【C语言复习专题】函数

1.函数的概念

数学中我们其实就见过函数的概念，比如: -次函数y=kx+b，k和b都是常数，给一个任意的x，就得到一个y值。
其实在C语言也引入函数(function) 的概念，有些翻译为:子程序，子程序这种翻译更加准确一些。
C语言中的函数就是一个完成某项特定的任务的一小段代码。这段代码是有特殊的写法和调用方法的。C语言的程序其实是由无数个小的函数组合而成的，也可以说: -个大的计算任务可以分解成若干个较小的函数(对 应较小的任务)完成。同时一个函数如果能完成某项特定任务的话,这个函数也是可以
复用的，提升了开发软件的效率。

在C语言中我们–般会见到两类函数:

●库函数
●自定义函数

2.库函数

2.1标准库和头文件

C语言标准中规定了C语言的各种语法规则，C语言并不提供库函数，"C语言的国际标准ANSI C规定了一
些常用的函数的标准，被称为标准库，那不同的编译器厂商根据ANSI提供的C语言标准就给出了一系列函数的实现。这些函数就被称为库函数。
我们前面内容中学到的printf、scanf 都是库函数，库函数的也是函数，不过这些函数已经是现成的，我们只要学会就能直接使用了。有了库函数，一些常见的功能就不需要程序员自己实现了,一定程度提升了效率;同时库函数的质量和执行效率.上都更有保证。
各种编译器的标准库中提供了一系列的库函数，这些库函数根据功能的划分，都在不同的头文件中进行了声明。
库函数相关头文件
有数学相关的，有字符串相关的，有日期相关的等，每一个头文件中都包含了相关的函数和类型等信息。

2.2 库函数的使用方法

库函数的学习和查看工具很多，比如:
C/C++官方的链接
cplusplus.com

举例：pow

double pow (double x,double exponent)
//pow是函数名
//x和exponent是函数的参数，表示调用pow函数需要传递两个double类型的值
//double是返回值的类型，表示函数计算的结果是double类型的值

2.2.1头文件包含

库函数是在标准库中对应的头文件中声明的，所以库函数的使用，务必包含对应的头文件，不包含是可能会出现一些问题的。

2.2.2实践操作

2.2.3库函数文档的一般格式

1.函数原型
2.函数功能介绍
3.参数和返回类型说明
4.代码举例
5.代码输出
6.相关知识链接

3.自定义函数

了解了库函数，我们的关注度应该聚焦在自定义函数上，自定义函数其实更加重要，也能给程序员写代码更多的创造性。

3.1函数的语法形式

其实自定义函数和库函数是一样的，形式如下:

ret_type fun_name(形式参数)
{

}

●ret_ type 是函数返回类型
●fun_ name是函数名
●括号中放的是形式参数
●{}括起来的是函数体

我们可以把函数想象成小型的一-个加工厂，工厂得输入原材料，经过工厂加工才能生产出产品，那函
数也是一样的，函数一般会输入-些值(可以是0个，也可以是多个)，经过函数内的计算，得出结
果。

●ret_ type 是用来表示函数计算结果的类型，有时候返回类型可以是void,表示什么都不返回
●fun_ name 是为了方便使用函数;就像人的名字一样，有了名字方便称呼，函数有了名字方便调
用，所以函数名尽量要根据函数的功能起的有意义。
●函数的参数就相当于，工厂中送进去的原材料，函数的参数也可以是void，明确表示函数没有参
数。如果有参数，要交代清楚参数的类型和名字，以及参数个数。
●{}括起来的部分被称为函数体，函数体就是完成计算的过程。

3.2自定义函数举例

写一个加法函数，完成两个整型变量的加法操作

我们根据要完成的功能，给函数取名: Add,函数Add需要接收2个整型类型的参数，函数计算的结果也是整型。

上述代码可以简化成：

函数的参数部分需要交代清楚:参数个数，每个参数的类型是啥,形参的名字叫啥。上面只是一个例子，未来我们是根据实际需要来设计函数，函数名、参数、返回类型都是可以灵活变化的。

4.形参和实参

在函数使用的过程中，把函数的参数分为，实参和形参。

再一次观察上述写过的代码：

4.1实参

在.上面代码中，第15~20行是Add函数的定义，有了函数后，再第28行调用Add函数。我们把第28行调用Add函数时，传递给函数的参数a和b,称为实际参数，简称实参。
实际参数就是真实传递给函数的参数。

