C语言中的函数（重点介绍自定义函数）

C语言中的函数分为库函数和自定义函数，本篇重点介绍自定义函数中的函数调用

函数由一个或多个语句块组成，负责完成某项特定任务， 相较于其他代码，具有相对的独立性，一般会有返回值和输入参数，提供对过程的封装和细节的隐藏

一、 库函数

在C语言的编程中会频繁的用到一些功能如：

• 格式化输入输出函数 scanf ，printf
• 字符串拷贝函数 strcpy

为了支持程序的可移植性和开发的效率，C语言的基础库提供了一系列的库函数，但是库函数的具体实现是由编译器实现的

C语言中常用的库函数有：

• 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

当想要了解库函数的细节时可以参考以下网站
cplusplus.com
cppreference.com

注意：使用库函数必须用#include包含对应的头文件

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二、 自定义函数

1. 函数的声明和定义

函数的组成：
ret_type fun_name(paral, ...)	//函数首部
{
	statement	//语句项
}

ret_type： 返回值类型
fun_name：函数名 （符合标识符命名规则）
paral： 函数参数（0个或多个）

（1） 函数的声明

函数的首部加上一个分号，代表函数的声明，如：

void fun1();
int fun2(int, char);
int fun3(int x, int y);

• 在函数的声明中，函数的参数名可以省略
  函数的声明是告诉编译器函数的函数名、函数的参数个数及参数的类型和函数的返回类型是什么，但是函数具体是否存在是不能确定的
• 函数需要满足先声明后使用
  当函数定义在函数使用之后，需要在函数使用之前加上函数的声明
  如果函数定义在函数使用之前，便不需要

（2） 函数的定义

函数的定义是指函数的具体实现，交代函数的功能实现

列如：实现一个函数求两个整数的最大值

int max(int x, int y)	//函数首部
{
	return x > y ? x : y;
}

当返回类型为 void 时，函数中允许使用 return

2. 函数的调用

（1）函数传参

• 实参：函数实际传递的参数，可以是常量，变量，表达式，函数等
  无论实参是何种类型的值，在进行函数调用时，都必须有确定的值，以便把这些值传递给形参

• 形参：用来接收函数传递的参数
  形参只有在函数调用时才分配内存空间，当函数调用结束之后，形参的内存空间便自动销毁了，形参只在函数中有效

因此函数的形参变量名可以和实参变量名一样

函数调用传递参数有两种方法，传值调用和传址调用

例如：用函数实现两个整数的交换

1. 传值调用

此函数不能完成两个数的交换
函数的形参和函数的实参并未占用同一块内存空间，在函数中改变了形式参数，并不能影响到实参

2. 传址调用

函数的形参和函数的实参虽然不是占用同一块内存空间，但是形参接收的是实参变量的地址，通过对指针的解引用，便可以改变实参

在函数的调用中实参和形参所占用的并不是同一块内存空间，改变形参并不能改变实参，但是形参的内容和实参相同，

• 在传值调用中不能通过形参改变实参，
• 传址调用中形参接收的是变量的地址，相当于将实参变量和函数建立了联系，此时改变解引用后的形参可以改变实参

练习：写一个函数每调用一次这个函数，就会将 num 的值加 1

int main()
{
	int num = 0;
	//调用函数，使得 num 加 1
	return 0;
}

传值调用

#include

int add_one(int num)
{
	return num + 1;
}

int main()
{
	int num = 0;

	num = add_one(num);		//调用函数，使得 num 加 1
	num = add_one(num);
	num = add_one(num);

	printf("%d\n", num);
	return 0;
}

传址调用

#include

void add_one(int* num)
{
	*num += 1;
}

int main()
{
	int num = 0;

	add_one(&num);		//调用函数，使得 num 加 1
	add_one(&num);
	add_one(&num);

	printf("%d\n", num);
	return 0;
}

（2） 不同函数之间的调用

#include

void new_line()
{
	printf("haha"\n);
}

void three_line()
{
	int i = 0;
	for(i = 0; i < 3; i++)
	{
		new_line();
	}
}
int main()
{
	three_line();

	return 0;
}

在该程序中 main 函数 调用 three_line 函数 three_line 函数调用 new_line 函数

（3）函数直接或间接调用自身 - 函数递归

一个大型复杂的问题，可以层层转化为一个与原问题相似且规模较小的问题时，可以考虑采用递归

一个函数直接或间接调用自身就被称为函数递归
递归只需要少量的代码便可以描述出解题过程中的多次重复计算，大大的减少了程序的代码量

在使用函数递归时为了避免死递归导致栈溢出，需要满足两个条件

• 设置一个条件，条件满足时，递归不再进行
• 在递归的过程中条件越来越接近递归退出的条件

例题：输入一个正整数，按照顺序打印他的每一位，输出的数之间以空格隔开
列如：
输入 123
输出 1 2 3 ；输出数字的每一位之间，以空格隔开

//对于一个正整数 n，n % 10 可以很容易的得到 n 的最后一位
//打印 123 的每一位可以转化为打印 12 的每一位后打印 3 空格
//打印 12 的每一位可以转化为打印 1 的每一位后，打印 2 空格
//此时只剩下 1 位数字，便可以直接打印，函数不必继续转化

void print(int n)
{
	if (n > 9)
		print(n / 10);		//每次调用 n 减少一位
							//越来越接近函数递归退出的条件
							
	//只有当 前 n - 1 位打印完后，才会执行
	printf("%d ", n % 10);
}

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);

	//使用函数递归来解决
	print(n);

	return 0;
}

函数执行过程：

（4）函数的链式访问

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：

#include
#include

int main()
{
	char str[] = "abcdef";
	
	//strlen 求字符串长度是  头文件中的库函数
	printf("%d\n", strlen(str));	
	return 0;
}

练习：程序输出什么

#include

int main()
{
	//了解 printf 函数的返回值就迎刃而解
	printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));

	return 0;
}

printf 函数的返回值为打印字符的个数，程序输出4321

自定义函数给编程带来了极大的发展空间，结合函数调用，可以实现许多功能