C语言--函数

1. 函数的概念

数学中我们其实就⻅过函数的概念，⽐如：⼀次函数 y=kx+b ，k和b都是常数，给⼀个任意的x，就得到⼀个y值。

C语音中的函数其实和数学中的函数想表达的意思是非常相似的，其实在C语⾔也引⼊函数（function）的概念，有些翻译为：⼦程序，⼦程序这种翻译更加准确⼀些。 C语⾔中的函数就是⼀个完成某项特定的任务的⼀⼩段代码。（这段代码是有特殊的写法和调⽤⽅法的，函数是不能乱写的）

C语⾔的程序其实是由⽆数个⼩的函数组合⽽成的，也可以说：⼀个⼤的计算任务可以分解成若⼲个较⼩的函数（对应较⼩的任务完成。同时⼀个函数如果能完成某项特定任务的话，这个函数也是可以复⽤的，提升了开发软件的效率。

使用函数的好处：1、 可以拆分任务 2、可以复用，提升开发效率

在C语⾔中我们⼀般会⻅到两类函数：

库函数——是现成的，可以直接使用的函数 

⾃定义函数——是根据需要，自己设计和创造的函数

2. 库函数

2.1 标准库和头⽂件

C语⾔标准中规定了C语⾔的各种语法规则，C语⾔并不提供库函数；C语⾔的国际标准ANSI C规定了⼀ 些常⽤的函数的标准，被称为标准库，那不同的编译器⼚商根据ANSI提供的C语⾔标准就给出了⼀系列 函数的实现。这些函数就被称为库函数。

我们前面所使用到的 printf scanf等都是库函数，库函数的也就是函数，不过这些函数已经是现 成的，我们只要学会就能直接使⽤了。有了库函数，⼀些常⻅的功能，比如：打印、求字符串长度就不需要程序员⾃⼰实现了，这样⼀定程度提升了效率；同时库函数的质量和执⾏效率上都更有保证。

库函数相关头⽂件：https://zh.cppreference.com/w/c/header

2.2 库函数的使⽤⽅法

库函数的学习和查看⼯具很多，⽐如：

C/C++官⽅的链接：https://zh.cppreference.com/w/c/header

举例：sqrt

库函数⽂档的⼀般格式

1. 函数原型 2. 函数功能介绍 3. 参数和返回类型说明 4. 代码举例 5. 代码输出 6. 相关知识链接

实践：

#include 
#include //sqrt的使用必须包含头文件
int main()
{
	double a = 16.0;
	double r = sqrt(a);
	printf("%f ", r);
	return 0;
}

 

3. 自定义函数

了解了库函数，我们的关注度应该聚焦在⾃定义函数上，⾃定义函数其实更加重要，也能给程序员写 代码更多的创造性。

3.1 函数的语法形式

其实⾃定义函数和库函数是⼀样的，形式如下：

ret_type fun_name(形式参数) 
ret_type 是函数返回类型
• fun_name 是函数名
• 括号中放的是形式参数
{
  //放函数实现的函数体
}

 ret_type 有时候返回类型可以是 void ，表⽰什么都不返回

函数的参数就相当于，⼯⼚中送进去的原材料，函数的参数也可以是 void ，明确表⽰函数没有参 数。如果有参数，要交代清楚参数的类型和名字，以及参数个数。

3.2 函数的举例

举个例⼦： 写⼀个加法函数，完成2个整型变量的加法操作。

#include 
int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int a = 0, b = 0;
	scanf("%d%d", &a, &b);
	int sum = add(a, b);
	printf("%d %d", a, b);
	return 0;
}

 

 

4. 形参和实参

在函数使⽤的过程中，把函数的参数分为，实参和形参

#include 
int Add(int x, int y)
{
 int z = 0;
 z = x+y;
 return z;
}
int main()
{
 int a = 0;
 int b = 0;
 //输⼊
 scanf("%d %d", &a, &b);
 //调⽤加法函数，完成a和b的相加
 //求和的结果放在r中
 int r = Add(a, b);
 //输出
 printf("%d\n", r);
 return 0;
}

