C语言----函数

函数:C语⾔中的函数(function),可翻译为:⼦程序;
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,C语言中的程序其实就是函数组成的!

一.在C语⾔中我们⼀般会⻅到两类函数:
1.库函数----现成的,可以直接拿来使用
2.⾃定义函数----自己设计的函数

库函数:

如:sqrt函数(用于求平方根)应用:

C语言----函数_第1张图片

库函数的学习和查看⼯具很多,⽐如:

C/C++官⽅的链接:C 标准库头文件 - cppreference.com

cplusplus.com:

⾃定义函数:

C语言----函数_第2张图片

可看出:以上函数有:自我函数的调用和函数的定义;这也就是自定义函数 

二. 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。

实参称为实际参数,简称实参。 实际参数就是真实传递给函数的参数。

形参称为形式参数,简称形参。其不会向内存申请空间,不会真实存在,所以叫形式参数。形式参数只有在函数被调⽤的过程中为了存放实参传递过来的值,才向内存申请空间,这个过程就是形式的实例化。

int Add(int x, int y)//int x, int y是形参(形式参数)
{
    int z = 0;
    z = x + y;
    return z;
}
//或
//int Add(int x, int y)
//{
//    return x + y;
//}
int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    scanf("%d%d", &a, &b);
    int sum = Add(a, b);//a,b是真实传递给Add的函数的参数为实参(实际参数)
    return 0;
}

如上述代码:通过分析可得出:

1.形参和实参是完全不同的内存空间
2.形参是实参的一份临时拷贝!
3.形参的修改不会影响实参

三. return 语句

在函数的设计中,函数中经常会出现return语句。

但使用return语句需要注意的事项有以下几点:

  1.  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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. return语句执⾏后,函数就彻底返回,后边的代码不再执⾏。
  5. 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。

四. 数组做函数参数 

举例如下:

C语言----函数_第3张图片

以上代码中我们写了两个函数:

第一个set_arr 函数将arr数组的内容全部设置为-1

第二个print_arr函数将arr数组的内容全部打印出来

这里还要注意一点:只有拿到了数组和元素个数,才能遍历打印数组的每个元素。

我们再来讲一下数组传参的几个重点:

  1. 函数的形式参数要和函数的实参个数匹配。 
  2. 函数的实参是数组,形参也是可以写成数组形式的 •
  3. 形参如果是⼀维数组,数组大小可以省略不写
  4. 形参如果是⼆维数组,⾏可以省略,但是列不能省略
  5. 数组传参,形参是不会创建新的数组的,因为形参操作的数组和实参的数组是同⼀个数组

五.嵌套调⽤和链式访问 

1.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,正是因为多个乐⾼零件互相⽆缝配合才能搭建出精美的乐⾼玩具;同样也正是因为函数之间有效的互相调⽤,最后才写出来相对⼤型的程序。

举例:我们计算某年某⽉有多少天?怎么用函数实现呢?

可以设计2个函数:

  1. is_leap_year():表根据年份确定是否是闰年
  2. get_days_of_month():表调⽤is_leap_year确定是否是闰年后,再根据⽉计算这个⽉的天数

思路:每年有12个月:1    2   3   4   5   6   7   8   9  10   11  12
每个月的天数:           31 28 31 30 31 30 31 31 30  31  30  31
而闰年的二月有:            29天

实现如下:

C语言----函数_第4张图片

以上代码,完成了⼀个独⽴的功能。代码中反应了不少的函数调⽤:

  1. main 函数调⽤ scanf 、 printf 、 get_days_of_month 
  2. get_days_of_month 函数调⽤ is_leap_year

未来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! 

2.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。

举例:printf函数  ,其返回写入的字符总数。

C语言----函数_第5张图片

 以上代码经过链式访问最终输出:4 3 2 1 (因为printf函数返回写入的是字符的个数)

从第三个开始:printf打印4 3,在屏幕上打印2个字符,再返回2

接着,第⼆个printf打印2,在屏幕上打印1个字符,再返回1

最后,第⼀个printf打印1     所以屏幕上最终打印:4 3 2 1

六. 函数的声明和定义

1.单个⽂件:

C语言----函数_第6张图片

如上图所示:

int is_leap_year(int y)
{
    if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
        return 1;
    else
        return 0;
}                     就是函数的定义          

int r = is_leap_year(y)  就是函数的调用

以上场景下是函数的定义在函数调⽤之前,没啥问题。

但如果我们将函数的定义放在函数的调⽤后边,如下:

C语言----函数_第7张图片

以上代码在VS2022上编译,就会出现下⾯的警告信息:

C语言----函数_第8张图片

这是因为C语⾔编译器对源代码进⾏编译的时候,会从第一行往下扫描,当遇到 is_leap_year 函数调⽤的时候,并没有发现前⾯有 is_leap_year 的定义,就报出了上述的警告。

那么怎么解决这个问题呢?就应该在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就行。如下:

C语言----函数_第9张图片

以上代码  int is_leap_year(int y);  就是函数声明。

is_leap_year()为函数名

int 为函数的返回类型

int y 为函数的参数

C语言----函数_第10张图片

可见程序在运行时,并未出错!

