【C语言】函数规则及入门知识

纸上得来终觉浅， 绝知此事要躬行。
主页：June-Frost
专栏：C语言
⚡注：此篇文章的 部分内容 将根据《高质量 C++/C 编程指南》 —— 林锐 进行说明。该部分将用橙色表示。

该篇将简单了解 函数知识

函数概念

在计算机科学中，子程序（英语：Subroutine, procedure, function, routine, method, subprogram, callable unit），是一个大型程序中的某部分代码， 由一个或多个语句块组成。它负责完成某项特定任务，而且相较于其他代 码，具备相对的独立性。

一般会有输入参数并有返回值，提供对过程的封装和细节的隐藏。这些代码通常被集成为软件库。

函数分类

函数分为库函数和自定义函数。

库函数

库函数—— c语言中把常用的功能封装为函数提供出来使用。这些常用的非业务性的代码封装后，就拥有了可移植性并且提高了编程效率，方便了软件开发。

需要注意：C语言只是为库函数提供了标准，例如函数的名称，参数。返回值，功能，但是函数的实现一般是由编译器完成的，C语言是并不直接实现库函数。

当然，常用的库函数有IO函数，字符串操作函数，字符操作函数，内存操作函数，时间/日期函数，数学函数…

如果想了解库函数，可以查询文献
https://cplusplus.com/

自定义函数

库函数的功能是有限的，当需要更复杂的功能时，我们就需要自定义函数。
自定义函数和库函数一样，有着函数名，参数，返回类型。我们可以根据需求来设计这些以及具体实现。

函数组成:

ret_type  fun_name(paral）
{
  statement;
}

1. 每个函数定义结束之后都要加空行。
2. ‘，’之后要留空格，如 Function(x, y, z)。

通过一个例子来具体了解：找出两个整数的最大值。

#include
int GetMax(int x, int y)
{
	int max = (x > y) ? x : y;
	return max;
}
//空行
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	int max = GetMax(a, b);
	printf("%d", max);
	return 0;
}

我们也可以将函数想象为一个工厂，例如A调用B，A为公司，B为工厂，A向B下订单(调用)并提供材料(传参)，B工厂开始加工(程序执行函数体），并将产品给公司(返回值)。

当然函数也可以没有返回值和参数。

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函数的参数

实际参数

真实传给函数的参数，叫实参。实参可以是：常量、变量、表达式、函数等。无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。

形式参数

形式参数是指函数名后括号中的变量，因为形式参数只有在函数被调用的过程中才实例化（分配内存单元），所以叫形式参数。形式参数当函数调用完成之后就自动销毁了。因此形式参数只在函数中有效。

通过一个例子说明一些性质：通过函数交换两个值 。

第一个代码：

#include
void Swap(int x, int y)
{
	int temp = 0;
	temp = x;
	x = y;
	y = temp;
}

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);
	Swap(a, b);
	printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

❗️结果：

发现结果出现了运行时错误，与预期结果不一样。

VS2022调试：

可以看出 形参的值交换了，但是实参的值没有交换的。而且，x，y，a，b的地址都是不一样的，是四个独立的内存空间，相互之间没有直接联系。
⭐️所以交换两个数的关键就是让形参与实参拥有一定的联系，也就是说，可以利用指针去建立一个关系，通过指针就可以找到变量去进行值的修改。

第二个代码：

#include
void Swap(int *px, int *py)
{
	int temp = 0;
	temp = *px;
	*px = *py;
	*py = temp;
}

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);
	Swap(&a, &b);
	printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

❗️结果

VS2022调试：

可以发现px指向了a，py指向了b，从而* px与a是同一空间，*py与b是同一空间，这样本质交换的就是变量a，b和 temp。

总结：

形参实例化之后其实相当于实参的一份临时拷贝。
当实参传递给形参的时候，形参是实参的一份临时拷贝，所以对形参的修改不会影响实参。

函数调用

对于函数调用，有传值调用和传址调用。
上述代码1——就是传值调用，代码2——传址调用。

传值调用

函数的形参和实参分别占有不同内存块，对形参的修改不会影响实参。

传址调用

• 传址调用是把函数外部创建变量的内存地址传递给函数参数的一种调用函数的方式。
• 这种传参方式可以让函数和函数外边的变量建立起真正的联系，也就是函数内部可以直接操作函数外部的变量。

函数的嵌套调用和链式访问

嵌套调用：

为实现需求可以将函数互相调用。例如：在函数A中调用函数B。

例如：

#include
void Fun2()
{
	printf("World");
}

void Fun1()
{
	printf("Hello ");
	Fun2();
}

int main()
{
	Fun1();
	return 0;
}

该函数就是main函数调用Fun1函数，Fun1函数再调用Fun2函数。
但是要注意函数可以嵌套调用，但是不能嵌套定义。

❗️不可以写成这样：

#include
void Fun1()
{
	printf("Hello ");
	void Fun2()
	{
		printf("Wrold");
	}
}

int main()
{
	Fun1();
	return 0;
}

链式访问

把一个函数的返回值作为另外一个函数的参数。

例如：求一个字符串长度
可以这样写

int main()
{
	char arr[20] = "abcdef";
	int ret = strlen(arr);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

也可以链式访问：
将strlen的返回值作为printf的第二个参数。

int main()
{
	char arr[20] = "abcdef";
	printf("%d", strlen(arr));
	return 0;
}

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函数声明和定义

举个例子：

如果有参数，声明可以写为void test(int x, int y);，也可以写为void test(int , int ); 。

函数声明：

告诉编译器有一个函数叫什么，参数是什么，返回类型是什么。但是具体是不是存在，函数声明决定不了。

一般来说，函数的使用要满足：先声明后使用。

但是，如果函数定义写在函数调用前面也是可以不声明的，因为函数的定义也是一种特殊的声明。

例如:

#include

void test()
{
	printf("Hello Wrold\n");
}

int main()
{
	test();
	return 0;
}

但是在写项目的时候，通常是将函数定义和函数实现写到不同的文件，将函数的声明放在头文件中，将函数的实现放在源文件中。
例如：

这么做是为了什么?

• 可以方便协作，对一个大的项目，可以分工，最后整合。

• 可以将代码的实现和声明分离，方便对函数的实现包装为静态库。

通过头文件来调用库功能。在很多场合，源代码不便（或不准）向用户公布，只要向用户提供头文件和二进制的库即可。用户只需要按照头文件中的接口声明来调用库
功能，而不必关心接口怎么实现的。编译器会从库中提取相应的代码。

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结语

函数作为 C++/C 程序的基本功能单元，我们都需要了解更多的书写规则去写出优质的代码，一起加油