C语言基础与总结（3） 函数

第 3 章 函数

3.1 函数的概念

函数是 c 语言的功能单位，实现一个功能可以封装一个函数来实现。
定义函数的时候一切以功能为目的，根据功能去定函数的参数和返回值。

3.2 函数的分类

1、从定义角度分类（即函数是谁实现的）

1.库函数 (c 库实现的)
2.自定义函数 （程序员自己实现的函数）
3.系统调用 (操作系统实现的函数)

2、从参数角度分类

1.有参函数
函数有形参，可以是一个，或者多个，参数的类型随便
完全取决于函数的功能
int fun(int a,float b,double c)
{
}
int max(int x,int y)
{
}
2.无参函数
函数没有参数,在形参列表的位置写个 void 或什么都不写
int fun(void)
{
}
int fun()
{
}

3、从返回值角度分类

(1)带返回值的函数
在定义函数的时候，必须带着返回值类型，在函数体里，必须有 return
如果没有返回值类型，默认返回整型。

例 1：
char fun()//定义了一个返回字符数据的函数 
{ 
char b='a'; 
return b; 
} 

例 2： 
fun() 
{ 
return 1; 
} 

如果把函数的返回值类型省略了，默认返回整型
注：在定义函数的时候，函数的返回值类型，到底是什么类型的，取决于函数的功能。
(2).没返回值的函数
在定义函数的时候，函数名字前面加 void
void fun(形参表)
{
;
;
return ;
;
}
在函数里不需要 return
如果想结束函数，返回到被调用的地方， return ;什么都不返回就可以了

例 3： 
#include  
int max(int x,int y) 
{ 
  int z; 
  if(x>y) 
  z=x; 
  else 
  z=y; 
  return z; 
} 
void help(void) 
{ 
  printf("*********************\n");
  printf("********帮助信息*****\n"); 
  printf("*********************\n"); 
} 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
  int num; 
  help(); 
  num = max(10,10+5); 
  printf("num=%d\n",num); 
  return 0; 
}

3.3 函数的定义

什么叫做函数的定义呢？即函数的实现
1、函数的定义方法
返回值类型 函数名字(形参列表)
{
//函数体，函数的功能在函数体里实现
}

例 4： 
int max(int x, int y) 
{ 
  int z; 
  if(x>y) 
  	z=x; 
  else 
  	z=y; 
  return z; 
} 

注：形参必须带类型，而且以逗号分隔
函数的定义不能嵌套，即不能在一个函数体内定义另外一个函数，所有的函数的定义是平行的。

例 5： 
void fun(void) 
{ 
  ; 
  ;
  ; 
  void fun2(void) 
  { 
  	; 
  } 
} 
这个程序是错误的，不能再 fun 的函数体中，定义 fun2 函数。 

例 6： 
void fun(void) 
{ 
; 
; 
; 
} 
void fun2(void) 
{ 
; 
} 
//这个程序是正确的，fun 和 fun2 是平行结构 

注：在一个程序中，函数只能定义一次
给函数起名字的时候，尽量的见名知意，符合 c 语言的命名规则

3.4 函数的声明

1、概念

对已经定义的函数，进行说明
函数的声明可以声明多次。

2、为什么要声明

有些情况下，如果不对函数进行声明，编译器在编译的时候，可能不认识这个函数，
因为编译器在编译 c 程序的时候，从上往下编译的。

3、声明的方法

什么时候需要声明

1）主调函数和被调函数在同一个.c 文件中的时候

1] 被调函数在上，主调函数在下

例 7： 
void fun(void)
{ 
printf("hello world\n"); 
} 
int main() 
{ 
fun(); 
} 

这种情况下不需要声明
2] 被调函数在下，主调函数在上

例 8： 
int main() 
{ 
fun(); 
} 
void fun(void) 
{ 
printf("hello world\n"); 
} 

编译器从上往下编译，在 main 函数（主调函数），不认识 fun，需要声明
怎么声明 呢？
1] 直接声明法
将被调用的函数的第一行拷贝过去，后面加分号

例 9： 
void fun(void); 
int main() 
{ 
fun(); 
} 
void fun(void) 
{ 
printf("hello world\n"); 
} 

2] 间接声明法
将函数的声明放在头文件中，.c 程序包含头文件即可

例 10： 
a.c 
#include”a.h” 
int main()
{ 
fun(); 
} 
void fun(void) 
{ 
printf("hello world\n"); 
} 
a.h 
extern void fun(void); 

2）主调函数和被调函数不在同一个.c 文件中的时候

一定要声明
声明的方法：
直接声明法
将被调用的函数的第一行拷贝过去，后面加分号，前面加 extern
间接声明法
将函数的声明放在头文件中，.c 程序包含头文件即可

