第九章——函数

函数是一个完成特定工作的独立程序模块，包括库函数和自定义函数两种。例如scanf()和printf()等为库函数，由C语言系统提供定义，编程时只要直接调用即可；库函数中没有的函数，用户可以自己来定义，来得到一个明确的计算结果，使得代码变得更简洁明了。

函数定义的一般形式为：大括号{}和小括号()必须存在。

函数类型 函数名(形式参数表)                /*函数首部*/

{

        函数实现过程                                 /*函数体*/

}

一、函数的定义——函数首部

由函数类型、函数名、形式参数表（简称形参表）组成，位于函数的第一行。函数首部中，函数名是函数整体的称谓，需要一个合法的标识符表示。函数类型指函数结果返回的类型，一般与函数最后一句的return语句中表达的类型一致。形参表中给出函数计算所要用到的相关已知条件，以类似变量定义的形式给出，其格式为：

类型1 形参1，类型2 形参2，...，类型n 形参n

形参表中各个形参之间用逗号分隔，每个形参前面的类型必须分别写明。数量可以是一个，多个，也可以没有形参。

例如： double cylinder(double r,double h)

表明函数类型、函数结果类型是double；函数名是cylinder；形参有两个r和h，都是double型，在cylinder()函数被调用时，这两个形参由主函数给出。

我们常见的主函数框架也符合如上定义。

#include
int main(){
	...
	return 0;
}

• int指主函数返回int类型的结果，所以return后是一个整型。
• main是主函数名。
• 这种写法的形参为void，已经省略了，表明它在调用的时候不能传入任何参数，那么它也就不能获取命令行参数了。int main(void)

二、函数的定义——函数体

函数体是函数的实现过程，由一对大括号内的若干条语句组成，用以计算或特定的工作，并用return返回运算的结果。大括号必须存在。

注意：在函数体中定义的变量，是普通变量，是在这个函数中使用的局部变量，不是形参。

三、函数的定义——函数的调用

定义一个函数后，就可以在程序中调用这个函数。就像调用标准库函数时，只需要在程序的最前面用#include命令包含相应的头文件；调用自定义函数时，程序中必须先有此函数的定义。

1、函数调用过程：

任何C语言都是从主函数main()开始执行的，若遇到某个函数调用，则主函数被暂停执行，转而执行相应的函数，该函数执行完后再返回函数继续执行主函数。

2、函数调用的形式：

一般形式：函数名(实际参数表)

实际参数（简称实参），可以是常量、变量和表达式。这些值会被按照顺序依次来初始化函数中的参数。

3、参数传递：

• 函数定义时，位于其首部的参数被称为形参，主函数的参数被称为实参。
• 形参必须是变量，用于接收实参传递过来的值；而实参可以是常量、变量或表达式，作用是把常量、变量或表达式的值传递给形参。二者可以同名，也可以不同名。
• 形参除了能接受实参的值外，使用方法与普通变量类似。形参和实参必须一一对应，两者数量相同，类型尽量一致，建议初学者都保持一致，因为这可能不是预期的结果。
• 程序运行遇到函数调用时，实参的值依次传给形参，这就是参数传递。
• 参数传递的过程是单向的，只允许实参把值复制给形参，形参的值不会影响实参的值，永远只能传值给函数，因此若想定义一个函数交换两个数的值，是不可以的。

举例：自定义求和函数去使用：

#include
void sum(int begin,int end) {
	int sum=0;
	for(int i=begin;i<=end;i++){
		sum+=i;
	}
	printf("%d到%d的和是%d\n",begin,end,sum);
}
int main(){
	int a=0;
	int b=0;
	scanf("%d %d",&a,&b);
	sum(a,b);
	sum(1,10);
	sum(20,30);
	sum(35,45);
	
	return 0;
}
/*
void指不返回任何东西，没有结果被返回。
begin和end是函数的形参。
a和b是实参。（作为参数要传到自定义函数中）
*/

举例：验证形参的值不会影响实参的值：

#include
int max(int a,int b) {
	int c=0;
	if(a>b)	c=a;
	else c=b;
	return c;
}

int main(){
	int a,b,c;
	a=5;
	b=6;
	c=max(10,12);
	printf("%d\n",c);
	c=max(a,b);//依旧是5和6，不会被max里a、b的值改变 
	printf("%d\n",c);
	c=max(c,23);
	printf("%d\n",c);
	return 0;
}