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。 

比如我之前写的扫雷游戏代码就是使用多文件形式写的。

查看路径:http://t.csdnimg.cn/QtZJ9

3.static 和 extern

static 和 extern 都是C语⾔中的关键字。

static:表静态的,可以⽤来修饰局部变量;修饰全局变量; 修饰函数 ......
作用域:限定变量使用的范围   (作⽤域(scope)是程序设计概念,通常来说,⼀段程序代码中所⽤到的名字并不总是有效(可⽤) 的,⽽限定这个名字的可⽤性的代码范围就是这个名字的作⽤域。)
这里扩展一下:⽣命周期:指的是变量的创建(申请内存)到变量的销毁(收回内存)之间的⼀个时间段。

  1. 局部变量的⽣命周期是:进⼊作⽤域变量创建,⽣命周期开始,出作⽤域⽣命周期结束。
  2. 全局变量的⽣命周期是:整个程序的⽣命周期。

程序的生命周期 == main函数的生命周期 == 全局变量的⽣命周期:只有程序结束,变量才销毁

static 修饰局部变量的作用  用代码举例,如下:

代码1:

C语言----函数_第11张图片

代码2:

C语言----函数_第12张图片

可见以上 代码 1 (未加static)输出 5 个1;而代码 2(加static)输出 1 2 3 4 5  这是为什么呢?

这是因为代码 1 的test函数中的局部变量 i  每次进⼊test函数先创建变量(⽣命周期开始)并赋值为0,然后 ++,再打印,出函数的时候变量⽣命周期将要结束(释放内存)。

而在代码 2中 ,static 修饰局部变量 i 时,改变了变量的生命周期,其本质就是改变了变量的存储类型。本来⼀个局部变量是存储在内存的栈区的,但是被 static 修饰后存储到了静态区。
则其变量和全局变量的生命周期一样,即变长了。但作用域没变!!

static 修饰局部变量的使⽤建议:未来⼀个变量出了函数后,如果还想保留它的值,等下次进⼊函数继续使⽤,就可以使⽤static 修饰。

extern:是⽤来声明外部符号的。如果⼀个全局的符号在A⽂件中定义的,在B⽂件中想使⽤,就可以使 ⽤ extern 进⾏声明,然后使⽤。

static 修饰全局变量的作用  用代码举例,如下:

代码1:

C语言----函数_第13张图片C语言----函数_第14张图片

代码2:

C语言----函数_第15张图片

C语言----函数_第16张图片

C语言----函数_第17张图片

可见以上 代码 1 可输出 2024,能够正常运行;而代码 2 却出现链接性错误。 这是为什么呢? 

这是因为⼀个全局变量被static修饰后,使这个全局变量只能在本源文件内使⽤,不能在其他源⽂件内使⽤。

其本质原因是全局变量默认是具有外部链接属性的,在外部的⽂件中想使⽤,只要适当的声明就可以使用了;但是全局变量被 static 修饰之后,外部链接属性就变成了内部链接属性,只能自己所在的源⽂件内部使⽤了,其他源⽂件,即使声明了,也是⽆法正常使⽤的。

static 修饰全局变量的使⽤建议:如果⼀个全局变量,只想在所在的源⽂件内部使⽤,不想被其他⽂件发现,就可以使⽤ static修饰。

 static 修饰函数的作用  用代码举例,如下:

代码1:

C语言----函数_第18张图片C语言----函数_第19张图片

代码2:

C语言----函数_第20张图片C语言----函数_第21张图片C语言----函数_第22张图片

可见以上 代码 1 可输出 12,能够正常运行;而代码 2 却出现链接性错误。 这是为什么呢?  

其实 static 修饰函数和 static 修饰全局变量的原因和本质是⼀模⼀样的。同上 

所以同样static 修饰函数的使⽤建议:也是如果⼀个函数,只想在所在的源⽂件内部使⽤,不想被其他⽂件发现,就可以使⽤ static修饰。

以上就是个人的理解。由于本人水平有限,如有不足之处,恳请各位老师指出。谢谢!

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