3.5 函数的调用

函数的调用方法
变量= 函数名(实参列表);//带返回值的
函数名(实参列表);//不带返回值的

1、有无返回值

1)有返回值的，根据返回值的类型，需要在主调函数中定义一个对应类型的变量，接返回值

例 11： 
int max(int x,int y)// x、y 形参，是个变量 
{ 
} 
int main() 
{ 
  int num;//需要定义一个 num 接收 max 函数的返回值 
  num=max(4,8);//4 和 8 就是实参 
} 

2)没有返回值的函数，不需要接收返回值。

例 12： 
void fun(void) 
{ 
	printf("hello world\n"); 
} 
int main() 
{ 
	fun(); 
} 

2、有无形参

函数名(实参列表);//带形参的
函数名();//没有形参的
注意：实参，可以常量，可以是变量，或者是表达式
形参是变量，是被调函数的局部变量。

3.6 函数总结

在定义函数的时候，关于函数的参数和返回值是什么情况，完全取决于函数的功能。
使用函数的好处？
1、定义一次，可以多次调用，减少代码的冗余度。
2、使咱们代码，模块化更好，方便调试程序，而且阅读方便

3.7 变量的存储类别

3.7.1 内存的分区：

1、内存：物理内存、虚拟内存
物理内存：实实在在存在的存储设备
虚拟内存：操作系统虚拟出来的内存。
操作系统会在物理内存和虚拟内存之间做映射。
在 32 位系统下，每个进程的寻址范围是 4G,0x00 00 00 00 ~0xff ff ff ff
在写应用程序的，咱们看到的都是虚拟地址。
2、在运行程序的时候，操作系统会将 虚拟内存进行分区。
1).堆
在动态申请内存的时候，在堆里开辟内存。
2).栈
主要存放局部变量。
3).静态全局区
1：未初始化的静态全局区
静态变量（定义变量的时候，前面加 static 修饰），或全局变量 ，没有初始化的，存在此区
2：初始化的静态全局区
全局变量、静态变量，赋过初值的，存放在此区
4).代码区
存放咱们的程序代码
5).文字常量区
存放常量的。

3.7.2 普通的全局变量

概念：
在函数外部定义的变量
int num=100;//num 就是一个全局变量
int main()
{
return 0;
}
作用范围：
全局变量的作用范围，是程序的所有地方。
只不过用之前需要声明。声明方法 extern int num;
注意声明的时候，不要赋值。
生命周期：
程序运行的整个过程，一直存在，直到程序结束。
注意：定义普通的全局变量的时候，如果不赋初值，它的值默认为 0

3.7.3 静态全局变量 static

概念：
定义全局变量的时候，前面用 static 修饰。
static int num=100;//num 就是一个静态全局变量
int main()
{
return 0;
}
作用范围：
static 限定了静态全局变量的作用范围
只能在它定义的.c（源文件）中有效
生命周期：
在程序的整个运行过程中，一直存在。
注意：定义静态全局变量的时候，如果不赋初值，它的值默认为 0

3.7.4 普通的局部变量

概念：
在函数内部定义的，或者复合语句中定义的变量
int main()
{
int num;//局部变量
{
int a;//局部变量
}
}
作用范围：
在函数中定义的变量，在函数中有效
在复合语句中定义的，在复合语句中有效。
生命周期：
在函数调用之前，局部变量不占用空间，调用函数的时候，
才为局部变量开辟空间，函数结束了，局部变量就释放了。
在复合语句中定义的亦如此。

#include 
void fun() 
{ 
int num=3; 
num++; 
printf("num=%d\n",num); 
} 
int main()
{ 
fun(); 
fun(); 
fun(); 
return 0; 
} 

3.7.5 静态的局部变量

概念：
定义局部变量的时候，前面加 static 修饰
作用范围：
在它定义的函数或复合语句中有效。
生命周期：
第一次调用函数的时候，开辟空间赋值，函数结束后，不释放，
以后再调用函数的时候，就不再为其开辟空间，也不赋初值，
用的是以前的那个变量。

void fun() 
{ 
  static int num=3; 
  num++; 
  printf("num=%d\n",num); 
} 
int main() 
{ 
  fun(); 
  fun(); 
  fun(); 
} 

注意：
1：
定义普通局部变量，如果不赋初值，它的值是随机的。
定义静态局部变量，如果不赋初值，它的值是 0
2：普通全局变量，和静态全局变量如果不赋初值，它的值为 0

3.7.6 外部函数

咱们定义的普通函数，都是外部函数。
即函数可以在程序的任何一个文件中调用。

3.7.7 内部函数

在定义函数的时候，返回值类型前面加 static 修饰。这样的函数
被称为内部函数。
static 限定了函数的作用范围，在定义的.c 中有效。

内部函数和外部函数的区别：
外部函数，在所有地方都可以调用，
内部函数，只能在所定义的.c 中的函数调用。
扩展：
在同一作用范围内，不允许变量重名。
作用范围不同的可以重名。
局部范围内，重名的全局变量不起作用。（就近原则）

int num = 100; //全局变量 
int main() 
{ 
  //如果出现可以重名的情况，使用的时候满足向上就近原则 
  int num = 999; //局部变量 
  return 0; 
}