【C语言】用函数实现模块化程序设计

前言：如果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，使阅读和维护程序变得困难。此外，有时程序中要多次实现某一功能，如果重新编写实现此功能就会使得程序冗长、不精炼。

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怎样定义函数

为什么要定义函数

C语言要求，在程序中所用到的所有函数，必须“先定义，后使用”。例如max函数去求两个数的较大者，必须事先先按规范对它进行定义，指定它的名字、函数返回值类型、函数实现的功能以及参数的个数与类型，将这些信息通知编译系统。这样，在程序执行max时，编译系统就会按照定义时所指定的功能执行。如果事先不定义，编译系统怎么能知道max是什么、要实现什么功能。

定义函数应包括以下几个内容：

1. 指定函数的名字，以便以后按名调用
2. 指定函数的类型，即函数的返回值类型
3. 指定函数的参数的名字和类型，以便在调用函数时向它们传递数据。对无参函数不需要这项。
4. 指定函数应当完成什么操作，也就是函数是做什么的，即函数的功能。这是最重要的，是在函数体中解决的。

定义函数的方法：

1. 定义无参函数

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注：函数名后面括号内的void表示"空",即函数没有参数。
函数体内包括声明部分和语句部分。

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2. 定义有参函数
   类型名 函数名()
   {
   函数体
   }
   函数体包括声明部分和语句部分
   
   或
   类型名 函数名（void）
   {
   函数体
   }
   

以下定义的max函数是有参函数：

int max(int x,int y)
{
	int z;    //声明部分
	z = x > y? x:y;
	return z;

类型名 函数名(形式参数列表)
{
函数体
}
函数体包含声明部分和语句部分

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3. 定义空函数

void dummy()  //类型名:void，函数名:dummy
{}

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调用函数

函数调用的形式

函数调用一般形式为:
函数名(实参列表)

1. 函数调用语句
   把函数调用单数作为一个语句。例如:

void print()
{
	printf("***********\n");
}
int main()
{
	print();//此时函数不带回任何值
	return 0;
}

2. 函数表达式
   函数调用出现在另一个表达式中，例如c=max(a,b); max(a,b) 是一次函数调用，它是赋值表达式的一部分。这时函数带回一个确定的值以参加运算。例如：

c = max(a,b);//将a和b中的较大值赋给c值

3.函数参数
函数调用作为另一个函数调用时的实参。例如：

m = max(a,max(b,c));//将b,c中的较大值与a比较，在将他们的最大值赋值给m

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函数调用时的数据传递

1.形式参数和实际参数
在调用有参函数时，主调函数和被调用函数之间有数据传递关系。从前面已知：在定义函数时函数名后面括号中的变量名称为"形式参数"(简称形参)或"虚拟参数"。在主函数中调用一个函数时，函数名后面括号中的参数称为"实际参数"(简称实参)。实际参数可以是常量、变量或表达式。
2. 实际参数和形参间的数据传递
在调用函数的过程中，系统会把实参的值传递给被调用函数的形参。或者说，形参从实参得到了一个值。该值在函数调用期间有效，可以参加该函数的运算。

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例题：输入两个整数，要求输出其中值较大者。要求用函数来找到大数。

int Max(int x, int y)
{
	return x > y ? x : y;
}
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	int ret = Max(a, b);
	printf("max = %d\n", ret);
	return 0;
}

运行结果：

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函数调用的过程

1. 在定义函数中指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元。在发生函数调用时，函数max的形参才被临时分配内存单元。可以通俗的理解成，形参是对实参的一份临时拷贝。
2. 将实参的值传递给对应的形参。
3. 在执行max函数期间，由于形参已经有值，就可以利用形参进行有关的运算。
4. 通过return语句将函数值带回主调函数。且应当注意返回值的类型与函数类型一致。如果函数不需要返回值，则不需要return语句。这时函数的类型定义为void类型。
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。

函数的返回值

通常，希望通过函数调用使用主调函数能得到一个确定的值，这就是函数值(函数的返回值)。

1. 函数的返回值是通过函数中的return语句获得的。
2. 函数值的类型。既然函数有返回值，这个值当然应属于某一个确定的类型，应当在定义函数时指定函数值的类型。
3. 在定义函数时指定的函数类型一般应该和return语句中的表达式一致。

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习题练习

例题1：写两个函数分别求两个整数的最大公约数和最小公倍数，用主函数调用这两个函数并输出结果。

int common_divisor(int x, int y)
{
	int max = x > y ? x : y;
	int min = x < y ? x : y;
	while (min)
	{
		if (x % min  == 0 && y % min == 0)//将它们两个数的较小的数往下除
		{
			return min;
		}
		min--;
	}
}
int common_multiple(int x, int y)
{
	int n = 1;
	while (n * x % y != 0)//最小公倍数一定是他们两个的倍数
	{
		n++;
	}
	return n * x;
}
int main()
{
	int num1 = 0;
	int num2 = 0;
	scanf_s("%d %d", &num1, &num2);
	int divisor = common_divisor(num1, num2);//最大公约数
	int multiple = common_multiple(num1, num2);//最小公倍数
	printf("divisor = %d multiple = %d\n", divisor,multiple);
	return 0;
}

运行结果：

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例题2：写一个判素数的函数，在主函数输入一个整数，输出是否为素数的信息。

void prime_number(int x)//素数只有1和它本身能被整除
{
	int flag = 0;
	int i = 0;
	if (x == 1)//如果该数是1就直接返回素数
	{
		printf("是素数\n");
	}
	else if (x == 0)//是0就返回不是
	{
		printf("不是素数\n");
	}
	else
	{
		for (i = 2; i < x; i++)//从2开始到它本身看是否有能被整除的数
		{
			if (x % i == 0)
			{
				flag = 1;
				break;
			}
		}
		if (flag)
		{
			printf("不是素数\n");
		}
		else
		{
			printf("是素数\n");
		}
	}
}
int main()
{
	int n = 0;
	scanf_s("%d", &n);
	prime_number(n);
	return 0;
}

运行结果:

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例题3：写一个函数，使输入的一个字符串按反序存放，在主函数中输入和输出字符串。

void reverse_arr(char* str, int len)//逆序字符串
{
	char* left = str;//保存左边的地址
	char* right = str + len - 1;//保存右边的地址
	while (left < right)//两两进行交换
	{
		char tmp = *left;
		*left = *right;
		*right = tmp;
		left++;
		right--;
	}
}
int main()
{
	char arr[100] = { 0 };
	gets(arr);
	printf("initial:%s\n", arr);
	int len = strlen(arr);
	reverse_arr(arr,len);
	int i = 0;
	printf("reverse:%s\n", arr);
	return 0;
}

运行结果：

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结语：今天的内容就到这里吧，谢谢各位的观看，如果有讲的不好的地方也请各位多多指出，作者每一条评论都会读的，谢谢各位。

祝各位接下来好运连连