4.1 实参

函数调用时传递给函数的参数就是实参

4.2 形参

形式上存在，不调用就没有，调用才去申请空间。

4.3 实参和形参的关系

虽然我们提到了实参是传递给形参的，他们之间是有联系的，但是形参和实参各⾃是独⽴的内存空 间。

我们在调试的可以观察到，x和y确实得到了a和b的值，但是x和y的地址和a和b的地址是不⼀样的，所 以我们可以理解为形参是实参的⼀份临时拷⻉。

5. return 语句

在函数的设计中，函数中经常会出现return语句，这⾥讲⼀下return语句使⽤的注意事项。

return后边可以是⼀个数值，也可以是⼀个表达式，如果是表达式则先执⾏表达式，再返回表达式 的结果。

return后边也可以什么都没有，直接写 return; 这种写法适合函数返回类型是void的情况。

return返回的值和函数返回类型不⼀致，系统会⾃动将返回的值隐式转换为函数的返回类型。

return语句执⾏后，函数就彻底返回，后边的代码不再执⾏。 

如果函数中存在if等分⽀的语句，则要保证每种情况下都有return返回，否则会出现编译错误。 

（情况考虑不周的时候就会出现这样的问题）

6 . 数组做函数的参数

在使⽤函数解决问题的时候，难免会将数组作为参数传递给函数，在函数内部对数组进⾏操作。

⽐如：写⼀个函数对将⼀个整型数组的内容，全部置为-1，再写⼀个函数打印数组的内容。

这⾥我们需要知道数组传参的⼏个重点知识：

函数的形式参数要和函数的实参个数匹配

函数的实参是数组，形参也是可以写成数组形式的

形参如果是⼀维数组，数组⼤⼩可以省略不写

形参如果是⼆维数组，⾏可以省略，但是列不能省略

数组传参，形参是不会创建新的数组的

形参操作的数组和实参的数组是同⼀个数组

程序的实现：

#include
void set_arr(int x[],int n)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < n; i++)
	{
		x[i] = -1;
	}

}
void print_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	set_arr(arr,sz);//设置数组内容为-1
	print_arr(arr,sz);//打印数组内容
	return 0;
}

 

7. 嵌套调用和链式访问

7.1 嵌套调用

嵌套调⽤就是函数之间的互相调⽤，每个函数就像⼀个乐⾼零件，正是因为多个乐⾼的零件互相⽆缝 的配合才能搭建出精美的乐⾼玩具，也正是因为函数之间有效的互相调⽤，最后写出来了相对⼤型的程序。

假设我们计算某年某⽉有多少天？，如果要函数实现，可以设计2个函数:

 is_leap_year()：根据年份确定是否是闰年

get_days_of_month()：调⽤is_leap_year确定是否是闰年后，再根据⽉计算这个⽉的天数

#include
int is_leap_year(int y)//根据年份确定是否是闰年
{
	if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
		return 1;
	else
		return 0;
}
int get_days_of_month(int y, int m)//根据⽉计算这个⽉的天数
{
	int days[] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
	int day = days[m];
	if (is_leap_year(y) && m == 2)//调用is_leap_year函数的返回值
		day += 1;

	return day;
}
int main()
{
	int y = 0;
	int m = 0;
	scanf("%d %d", &y, &m);
	int d = get_days_of_month(y, m);
	printf("%d\n", d);
	return 0;
}

 这⼀段代码，完成了⼀个独⽴的功能。代码中反应了不少的函数调⽤：

main 函数调⽤ scanf 、 printf 、 get_days_of_month

get_days_of_month 函数调⽤ is_leap_year

未来的稍微⼤⼀些代码都是函数之间的嵌套调⽤，但是函数是不能嵌套定义的。

7.2 链式访问

所谓链式访问就是将⼀个函数的返回值作为另外⼀个函数的参数，像链条⼀样将函数串起来就是函数的链式访问。

#include 
int main()
{
     printf("%d\n", strlen("abcdef"));//链式访问
     return 0;
}

补充：猜测一下下面代码执行的结果（ 注意：根据printf函数的返回来思考）

#include 
int main()
{
     printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
     return 0;
}

8. 函数的声明和定义

8.1 单个文件（函数的调⽤⼀定要满足，先声明后使用； 函数的定义也是⼀种特殊的声明，所以如果函数定义放在调⽤之前也是可以的。）

⼀般我们在使⽤函数的时候，直接将函数写在前面就使⽤了。

⽐如：我们要写⼀个函数判断⼀年是否是闰年。

#include 
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
     if(((y%4==0)&&(y%100!=0)) || (y%400==0))
         return 1;
     else
         return 0;
}
int main()
{
    int y = 0;
     scanf("%d", &y);
     int r = is_leap_year(y);
     if(r == 1)
     printf("闰年\n");
     else
     printf("⾮闰年\n");
     return 0;
}

这种场景下是函数的定义在函数调⽤之前，没啥问题。那如果我们将函数的定义放在函数的调⽤后边，如下：

#include 

int main()
{
    int y = 0;
     scanf("%d", &y);
     int r = is_leap_year(y);
     if(r == 1)
     printf("闰年\n");
     else
     printf("⾮闰年\n");
     return 0;
}
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
     if(((y%4==0)&&(y%100!=0)) || (y%400==0))
         return 1;
     else
         return 0;
}

这个代码在VS2022上编译，会出现下⾯的警告信息：

解决办法： 函数调⽤之前先声明⼀下is_leap_year这个函数，声明函数只要交代清 楚：函数名，函数的返回类型和函数的参数。 如：int is_leap_year(int y)；这就是函数声明，函数声明中参数只保留类型，省略掉名字也是可以的。

8.2 多个文件

⼀般在企业中我们写代码时候，代码可能⽐较多，不会将所有的代码都放在⼀个⽂件中；我们往往会 根据程序的功能，将代码拆分放在多个⽂件中。

⼀般情况下，函数的声明、类型的声明放在头⽂件（.h）中，函数的实现是放在源⽂件（.c）⽂件中。

如下： add.c

//函数的定义
int Add(int x, int y)
{
     return x+y;
}

add.h

//函数的声明
int Add(int x, int y);

 test.c

#include 
#include "add.h"
int main()
{
     int a = 10;
     int b = 20;
    //函数调⽤
     int c = Add(a, b);
     printf("%d\n", c);
     return 0;
}