函数（1）

1. 函数是什么？

数学中我们常见到函数的概念。但是你了解C语言中的函数吗？
维基百科中对函数的定义：子程序
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。

2. C语言中函数的分类：

1. 库函数
2. 自定义函数

2.1库函数

为什么会有库函数？
1. 我们知道在我们学习C语言编程的时候，总是在一个代码编写完成之后迫不及待的想知道结果，想把这个结果打印到我们的屏幕上看看。这个时候我们会频繁的使用一个功能：将信息按照一定格式打印到屏幕上（printf）。2. 在编程的过程中我们会频繁的做一些字符串的拷贝工作（strcpy）3在编程是我们也计算，总是会计算n的k次方这样的运算（pow）。
像上面我们描述的基础功能，它们不是业务性的代码。我们在开发的过程中每个程序员都可能用的到，为了支持可移植性和提高程序的效率，所以C语言的基础库中提供了一系列类似的库函数，程序员进行软件开发。那怎么学习库函数呢？
这里我们简单的看看：www.cplusplus.com

 简单的总结，C语言常用的库函数都有：
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
其他库函数                                。

2.1.1 如何学会使用库函数？

需要全部记住吗？No
需要学会查询工具的使用：
MSDN(Microsoft Developer Network)
www.cplusplus.com
http://en.cppreference.com（英文版）
http://zh.cppreference.com（中文版）
英文很重要。最起码得看懂文献。

使用库函数必须包含相应的头文件。

2.2 自定义函数

如果库函数能干所有的事情，那还要程序员干什么？
所有更加重要的是自定义函数。
自定义函数和库函数一样，有函数名，返回值类型和函数参数。
但是不一样的是这些都是我们自己来设计。这给程序员一个很大的发挥空间。
函数的组成：

我们举一个例子：
写一个函数可以找出两个整数中的最大值。

这个函数肯定要有一个返回值，并且是int类型，参数肯定是两个int类型的整形变量，函数名自己定义，那么函数体我们就能够轻易写出来了。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int get_max(int x, int y)
{
	//函数体
	if (x > y)  
		return x;
	else     
		return y;
}
int main()
{
	int num1 = 0;
	int num2 = 0;
	scanf("%d %d", &num1, &num2);
	printf("%d\n", get_max(num1, num2));
	return 0;
}

再举个例子：
写一个函数可以交换两个整形变量的内容。

我们交换两个值是不需要返回值的，所以返回值为void，交换两个变量我们需要创建一个临时变量来存储它们的值。但是为什么Swap1没有效果呢？因为这个函数没有返回值，函数里面的交换是不会在main函数里面实现的。main函数传递的是实参，Swap函数里面的的参数是形参，形参是实参的一份临时拷贝，对形参的修改，不会改变实参。所以只有当我们把实参的地址传递给形参，并且形参用指针来接受才能达到效果。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
//实现成函数，但是不能完成任务
void Swap1(int x, int y)
{
	int tmp = 0;
	tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;
}
//正确的版本
void Swap2(int* px, int* py)
{
	int tmp = 0;
	tmp = *px;
	*px = *py;
	*py = tmp;
}
int main()
{
	int num1 = 1;
	int num2 = 2;
	Swap1(num1, num2);
	printf("Swap1::num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
	Swap2(&num1, &num2);
	printf("Swap2::num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
	return 0;
}

 3. 函数的参数

3.1 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。

3.2 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。

上面 Swap1 和 Swap2 函数中的参数 x，y，px，py 都是形式参数。在main函数中传给 Swap1 的 num1 ，num2 和传给 Swap2 函数的 &num1 ， &num2 是实际参数。
这里我们对函数的实参和形参进行分析：

 实参num1和num2，形参x，y使用的不是同一空间。

 代码对应的内存分配如下：

这里可以看到 Swap1 函数在调用的时候， x ， y 拥有自己的空间，同时拥有了和实参一模一样的内容。
所以我们可以简单的认为：形参实例化之后其实相当于实参的一份临时拷贝。

