C语言 函数

目录

一、函数是什么

什么是模块化程序设计的思路？

二、C语言中函数的分类 

三、函数的定义

四、函数的调用

五、函数的声明和定义

六、函数的嵌套调用

七、函数的递归 

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前言：我们为什么要使用函数？如果我们编写的程序的功能比较多，规模比较大，把所有的程序代码都写在一个主函数(main函数)中，就会使主函数变得庞杂、头绪不清，使读者和维护程序变得困难。此外，程序要多次实习一个功能，就需要多次重复编写实现此功能的程序代码，这使代码冗长、不精炼。所以我们要学习函数，精简代码，提高可读性。

一、函数是什么

函数的概念：“函数”是从 英文function翻译过来的，function在英文中的意思既是“函数”，也是“功能”。从本质意义上来说，函数就是用来完成一定的功能的，所谓函数名就是就是给该功能起一个名字。

注意：函数就是功能，每一个函数用来实现一种特定的功能。函数的名字反应其代表的功能。

说明：所有函数都是平行的，即在定义函数时是分别进行的 ，是互相独立的。一个函数并不属于另一个函数，即函数不能嵌套定义。函数间可以互相调用，但不能调用main函数。main函数是被操作系统调用的。

什么是模块化程序设计的思路？

设计一个较大的程序时，往往把它分为若干个程序模块，每一个模块包括一个或多个函数，每个函数实现特定的功能。如同组装一台计算机，事先生产好各种部件，在最后组装计算机时，用到什么直接从仓库拿什么，而不是在用到主板的时候临时在生产一个人主板。这就是模块化程序设计的思路。

 在C程序中可由一个主函数和若干个其他函数构成，由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用，同一个函数可以被一个或多个函数任意调用多次。

二、C语言中函数的分类 

1.从使用的角度分为两类

• 库函数              它是由系统提供的，用户不必自己定义，可以直接使用
• 自定义函数       用户自己定义的函数

2.从函数的形式分为两类

• 无参函数      在调用无参函数时，主调函数不向被调函数传递数据。无参函数可以带回或不带回函数值，但一般以不带回函数值居多。
• 有参函数      

三、函数的定义

定义函数包括：

• 函数名
• 函数的类型，即函数返回值的类型
• 函数的参数的名字和类型
• 语句项，即函数功能的实现

int max(int x , int y)
{
    return ( x > y ? x : y);   //语句项
}
//int      返回类型
//max      函数名
//int x    函数参数

 函数的参数： 

实际参数(实参)

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(形参)

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。

实参和形参间的数据传递：

在函数调用的过程中，系统会把实参的值传递给被调用函数的形参。该值在函数调用期间有效，可以参加函数的运算。 

注意：实参向形参的数据传递是“值传递”，单向传递，只能由实参传递给形参，而不能由形参传递给实参。实参和形参在内存中占有不同的储存单元，实参无法得到形参的值。

 例：写一个函数可以交换两个整形变量的内容

//可以实现，但不能完成任务
#include 
void Swap(int x,int y)
{
	int tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;
}

int main()
{
	int num1 = 0;
	int num2 = 0;
	scanf("%d%d", &a, &b);
	printf("a=%d b=%d\n", num1, num2);
	Swap(a, b);
	printf("a=%d b=%d\n", num1, num2);
	return 0;
}

//正确的版本
#include 
void Swap(int* px,int* py)
{
	int tmp = *px;
	*px = *py;
	*py = tmp;
}

int main()
{
	int num1 = 0;
	int num2 = 0;
	scanf("%d%d", &a, &b);
	printf("a=%d b=%d\n", num1, num2);
	Swap(&a, &b);
	printf("a=%d b=%d\n", num1, num2);
	return 0;
}

 

 这时我们会有疑问，明明差别不大的两段代码，为什么第一个不能实现功能呢

我们对第一段代码进行调试，发现 num1,num2和x，y的地址不相同，因为实参和形参在内存中占有不同的储存单元，实参无法得到形参的值，Swap只是交换了x和y的值，，并没有改变num1和num2的值。(函数内部无法改变函数外部的值)也就是形参的值发生改变，不会改变主调函数的实参的值