4、函数结果返回：

函数结果返回的形式如下：

return 表达式;

• 一般情况下，return语句中的表达式的类型应与函数类型一致；如果不一致，则以函数类型为准。
• return语句的作用有两个：一是结束函数的运行；二是带着运算结果（表达式的值）返回主函数。
• return语句中的表达式反映了函数运算的结果，通过return语句将改结果返回给主函数。
• return语句只能返回一个值，如果函数产生了多个运算结果，将无法通过return返回。
• 可以有多个的return语句。
• 返回值可以赋值给变量，可以再传递给函数，甚至可以丢掉。

没有返回值的函数形式：可以没有return，不能使用带值的return，调用的时候不能做返回值的赋值。

void 函数名(参数表) 

5、函数原型声明：

C语言要求函数先定义后调用，就像变量先定义后使用一样。如果自定义函数被放在主函数的后面，则需要在函数调用前，加上函数原型声明（或函数声明）。即与函数定义中的第一行（函数首部）相同，不同的是函数声明是一条语句，需要以分号结束，函数定义时不是语句，不能跟分号。

在先定义后调用的前提条件下，函数声明可以写在主函数内，也可以写在头文件那里。

函数声明的一般格式为：函数类型 函数名(参数表);

#include
int main(){
	int a=0;
	int b=0;
	scanf("%d %d",&a,&b);
	void sum(int begin,int end);
	sum(a,b);
	sum(1,10);
	sum(20,30);
	sum(35,45);
	return 0;
}
void sum(int begin,int end) {
	int sum=0;
	for(int i=begin;i<=end;i++){
		sum+=i;
	}
	printf("%d到%d的和是%d\n",begin,end,sum);
}

如果在函数调用前，不定义，不声明，程序编译就会出错。

四、函数的定义——函数程序设计

使用自定义函数程序有以下几个优点：

1、程序结构清晰，逻辑关系明确，程序可读性强；

2、解决相同或相似问题时不用重复编写代码，可通过调用函数来解决，减少代码量。

3、利用函数实现模块化编程，各模块功能相对独立，可以降低调试难度。

可以自定义函数判断这个数是否是完全平方数，本例中出现了两个return语句，执行时根据条件选择其中的一个，它们的作用相同，即结束函数与奴性，并会送结果。return之后的语句将不会被执行。

例1、判断n是否是完全平方数：

#include
int IsSquare(int n) {
	//若n是完全平方数，则存在正整数m,使得m^2=n ,也有n=1+3+5+...+(2m-1)
	for(int i=1;n>0;i+=2){
		n=n-i;
	}//25=1+3+5+7+9+11
	if(n==0)	return 1;//是完全平方数 
	else return 0;//不是完全平方数 
	
}

int main(){
	int n=0;
	scanf("%d",&n);
	if(IsSquare(n)==1)	printf("是");
	else printf("不是") ;
	return 0;
}

例2、素数求和 其中判断是否是素数的函数

int IsPrime(int i) {
	int ret=1;//是素数
	for(int k=2;k<=i;k++) {
		if(i%k==0){
			ret=0;//不是素数
			break; 
		}
	}
	return ret;
}

关于函数的一些细节：

• 不允许函数嵌套定义。
• 调用函数时的圆括号里的的逗号是标点符号，不是逗号运算符。f(a,b)是标点符号；f((a,b))是逗号运算符，要先做括号里的运算。
• 返回语句return (i)没错，返回i的值，但是会让人误以为是个函数，没有意义因此不建议这样写。