4. 函数的调用：

4.1 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。

4.2 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。

4.3 练习

1. 写一个函数可以判断一个数是不是素数。

首先我们遍历100-200之间的数，写一个函数判断这个数是不是素数，如果是素数，就打印这个数字，并且次数count++，接着我们在is_prime里面实现，这里我们用到bool函数，包含头文件stdbool.h.如果是素数返回true，不是则返回false，参数类型为int，拿2~sqrt(n)之间数字试除，就可以实现了。这里我们用到传值调用即可，因为我们只需要判断这个数是不是素数。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#include
//是素数返回1
//不是素数返回0

//C语言中有一个布尔类型
//C99 中引入的
//_Bool 类型的变量只有2种取值，true和false

bool is_prime(int n)
{
	//拿2~sqrt(n)之间数字试除
	int j = 0;
	for (j = 2; j <= sqrt(n); j++)
	{
		if (n % j == 0)
			return false;
	}
	return true;//是素数
}

int main()
{
	//打印100~200之间的素数
	int i = 0;
	int count = 0;
	for (i = 101; i <= 200; i+=2)
	{
		//判断i是否是素数？
		if (is_prime(i))
		{
			count++;
			printf("%d ", i);
		}
	}
	printf("\ncount = %d\n", count);
	return 0;
}

2. 写一个函数判断一年是不是闰年。

打印1000~2000年之间的闰年，使用闰年判断函数。

这里我们还是在main函数里面遍历1000~2000年，用is_leap_year来判断是否是闰年。也是用到bool函数，如果是闰年则返回ture，接下来就是我们熟悉的判断闰年的规则了。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#include
bool is_leap_year(int y)
{
	if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
		return true;
	else
		return false;
}
int main()
{
	int y = 0;
	int count = 0;
	for (y = 1000; y <= 2000; y++)
	{
		//判断y是否是闰年
		if (is_leap_year(y))
		{
			count++;
			printf("%d ", y);
		}
	}
	printf("\ncount = %d\n", count);

	return 0;
}

3. 写一个函数，实现一个整形有序数组的二分查找。

这里我们传参数组arr，查找的数字k，元素个数sz。返回类型为int，接下来我们用二分查找即可，如果找到了就返回这个数，找不到就返回-1。求两个数的平均值用(left+right)/2有时候是不可靠的，如果left和right都非常大，left+right就会超出整形的最大值，就会溢出。所以我们用left+(right-left)/2，画张图让大家理解一下。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int binary_search(int arr[], int k, int sz)
{
	int left = 0;
	int right = sz - 1;

	while (left<=right)
	{
		//int mid = (left + right) / 2;
		int mid = left + (right - left) / 2;

		if (arr[mid] < k)
		{
			left = mid + 1;
		}
		else if (arr[mid] > k)
		{
			right = mid - 1;
		}
		else
		{
			return mid;
		}
	}
	return -1;
}

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int k = 0;
	scanf("%d", &k);
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int ret = binary_search(arr, k, sz);
	if (ret == -1)
	{
		printf("找不到\n");
	}
	else
	{
		printf("找到了，下标是：%d\n", ret);
	}
	return 0;
}

4. 写一个函数，每调用一次这个函数，就会将 num 的值增加1。

这里我们用到传址调用，每次+1即可。

void Add(int* p)
{
	*p = *p + 1;
}
int main()
{
	int num = 0;
	Add(&num);
	printf("%d\n", num);
	Add(&num);
	printf("%d\n", num);
	Add(&num);
	printf("%d\n", num);

	return 0;
}

5. 函数的嵌套调用和链式访问

函数和函数之间可以根据实际的需求进行组合的，也就是互相调用的。

5.1 嵌套调用

#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;
}

函数可以嵌套调用，但是不能嵌套定义。每个函数都是互相独立的，不能嵌套定义。

5.2 链式访问

把一个函数的返回值作为另外一个函数的参数。这里我们把strcpy的返回值作为strlen的参数，又把strlen的返回值作为printf的参数，这就是链式访问。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	char arr1[20] = {0};//abc\0.....
	char arr2[] = "abc";

	printf("%d\n", strlen(strcpy(arr1, arr2)));//链式访问

	return 0;
}

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这篇文章到这里就结束啦！感谢烙铁们的阅读，下篇我们我们将详细的讲解函数递归与迭代，让我们下期再见。