当我们使用第二种，将地址传给函数，实参和形参的地址就相同了，解引用就可以找到num1，num2，然后交换两数。

四、函数的调用

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。

函数调用的过程：

1.在定义函数中指定的形参，再未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元。在发生函数调用时，函数的形参才被临时分配内存单元。

2.将形参传递给实参

 3.在执行get_max函数期间，形参已经有值，就可以利用形参进行有关的运算

4.通过return函数将函数值带回主调函数。     例：将表达式的值返回get_max

 5.调用结束，形参单元被释放，注意：实参单元仍保留并维持原值，没有改变。执行一个被调函数，形参的值发生改变，不会改变主调函数实参的值。(传值调用)

五、函数的声明和定义

一个函数调用另一个函数需要满足的条件：

1. 被调用的函数必须是已经定义的函数(是库函数或用户自己定义的函数)。
2. 如果使用库函数，应该在本文件开头用#include指令将调用有关库函数时所需用的信息“包含”到文件中。例如：stdio.h就是输入输出函数的声明。
3. 如果使用用户自己定义的函数，而该函数的位置在调用它的函数(即主调函数)的后面(在同一文件中)，应该在主调函数中对调用的函数进行声明。

​​​​​​​声明的作用是把函数名、函数参数的个数和参数的类型等信息通知编译系统，以便在遇到函数调用时，编译系统能正确识别函数并检查调用是否合法。

#include 
int Add(int x, int y);

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d%d", &a, &b);
	int c = Add(a, b);
	printf("%d\n", c);
	return 0;
}

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

从程序中可以看到：main函数的位置在Add函数的前面，而程序进行编译时是从上到下逐行进行的，如果没有对函数Add的声明，当编译到程序第10行时，编译系统无法确定Add是不是函数名，也无法判断实参的类型和个数是否正确，因此无法进行正确性的检查。

读者可以发现，函数的声明和函数的定义中第一行基本是相同的，只差一个分号。因此写函数声明时，可以简单地照写已定义的函数的首行，再加一个分号就是函数的声明。

为什么用函数的首部来做函数的声明？

这是为了便于对函数调用的合法性进行检查。因为函数的首部包含了检查调用函数是否合法的基本信息(包含了函数名、函数值类型、参数个数、参数类型和参数顺序)，在检查函数调用时要求函数名、函数类型、参数个数和参数顺序必须与函数声明一致，实参类型必须与函数声明中形参类型相同。否则就按出错处理。

说明：使用函数原型做声明是C的一个重要特征。用函数原型做声明，能减少编写程序时出现的错误。在函数声明中的形参名可以省略，只写形参的类型。例：int Add(int ，int)

注意：对函数的“定义”和“声明”不是同一回事。函数的定义是指对函数功能的确立，它是一个完整、独立的函数单位。而函数声明的作用是把函数名、函数类型以及形参的类型、个数和顺序通知编译系统，以便在调用时进行检查，它不包含函数体。

六、函数的嵌套调用

C语言的函数定义是相互平行、独立的，也就是说，在定义函数是，一个函数内不能在定义另一个函数，即不能嵌套定义，但可以嵌套调用，即在调用一个函数的过程中，又调用另一个函数。

#include 
void new_line()
{
 printf("hehe\n");
}
void three_line()
{
    int i = 0;
 for(i=0; i<3; i++)
   {
        new_line();
   }
}
int main()
{
 three_line();
 return 0;
}

七、函数的递归 

在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用该函数本身，成为函数的递归调用

递归的两个必要条件：

• 存在限制条件，当满足这个限制条件的时候，递归便不再继续。
• 每次递归调用之后越来越接近这个限制条件。

接受一个整型值（无符号），按照顺序打印它的每一位。

例如： 输入：1234，输出 1 2 3 4

include 

void print(int x)
{
 if(x>9)
 {
     print(x/10);
 }
 printf("%d ", x%10);
}

int main()
{
     int n = 1234;
     scanf("%d",&n);
     print(n);
     return 0;
}

print(1234)    //负责把1234的每一位打印到屏幕上
//我们可以将它拆分为
print(123)    4
print(12)     3
print(1)      2

我们要加入if判断，否则会无终止的调用，死递归。

有关函数的知识就分享到这里，希望大家阅读后可以有所收获，大家也可以提出建议，感谢大家的支持和鼓励。