4.2形参

在.上面代码中，第15行定义函数的时候，在函数名Add后的括号中写的x和y,称为形式参数，简称形参。
为什么叫形式参数呢?实际上，如果只是定义了Add函数，而不去调用的话，Add 函数的参数x 和y只是形式上存在的，不会向内存申请空间，不会真实存在的，所以叫形式参数。形式参数只有在函数被调用的过程中为了存放实参传递过来的值，才向内存申请空间，这个过程就是形式的实例化。

4.3实参和形参的关系

虽然我们提到了实参是传递给形参的，他们之间是有联系的，但是形参和实参各自是独立的内存空间。
这个现象是可以通过调试来观察的。请看下面的代码和调试演示:

我们在调试的可以观察到，x和y确实得到了a和b的值，但是x和y的地址和a和b的地址是不一样的，所以我们可以理解为形参是实参的一份临时拷贝。

5.return语句

在函数的设计中，函数中经常会出现return语句，这里讲一下return语句使用的注意事项。

●return后边可以是一个数值，也可以是一个表达式，如果是表达式则先执行表达式，再返回表达式
的结果。
●return后边也可以什么都没有， 直接写return;这种写法适合函数返回类型是void的情况。
●return返回的值 和函数返回类型不一致，系统会自动将返回的值隐式转换为函数的返回类型。
●return语 句执行后，函数就彻底返回，后边的代码不再执行。
●如果函数中存在if等分支的语句，则要保证每种情况下都有return返回，否则会出现编译错误。

6.数组做函数参数

在使用函数解决问题的时候，难免会将数组作为参数传递给函数，在函数内部对数组进行操作。
比如:写一个函数对将一一个整型数组的内容，全部置为-1,再写一个函数打印数组的内容。
简单思考一下，基本的形式应该是这样的:

这里的set_ arr函数要能够对数组内容进行设置，就得把数组作为参数传递给函数，同时函数内部在设
置数组每个元素的时候，也得遍历数组，需要知道数组的元素个数。所以我们需要给set_ arr传递2个参数，一个是数组，另外一个是数组的元素个数。仔细分析print_ _arr也是一 样的，只有拿到了数组和元素个数，才能遍历打印数组的每个元素。

数组作为参数传递给了set_ arr 和print_ _arr 函数了，那这两个函数应该如何设计呢?

这里我们需要知道数组传参的几个重点知识:
●函数的形式参数要和函数的实参个数匹配
●函数的实参是数组，形参也是可以写成数组形式的
●形参如果是一维数组，数组大小可以省略不写
●形参如果是二维数组，行可以省略，但是列不能省略
●数组传参，形参是不会创建新的数组的
●形参操作的数组和实参的数组是同一个数组

7.嵌套调用和链式访问

7.1嵌套调用

嵌套调用就是函数之间的互相调用，每个函数就像一个乐高零件，正是因为多个乐高的零件互相无缝
的配合才能搭建出精美的乐高玩具，也正是因为函数之间有效的互相调用，最后写出来了相对大型的程序。

假设我们计算某年某月有多少天?如果要函数实现，可以设计2个函数:
●is_leap_ year(): 根据年份确定是否是闰年
●get days_ of month(): 调用is_ leap year确定是否是闰年后，再根据月计算这个月的天数

这一段代码，完成了一个独立的功能。代码中反应了不少的函数调用:

●main函数调用scanf、printf、 get_ days_ of_ month
●get_ days_ of_ month函数调用is_ leap year

未来的稍微大一些代码都是函数之间的嵌套调用，但是函数是不能嵌套定义的。

7.2链式访问

所谓链式访问就是将一个函数的返回值作为另外一个函数的参数，像链条一样将函数串起来就是函数的链式访问。

前面的代码完成动作写了2条语句，把如果把strlen的返回值直接作为printf函数的参数呢?这样就是一个链式访问的例子了。

观察下面的代码，看得到的结果是什么呢？

面对上面的复杂函数形式，我们先来了解一下printf函数返回的是什么吧！



printf函数返回的是打印在屏幕上的字符的个数。
上面的例子中，我们就第一个printf打印的是第二个printf的返回值， 第二个printf打印的是第三个
printf的返回值。
第三个printf打印43，在屏幕上打印2个字符，再返回2
第二个printf打印2，在屏幕上打印1个字符，再放回1
第一个printf打印1
所以屏幕上最终打印: 4321

