【C语言】——函数
目录
1.函数是什么？
2. C语言中函数的分类
2.1库函数
2.2 自定义函数
3. 函数的参数
3.1 实际参数（实参）
3.2 形式参数（形参）
4. 函数的调用
4.1 传值调用
4.2 传址调用
4.3 练习
5. 函数的嵌套调用和链式访问
5.1 嵌套调用
5.2 链式访问
6. 函数的声明和定义
6.1 函数声明
6.2 函数定义
7. 函数递归
7.1 什么是递归？
7.2 递归的两个必要条件存在限制条件
7.3练习
7.4递归与迭代
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：将信息按照一定的
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，方
便程序员 进行软件开发。 那怎么学习库函数呢？
我们可以看这个网站：https://cplusplus.com
https://cplusplus.com/
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
注：
1.库函数必须知道的一个秘密就是：使用库函数，必须包含 #include 对应的头文件。 这里对照文档来学习上面几个库函数，目的是掌握库函数的使用方法。
2.没有必要记住所有的库函数，要用的时候去查看就行
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？
所以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。
函数的组成：
ret_type fun_name(para1, * )
{
statement;//语句项
}
ret_type 返回类型
fun_name 函数名
para1 函数参数举一个例子：
写一个函数，可以找出两个整数中的最大值。
int get_max(int x, int y)
{
//if (x > y)
// return x;
//else
// return y;
return (x > y ? x : y);
}
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
scanf("%d %d", &a, &b);//输入
//函数的使用-场景
int m = get_max(a, b);
printf("%d\n", m);
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
#include
//实现成函数，但是不能完成任务
void Swap1(int x, int y)//传值调用
{
int tmp = 0;
tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
//正确的版本
void Swap2(int* px, int* py)//传址调用
{
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;
}
//当函数调用的时候，实参传给形参，形参是实参的一份临时拷贝
//函数的形式参数是实际参数的一份临时拷贝
//改变形式参数不能影响实际参数 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：
总结:
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. 打印100~200之间的素数
#include
int is_primer(int n)
{
int j = 0;
for (j = 2; j <= sqrt(n); j++)
{
if (n % j == 0)
{
return 0;
}
}
return 1;
}
int main()
{
//打印100~200之间的素数
int i = 0;
int count = 0;
for (i = 100; i <= 200; i++)
{
//判断i是否为素数
if (is_primer(i) == 1)
{
count++;
printf("%d ", i);
}
}
printf("\ncount = %d\n", count);
return 0;
}
//sqrt(n)----n的开平方数（整数） 2. 写一个函数判断一年是不是闰年。
//int is_leap_year(int year)
//{
// if (((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || (year % 400 == 0))
// return 1;
// else
// return 0;
//}
int is_leap_year(int year)
{
return ((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || (year % 400 == 0);
}
int main()
{
int y = 0;
int count = 0;
for (y = 1000; y <= 2000; y++)
{
//判断y是不是闰年
if (is_leap_year(y) == 1)
{
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。
//int binary_search(int* arr, int k, int sz)
//与下面的函数是等价的
int binary_search(int arr[], int k, int sz)
{
int left = 0;
int right = sz-1;
while (left<=right)
{
int mid = left + (right - left) / 2;
if (arr[mid] > k)
{
right = mid - 1;
}
else if (arr[mid] < k)
{
left = mid + 1;
}
else
{
return mid;//找到了
}
}
return -1;//找不到
}
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int k = 7;
//找到了返回下标，0~9
//找不到返回 -1
//数组传参，传递的是数组首元素的地址
//形参接收实参可以写成数组，也可以写成指针
int ret = binary_search(arr, k, sz);
if (-1 == ret)
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。
//代码1
void Add(int* p)
{
*p = *p+1;
}
//代码2
int Add(int n)
{
return n + 1;
}
int main()
{
int num = 0;
num = Add(num);
printf("%d\n", num);
num = Add(num);
printf("%d\n", num);
/*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。
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
#include
#include
int main()
{
char arr[20] = "hello";
int ret = strlen(strcat(arr, "world"));//这里介绍一下strlen函数
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
#include
int main()
{
printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));//4321
//结果是啥？
//注：printf函数的返回值是打印在屏幕上字符的个数
return 0;
} 6. 函数的声明和定义
6.1 函数声明
1. 告诉编译器有一个函数叫什么，参数是什么，返回类型是什么。但是具体是不是存在，函数声明决定不了。
2. 函数的声明一般出现在函数的使用之前。要满足先声明后使用。
3. 函数的声明一般要放在头文件中的。
//函数声明
//下面两种方式都行
int Add(int, int);
int Add(int x, int y);
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int s = Add(a, b);
printf("%d\n", s);
return 0;
}
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}6.2 函数定义
函数的定义是指函数的具体实现，交待函数的功能实现。
test.h（头文件）的内容
放置函数的声明，类型的定义，头文件的包含
#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//函数的声明
int Add(int x, int y);
#endif //__TEST_H__
test.c的内容
放置函数的实现（函数的定义）
#include "test.h"
//函数Add的实现
int Add(int x, int y)
{
return x+y;
}7. 函数递归
7.1 什么是递归？
函数调用自身的编程技巧称为递归（ recursion）。
递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用。
一个过程或函数在其定义或说明中有直接或间接调用自身的一种方法，
它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解，
递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，
大大地减少了程序的代码量。
递归的主要思考方式在于：把大事化小
7.2 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。
7.3练习
1.接收一个整型值（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 n)
{
if (n > 9)
{
print(n / 10);
}
printf("%d ", n % 10);
}
int main()
{
int num = 1234;
print(num);
return 0;
} 
2.编写函数，不允许创建临时变量，求字符串的长度。
#incude
int Strlen(const char*str)
{
if(*str == '\0')
return 0;
else
return 1+Strlen(str+1);
}
int main()
{
char *p = "abcdef";
int len = Strlen(p);
printf("%d\n", len);
return 0;
}
7.4递归与迭代
循环是迭代的一种
1.求n的阶乘。（不考虑溢出）
int Fac(int n)
{
if (n <= 1)
return 1;
else
return n * Fac(n - 1);
}2.求第n个斐波那契数。（不考虑溢出）
int fib(int n)
{
if (n <= 2)
return 1;
else
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
但是我们发现有问题
在使用 fib 这个函数的时候如果我们要计算第50个斐波那契数字的时候特别耗费时间。
因此斐波那契数列不适合用递归的方式求解，更适合用迭代的方式求解
用迭代的方法求第n个斐波那契数列
int Fib(int n)
{
int a = 1;
int b = 1;
int c = 1;
while (n>2)
{
c = a + b;
a = b;
b = c;
n--;
}
return c;
}
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
int ret = Fib(n);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}在调试 Fac函数的时候，如果你的参数比较大，
那就会报错： stack overflow（栈溢出） 这样的信息。
系统分配给程序的栈空间是有限的，但是如果出现了死循环，或者（死递归），这样有可能导致一 直开辟栈空间，最终产生栈空间耗尽的情况，这样的现象我们称为栈溢出。
那如何解决上述栈溢出的问题：
1. 将递归改写成非递归。
2. 使用static对象替代 nonstatic 局部对象。在递归函数设计中，可以使用 static 对象替代 nonstatic 局部对象（即栈对象），这不仅可以减少每次递归调用和返回时产生和释放 nonstatic 对象的开销，而且 static 对象还可以保存递归调用的中间状态，并且可为各个调用层所访问