto)，则推导遵循模板实参推导的规则进行。 

int x = 1;
auto f() { return x; } // 返回类型是 int
const auto& f() { return x; } // 返回类型是 const int&

若返回类型是 decltype(auto)，则返回类型为将 return 语句中所用的表达式包裹于 decltype 中时所得到的类型。 

int x = 1;
decltype(auto) f() { return x; } // 返回类型是 int，同 decltype(x)
decltype(auto) f() { return(x); } // 返回类型是 int&，同 decltype((x))

（注意：“const decltype(auto)&”是错误的，decltype(auto) 必须独自使用）

若有多条返回语句，则它们必须推导出相同类型 

auto f(bool val)
{
    if(val) return 123; // 推导返回类型 int
    else    return 3.14f; // 错误：推导返回类型 float
}

若无 return 语句或若 return 语句的实参是 void 表达式，则所声明的返回类型，必须要么是 decltype(auto)，此情况中推导返回类型是 void，要么是（可有 cv 限定的）auto，此情况中推导的返回类型则是（同一 cv 限定的）void。 

auto f() {} // 返回 void
auto g() { return f(); } // 返回 void
auto* x() {} // 错误: 不能从 void 推导 auto*

一旦在函数中见到一条 return 语句，则从该语句推导的返回类型就可用于函数的剩余部分，包括其他 return 语句。 

auto sum(int i)
{
    if(i == 1)
        return i; // sum 的返回类型是 int
    else
        return sum(i - 1) + i; // OK，sum 的返回类型已知
}

若 return 语句使用花括号初始化器列表（brace-init-list），则不允许推导： 

auto func () { return {1, 2, 3}; } // 错误

虚函数不能使用返回类型推导。 

struct F
{
    virtual auto f() { return 2; } // 错误
};

若函数使用返回类型推导，则它不能用其推导的类型或其他种类的返回类型推导再声明，即使推导出相同类型也是如此 

auto f();               // 已声明，未定义
auto f() { return 42; } // 已定义，返回类型是 int
int f();                // 错误：不能使用推导的类型
decltype(auto) f();     // 错误：不同种类的推导
auto f();               // OK：再声明
 
template<typename T>
struct A { friend T frf(T); };
auto frf(int i) { return i; } // 不是 A<int> 的友元

除了用户定义转换函数以外的函数模板可以使用返回类型推导。即使 return 语句中的表达式并非待决的，推导也在实例化时发生。这种实例化并不处于 SFINAE 的目的的立即语境中。 

template<class T> auto f(T t) { return t; }
typedef decltype(f(1)) fint_t; // 实例化 f<int> 以推导返回类型
template<class T> auto f(T* t) { return *t; }
void g() { int (*p)(int*) = &f; } // 实例化两个 f 以确定返回类型，
                                  // 选择第二个模板重载

使用返回类型推导的函数模板特化必须使用同一返回类型占位符 

template<typename T> auto g(T t) { return t; } // #1
template auto g(int);      // OK，返回类型是 int
//template char g(char);   // 错误，无匹配的模板
 
template<> auto g(double); // OK，用未知返回类型的前置声明
template<typename T> T g(T t) { return t; } // OK，不等价于 #1
template char g(char);     // OK，现在有匹配的模板
template auto g(float);    // 仍然匹配 #1
// void h() { return g(42); } // 错误，歧义

显式实例化声明自身并不实例化使用返回类型推导的函数模板 

template<typename T> auto f(T t) { return t; }
extern template auto f(int); // 不实例化 f<int>
int (*p)(int) = f; // 实例化 f<int> 以确定其返回类型，
                   // 但仍需要在程序的别处出现显式实例化的定义
 (C++14 起)

