C语言初级之函数

一、函数是什么

• 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。

二、函数分类

1）库函数

• IO函数    scanf printf   getchar   putchar
• 字符串操作函数   strlen   strcmp
• 字符操作函数   islower   isupper
• 内存操作函数   memset    memcmp
• 时间/日期函数   time
• 数学函数   sqrt   pow
• 其他库函数

cppreference.comhttps://zh.cppreference.com/w/%E9%A6%96%E9%A1%B5使用库函数，必须包含 #include 对应的头文件。

2）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。

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

#include 
//写一个函数可以交换两个整形变量的内容。
//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;
}

三、函数的参数

1）实际参数

• 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。

2）形式参数

• 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。

形参实例化之后其实相当于实参的一份临时拷贝。

四、函数的调用

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。

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。

#include
//二分查找
int binary_search(int key, int arr[], int length) {
	int left = 0, right = length - 1;
	while (left <= right) {
		int mid = (left + right) / 2;
		if (arr[mid] < key) {
			left = mid + 1;
		}
		else if (arr[mid] > key) {
			right = mid - 1;
		}
		else {
			return mid;
		}
	}
	return -1;
}

int main() {
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int key = 7;
	int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int res = binary_search(key,arr,length);
	if (res==-1) {
		printf("未找到\n");
	}
	else {
		printf("找到了,为a[%d]\n", res);
	}
	return 0;
}

五、函数的嵌套调用和链式访问

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。

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, "bit"));//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)));
    //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;
}

六、函数的声明和定义

1）函数的声明

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。

2）函数的定义

• 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的内容
//放置函数的声明

#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

#include "test.h"

//.lib 静态库
//导入静态库
#pragma comment (lib, "add.lib")

//函数Add的实现
int Add(int x, int y)
{
 return x+y;
}

七、函数递归

• 程序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

1）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。

#include

//按照顺序打印它的每一位。
void print(unsigned int n) {
	if (n > 9) {
		print(n / 10);	
	}
	printf("%d, ", n % 10);
}

int main() {
	unsigned int num = 0;
	scanf_s("%d", &num);
	print(num);

	return 0;
}

2）递归与迭代

//求n的阶乘。（不考虑溢出）
int factorial(int n)
{
 if(n <= 1)
 return 1;
 else
 return n * factorial(n-1);
}

汉诺塔问题

1.借助c，把a上的n-1个盘子挪到b

2.把a上剩余的最后一个盘子直接挪到c