练习：观察下面的代码，写出输出结果是什么？

8.函数的声明和定义

8.1单个文件

般我们在使用函数的时候，直接将函数写出来就使用了。


如果我们把函数的定义放在函数调用的后边是否可行呢？

这是因为C语言编译器对源代码进行编译的时候，从第一行往下扫描的，当遇到is_ leap_ year函数调用的时候，并没有发现前面有is_ leap_ year的定义，就报出了上述的警告。把怎么解决这个问题呢?就是函数调用之前先声明一下is_ leap_ year这 个函数，声明函数只要交代清楚函数名，函数的返回类型和函数的参数。
如: int is leap_ year(inty); 这就是函数声明，函数声明中参数只保留类型，省略掉名字也是可以的。

函数的调用一定要先声明后使用;
函数的定义也是一种特殊的声明，所以如果函数定义放在调用之前也是可以的。

8.2多个文件

一般在企业中我们写代码时候，代码可能比较多，不会将所有的代码都放在一个文件中;我们往往会
根据程序的功能，将代码拆分放在多个文件中。
-般情况下，函数的声明、类型的声明放在头文件(.h) 中，函数的实现是放在源文件(.c) 文件中。
如下:

8.3 static和extern

static和extern
都是C语言中的关键字。

static是静态的的意思，可以用来:
●修饰局部变量
●修饰全局变量
●修饰函数

extern是用来声明外部符号的。

在讲解static和extern之前再讲一下: 作用域和生命周期。
作用域(scope) 是程序设计概念，通常来说，一段程序代码中所用到的名字并不总是有效(可用)的，而限定这个名字的可用性的代码范围就是这个名字的作用域。

1.局部变量的作用域是变量所在的局部范围。
2.全局变量的作用域是整个工程(项目)。

生命周期指的是变量的创建(申请内存)到变量的销毁(收回内存)之间的一个时间段。

1.局部变量的生命周期是:进入作用域变量创建，生命周期开始，出作用域生命周期结束。
2.全局变量的生命周期是:整个程序的生命周期。

8.3.1static修饰局部变量

代码1：

代码2：

我们来观察一下这两个代码的输出结果是什么：
代码1：

代码2：

对比代码1和代码2的效果，理解static修饰局部变量的意义。
代码1的test函数中的局部变量i是每次进入test函数先创建变量(生命周期开始)并赋值为0，然后++，再打印，出函数的时候变量生命周期将要结束(释放内存) 。
代码2中，我们从输出结果来看，i的值有累加的效果，其实test函数中的i创建好后，出函数的时候是不会销毁的，重新进入函数也就不会重新创建变量，直接上次累积的数值继续计算。
结论: static修饰局部变 量改变了变量的生命周期，生命周期改变的本质是改变了变量的存储类型，本
来一个局部变量是存储在内存的栈区的，但是被static修饰后存储到了静态区。存储在静态区的变量和全局变量是一样的，生命周期就和程序的生命周期一样了,只有程序结束，变量才销毁，内存才回收。但是作用域不变的。

8.3.2 static修饰全局变量

观察以下两个代码：
代码1：

代码2：

extern是用来声明外部符号的，如果一个全局的符号在A文件中定义的，在B文件中想使用，就可以使用extern进行声明，然后使用。
代码1正常，代码2在编译的时候会出现链接性错误。



结论:
-个全局变量被static修饰，使得这个全局变量只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使用。
本质原因是全局变量默认是具有外部链接属性的，在外部的文件中想使用，只要适当的声明就可以使
用;但是全局变量被static修饰之后，外部链接属性就变成了内部链接属性，只能在自己所在的源
文件内部使用了，其他源文件，即使声明了，也是无法正常使用的。
使用建议:如果一个全局变量，只想在所在的源文件内部使用，不想被其他文件发现，就可以使用.static修饰。

static修饰函数也是同理的。

完

原文地址：https://blog.csdn.net/ChiaWei_Lee/article/details/142980792

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