形参列表

形参列表决定调用函数时所能指定的实参。它是形参声明的逗号分隔列表，其中每一项拥有下列语法

attr(可选) 声明说明符序列 声明符 (1)
attr(可选) 声明说明符序列 声明符 = 初始化器 (2)
attr(可选) 声明说明符序列 抽象声明符(可选) (3)
attr(可选) 声明说明符序列 抽象声明符(可选) = 初始化器 (4)
void (5)
1) 声明具名（形式）参数。声明说明符序列 和 声明符 的含义见声明。 
int f(int a, int *p, int (*(*x)(double))[3]);
2) 声明带有默认值的具名（形式）参数。 
int f(int a = 7, int *p = nullptr, int (*(*x)(double))[3] = nullptr);
3) 声明一个无名形参 
int f(int, int *, int (*(*)(double))[3]);
4) 声明具有默认值的无名形参 
int f(int = 7, int * = nullptr, int (*(*)(double))[3] = nullptr);
5) 指示函数不接受形参，它是空参数列表的确切同意词：int f(void); 和 int f(); 声明同一函数。注意类型 void（可以有 cv 限定）不能在其他情况下用于参数列表：int f(void, int); 和 int f(const void); 是错误的（但可以使用其衍生类型，如 void*）。在模板中，只能使用非待决的 void（当以 T = void 实例化时，采用单个 T 类型的形参的函数不会成为无形参函数） (C++11 起)

省略号 ... 可出现于形参列表末尾；这声明一个变参函数（variadic function）： 

int printf(const char* fmt ...);

为了与 C89 兼容，当形参列表含有至少一个形参时，省略号前可出现可选的逗号： 

int printf(const char* fmt, ...); // OK，同上

尽管 声明说明符序列 蕴含了可以存在类型说明符之外的说明符，但其他受允许的说明符仅有 register 和 auto (C++11 前)，且它无任何效果。

(C++17 前)

若任何函数形参使用了占位符（placeholder）（auto 或 概念（concept）类型），则函数声明转变为简写函数模板声明： 

void f1(auto);    // 同 template<class T> void f(T)
void f2(C1 auto); // 同 template<C1 T> void f7(T)，若 C1 是概念
 (C++20 起)

声明于函数声明之中的形参名通常只用作以自身为文档的目的。它们在函数定义中被使用（但仍是可选的）。

形参列表中的每个函数形参的类型，根据下列规则确定：

1) 首先，以如同在任何声明中的方式，组合声明说明符序列和声明符以确定其类型。
2) 若类型是“T 的数组”或“T 的未知边界数组”，则它被替换成类型“T 的指针”
3) 若类型是函数类型 F，则它被替换成类型“F 的指针”
4) 从形参类型中丢弃顶层 cv 限定符（此调整只影响函数类型，但不改动形参的性质：int f(const int p, decltype(p)*); 和 int f(int, const int*); 声明同一函数）

因为这些规则，下列函数声明确切地声明同一函数： 

int f(char s[3]);
int f(char[]);
int f(char* s);
int f(char* const);
int f(char* volatile s);

下列声明也确切地声明同一函数： 

int f(int());
int f(int (*g)());

形参类型不能是含有到未知边界数组的引用或指针的类型，含有这种类型的多级指针/数组，或含有指向以这些类型为形参的函数指针

(C++14 前)

指示可变实参的省略号前不能有逗号，即使它跟随指示形参包展开的省略号也是如此，故下列函数模板是确切相同的： 

template<typename ...Args> void f(Args..., ...);
template<typename ...Args> void f(Args... ...);
template<typename ...Args> void f(Args......);

使用这种声明的例子之一是 std::is_function 的实现。

(C++11 起)

函数定义

非成员函数的定义只能出现在命名空间作用域中（不存在嵌套函数）。成员函数的定义亦可出现在类定义的体内。它们拥有下列语法：

attr(可选) 声明说明符序列(可选) 声明符 虚声明符序列(可选) 函数体

其中 函数体 是下列之一

构造函数初始化器(可选) 复合语句 (1)
函数-try-块 (2)
= delete ; (3) (C++11 起)
= default ; (4) (C++11 起)
1) 常规函数体
2) 函数 try 块（这是包装在 try/catch 块内的常规函数体）
3) 显式弃置的函数定义
4) 显式预置的函数定义，仅对特殊成员函数与比较运算符函数 (C++20 起)允许
attr(C++11) - 可选的属性列表。这些属性与出现在 声明符 中标识符之后的属性结合（见本页顶部），若它们存在。
声明说明符序列 - 带有说明符的返回类型，与声明文法相同
声明符 - 函数声明符，与上述函数声明文法相同。和函数声明一样，它可后随 requires-子句 (C++20 起)
虚说明符序列(C++11) - override、final，或它们任意顺序的组合（仅对成员函数允许）
构造函数初始化器 - 成员初始化器列表，仅在构造函数中允许
复合语句 - 花括号环绕的语句序列，它们构成函数体 
int max(int a, int b, int c)
{
    int m = (a > b)? a : b;
    return (m > c)? m : c;
}
// 声明说明符序列 是“int”
// 声明符是“max(int a, int b, int c)”
// 函数体是 { ... }

