从零开始探索C语言（五）----函数和作用域
文章目录
- 1. 函数
-
- 1.1 函数定义
- 1.2 函数声明
- 1.3 函数调用
-
- 1.3.1 传值调用
- 1.3.2 引用调用
- 2. 作用域
-
- 2.1 局部变量
- 2.2 全局变量
- 2.3 形式参数
1. 函数
函数是一组一起执行一个任务的语句。每个 C 程序都至少有一个函数，即主函数 main() ，所有简单的程序都可以定义其他额外的函数。
函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型和参数。函数定义提供了函数的实际主体。
C 标准库提供了大量的程序可以调用的内置函数。例如，函数 strcat() 用来连接两个字符串，函数 memcpy() 用来复制内存到另一个位置。
函数还有很多叫法，比如方法、子例程或程序，等等。
1.1 函数定义
C 语言中的函数定义的一般形式如下：
return_type function_name( parameter list )
{
body of the function
}
在 C 语言中，函数由一个函数头和一个函数主体组成。下面列出一个函数的所有组成部分：
返回类型：一个函数可以返回一个值。return_type 是函数返回的值的数据类型。有些函数执行所需的操作而不返回值，在这种情况下，return_type 是关键字 void。
函数名称：这是函数的实际名称。函数名和参数列表一起构成了函数签名。
参数：参数就像是占位符。当函数被调用时，您向参数传递一个值，这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的，也就是说，函数可能不包含参数。
函数主体：函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。
以下是 max() 函数的源代码，该函数有两个参数 num1 和 num2，会返回这两个数中较大的那个数：
/* 函数返回两个数中较大的那个数 */
int max(int num1, int num2)
{
/* 局部变量声明 */
int result;
if (num1 > num2) {
result = num1;
} else {
result = num2;
}
return result;
}
1.2 函数声明
函数声明会告诉编译器函数名称及如何调用函数，函数的实际主体可以单独定义。
函数声明包括以下几个部分：
return_type function_name( parameter list );
针对上面定义的函数 max()，以下是函数声明：
int max(int num1, int num2);
在函数声明中，参数的名称并不重要，只有参数的类型是必需的，因此下面也是有效的声明：
int max(int, int);
当在一个源文件中定义函数且在另一个文件中调用函数时，函数声明是必需的。在这种情况下，应该在调用函数的文件顶部声明函数。
1.3 函数调用
创建 C 函数时，会定义函数做什么，然后通过调用函数来完成已定义的任务。
当程序调用函数时，程序控制权会转移给被调用的函数。被调用的函数执行已定义的任务，当函数的返回语句被执行时，或到达函数的结束括号时，会把程序控制权交还给主程序。
调用函数时，传递所需参数，如果函数返回一个值，则可以存储返回值。例如：
#include 把 max() 函数和 main() 函数放一块，编译源代码。当运行最后的可执行文件时，会产生下列结果：
Max value is : 200
如果函数要使用参数，则必须声明接受参数值的变量，这些变量称为函数的形式参数。
形式参数就像函数内的其他局部变量，在进入函数时被创建，退出函数时被销毁。
当调用函数时，有两种向函数传递参数的方式：
1.3.1 传值调用
向函数传递参数的传值调用方法，把参数的实际值复制给函数的形式参数。在这种情况下，修改函数内的形式参数不会影响实际参数。
默认情况下，C 语言使用传值调用方法来传递参数。一般来说，这意味着函数内的代码不会改变用于调用函数的实际参数。函数 swap() 定义如下：
/* 函数定义 */
void swap(int x, int y)
{
int temp;
temp = x; /* 保存 x 的值 */
x = y; /* 把 y 赋值给 x */
y = temp; /* 把 temp 赋值给 y */
return;
}
现在，让我们通过传递实际参数来调用函数 swap()：
#include 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
可以看到虽然引用了swap交换，修改了函数内的形式参数但是并没有影响实际参数。
1.3.2 引用调用
通过引用传递方式，形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于对实参本身进行的操作。
传递指针可以让多个函数访问指针所引用的对象，而不用把对象声明为全局可访问。
/* 函数定义 */
void swap(int *x, int *y)
{
int temp;
temp = *x; /* 保存地址 x 的值 */
*x = *y; /* 把 y 赋值给 x */
*y = temp; /* 把 temp 赋值给 y */
return;
}
现在，让我们通过引用传值来调用函数 swap()：
实例
#include 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
可以看到通过引用传递方式，形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于对实参本身进行的操作。
2. 作用域
任何一种编程中，作用域是程序中定义的变量所存在的区域，超过该区域变量就不能被访问。C 语言中有三个地方可以声明变量：
- 在函数或块内部的局部变量
- 在所有函数外部的全局变量
- 在形式参数的函数参数定义中
2.1 局部变量
在某个函数或块的内部声明的变量称为局部变量。它们只能被该函数或该代码块内部的语句使用。局部变量在函数外部是不可知的。下面是使用局部变量的实例。在这里，所有的变量 a、b 和 c 是 main() 函数的局部变量。
实例
#include 
2.2 全局变量
全局变量是定义在函数外部，通常是在程序的顶部。全局变量在整个程序生命周期内都是有效的，在任意的函数内部能访问全局变量。
全局变量可以被任何函数访问。也就是说，全局变量在声明后整个程序中都是可用的。下面是使用全局变量和局部变量的实例：
实例
#include 
在程序中，局部变量和全局变量的名称可以相同，但是在函数内，如果两个名字相同，会使用局部变量值，全局变量不会被使用。下面是一个实例：
在程序中，局部变量和全局变量的
实例
#include 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
value of g = 10
2.3 形式参数
函数的参数，形式参数，被当作该函数内的局部变量，如果与全局变量同名它们会优先使用。
下面是一个实例：
#include 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
全局变量与局部变量在内存中的区别：
全局变量保存在内存的全局存储区中，占用静态的存储单元；
局部变量保存在栈中，只有在所在函数被调用时才动态地为变量分配存储单元。
当局部变量被定义时，系统不会对其初始化，必须自行对其初始化。
定义全局变量时，系统会自动对其初始化，如下所示：
数据类型 初始化默认值
int 0
char '\0'
float 0
double 0
pointer NULL
正确地初始化变量是一个良好的编程习惯，否则有时候程序可能会产生意想不到的结果，因为未初始化的变量会导致一些在内存位置中已经可用的垃圾值。