函数体是一条复合语句（为一对花括号所环绕的零或多条语句），它们在函数调用时被执行。

函数的各个形参类型和返回类型不能是不完整的类类型，除了被弃置的函数 (C++11 起)。完整性检查在函数体的语境中进行，这允许成员函数返回在其中定义它们的类（或其外围类），尽管在定义点它是不完整的（它在函数体内完整）。

在函数定义的 声明符 中声明的形参，在函数体内处于作用域中。若某个形参未在函数体中使用，则它不需要具名（使用抽象声明符足矣） 

void print(int a, int) // 未使用第二个形参
{
    std::printf("a = %d\n",a);
}

尽管形参上的顶层 cv 限定符在函数声明中被忽略，它们亦会修饰形参的类型，这在函数体中可见： 

void f(const int n) // 声明 void(int) 类型的函数
{
    // 但在体内，n 的类型是 const int
}

弃置函数

如果取代函数体而使用特殊语法 = delete ;，则该函数被定义为弃置的（deleted）。任何弃置函数的使用都是非良构的（程序无法编译）。这包含调用，包括显式（以函数调用运算符）及隐式（对弃置的重载运算符、特殊成员函数、分配函数等的调用），构成指向弃置函数的指针或成员指针，甚或是在不求值表达式中使用弃置函数。但是，允许隐式 ODR 式使用 刚好被弃置的非纯虚成员函数。

若函数被重载，则首先进行重载决议，且仅当选择了弃置函数时程序才非良构。 

struct sometype
{
    void* operator new(std::size_t) = delete;
    void* operator new[](std::size_t) = delete;
};
sometype* p = new sometype; // 错误：尝试调用弃置的 sometype::operator new

函数的弃置定义必须是翻译单元中的首条声明：已经声明过的函数不能声明为弃置的： 

struct sometype { sometype(); };
sometype::sometype() = delete; // 错误：必须在首条声明弃置

__func__

在函数体内，如同以如下方式定义了函数局部的预定义变量 __func__ 

static const char __func__[] = "function-name";

此变量具有块作用域及静态存储期： 

struct S
{
    S(): s(__func__) {} // OK：初始化器列表是函数体的一部分
    const char* s;
};
void f(const char* s = __func__); // 错误：形参列表是声明符的一部分
 (C++11 起)

注解

在使用直接初始化语法的变量声明和函数声明之间有歧义的情况下，编译器选择函数声明；见直接初始化

示例

本节未完成
原因：移动/清理
运行此代码
#include <iostream>
#include <string>
 
// 命名空间（文件）作用域中的声明
// （定义在后面提供）
int f1();
 
// 拥有默认实参的简单函数，不返回内容
void f0(const std::string& arg = "world")
{
    std::cout << "Hello, " << arg << '\n';
}
 
// 返回指向 f0 的指针的函数
auto fp11() -> void(*)(const std::string&)
{
    return f0;
}
 
// 返回指向 f0 的指针的函数，C++11 前的风格
void (*fp03())(const std::string&)
{
    return f0;
}
 
int main()
{
    f0();
    fp11()("test");
    fp03()("again");
    int f2(std::string); // 块作用域中的声明
    std::cout << f2("bad12") << '\n';
}
 
// 简单的非成员函数，返回 int
int f1()
{
    return 42;
}
 
// 拥有异常说明和函数 try 块的函数
int f2(std::string str) noexcept try
{ 
    return std::stoi(str);
}
catch(const std::exception& e)
{
    std::cerr << "stoi() failed!\n";
    return 0;
}

输出： 

Hello, world
Hello, test
Hello, again
stoi() failed!
0

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

DR 应用于 出版时的行为 正确行为
CWG 1394 C++11 弃置函数不能返回不完整类型 允许不完整的返回类型
CWG 577 C++11 待决类型 void 可用于声明无形参函数 仅允许非待决的 void
CWG 393 C++14 含有到未知边界数组的指针/引用的类型不能作为形参 允许这些类型

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