带你窥探函数

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我的专栏:C语言、题目精讲、算法与数据结构、C++

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目录

1. 函数的概念

2. 库函数

3. ⾃定义函数

4. 形参和实参

5. return语句

6. 数组做函数参数

7. 嵌套调⽤和链式访问

8. 函数的声明和定义

一   函数

1   概念：函数像数学中有一次函数等，其实C语言中也有函数的概念，有些地方翻译为：⼦程序，⼦程序这种翻译更加准确⼀些（⼦程序相对于函数没有那么抽象）。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。

2    提升了开发软件的效率

         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。

3  分类

在C语⾔中我们⼀般会⻅到两类函数：

•   库函数

•    ⾃定义函数

4

      要注意但是 C语言并没有提供现场的函数，它只是规定了语法如（if,switch)语句、数组、函数使用时的语法。在不断发展过程中每个程序员使用不同的函数1来完成自己对所需，从而出现许多不同的函数，为了发展 C语⾔的国际标准ANSI C规定了⼀ 些常⽤的函数的标准。

二    库函数头文件

1概念

        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，在由不同的编译器⼚商根据ANSI提供的C语⾔标准给出⼀系列 函数的实现。这些函数就被称为库函数。

2作用

        有了库函数，⼀些常⻅的功能就不需要程序员⾃⼰实现了，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。printf等都是库函数，库函数也是函数。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。

3分类（通过头文件来分类）

       这些库函数根据功能的划分，都在不同的头⽂件中进⾏了声明。

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

4 库函数的使⽤⽅法

4.1   学习和查看⼯具

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

cplusplus.com： https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/

4.2 库函数⽂档的⼀般格式

 函数原型和功能介绍、参数和返回类型说明、代码举例和输出、相关知识链接。

三    ⾃定义函数

 1  作用

    ⾃定义函数相比于库函数其实更加重要，也能给程序员写代码更多的创造性。

2   语法形式（ ⾃定义函数和库函数是⼀样的）

ret_type fun_name ( 形式参数 )

{

}

• ret_type 是函数返回类型（是 ⽤来表⽰函数计算结果的类型 有时候返回类型可以是 void表⽰什么都不返回）

• fun_name 是函数名 （目的是为了 ⽅便使⽤函数 ，函数有了名字 ⽅便调⽤ ，所以函数名尽量要 根据函数的功能起的有意义 。）

• 括号中放的是形式参数/相当于，⼯⼚中送进去的原材料/（1 没有参数 ：函数的参数是 void；2 有参数 ， 要交代清楚参数的类型和名字，以及参数个数。

• {}括起来的是函数体 （用于完成计算的过程）

例如写一个加法函数

  四     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。

例如上面我们写的代码

1定义

        在上诉代码中，我们调⽤Add函数时，传递给函数的参数a和b，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。 在函数名 Add 后的括号中写的 x 和 y ，称为形式参数，简称形参。

2  形参的实例化

        如果我们只是定义了 Add 函数，⽽ 不去调⽤的话 ， Add 函数的参数 x和 y 只是形式上存在的， 不会向内存申请空间，不会真实存在的 ，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 ，这个过程就是形参的实例化。

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。

      这个现象是可以通过调试来观察的。请看下⾯的代码和调试演⽰：

       我们在运行的时候可以观察到，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。

五   return语句

1  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语句执⾏后，函数就彻底返回，后边的代码不再执⾏。

•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。

•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。

•函数的返回类型如果不写，编译器会默认函数的返回类型是int。

•函数写了返回类型，但是函数中没有使⽤return返回值，那么函数的返回值是未知的 。

1.1

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。

1.2

return语句执⾏后，函数就彻底返回，后边的代码不再执⾏

1.3

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

1.5

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

1.6

函数的返回类型如果不写，编译器会默认函数的返回类型是int。 

六   数组做函数参数

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。

这⾥写的set_arr函数要能够对数组内容进⾏设置，那么就得把数组作为参数传递给函数，同时函数内部在设置数组每个元素的时候，也得遍历数组，需要知道数组的元素个数。所以我们需要给set_arr传递2个参 数，⼀个是数组，另外⼀个是数组的元素个数。仔细分析print_arr也是⼀样的，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。

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

 

七    嵌套调⽤和链式访问

1   嵌套调⽤

      概念：嵌套调⽤就是函数之间的互相调⽤，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。

  例如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

 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

注意函数之间可以嵌套调⽤，但是函数是不能嵌套定义的。

2 链式访问

定义   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。

八     函数的声明和定义

1单个⽂件

#include <stido.h>

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" )

                    return0；

}

上⾯代码中蓝⾊的部分是函数的定义，绿⾊的部分是函数的调⽤。

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：

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" )

                    return0；

}

int is_leap_year(int y)

{

    if(((y%4==0)&&(y%100!=0)) || (y%400==0))

            return 1;

     else

          return 0;

}

这时候代码运行就会出错

          这是因为C语⾔编译器对源代码进⾏编译的时候，从第⼀⾏往下扫描的，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，就会报出警告。

把怎么解决这个问题呢？就是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。

结论

     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。

2多个⽂件

        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。

注意多文本的编译不是所有的编译器都支持

如

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 <stdio.h>

# 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 ;

}

 3   static 和 extern 

（1）static 和 extern 都是C语⾔中的关键字。static 是 静态的 的意思,extern 是⽤来声明外部符号的.

static作用

• 修饰局部变量

• 修饰全局变量

• 修饰函数

（2） 作⽤域和⽣命周期

作⽤域：    作⽤域是程序设计概念 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。

        局部变量的作⽤域是变量所在的局部范围。

        全局变量的作⽤域是整个⼯程（项⽬）。

⽣命周期      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

       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。

       全局变量的⽣命周期是：整个程序的⽣命 周期 。

（3）static 修饰局部变量：

代码1

代码2

         代码1的test函数中的局部变量a是每次进⼊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）因为 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。

        代码2中，我们从输出结果来看，i的值有累加的效果，其实 test函数中的i创建好后，出函数的时候是不会销毁的，重新进⼊函数也就不会重新创建变量，直接上次累积的数值继续计算。

结论： static修饰局部变量改变了变量的⽣命周期，⽣命周期改变的本质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。存储在静态区的变 量和全局变量是⼀样的，⽣命周期就和程序的⽣命周期⼀样了，只有程序结束，变量才销毁，内存才 回收 。但是作⽤域不变的。

使⽤建议 ：未来⼀个变量出了函数后，我们还想保留值，等下次进⼊函数继续使⽤，就可以使⽤static 修饰。

（4）static修饰全局变量

作用        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。

代码1

add.c

1 int g_val = 2018 ;

test.c

# include <stdio.h>

extern int g_val;

int main ()

{

      printf ( "%d\n" , g_val);

  return 0 ;

}

代码2

add.c

static int g_val = 2018 ;

text.c

# include <stdio.h>

extern int g_val;

int main ()

{

      printf ( "%d\n" , g_val);

  return 0 ;

}

 代码1正常，代码2在编译的时候会出现链接性错误

结论：

⼀个全局变量被static修饰，使得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。 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；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，只能在⾃⼰所在的源 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。

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

(5）static 修饰函数

代码1

add.c

int Add ( int x, int y)

{

return x+y;

}

test.c

# include <stdio.h>

extern int Add ( int x, int y);

int main ()

{

printf ( "%d\n" , Add( 2 , 3 ));

return 0 ;

}

代码2

add.c

static int Add ( int x, int y)

{

return x+y;

}

test.c

# include <stdio.h>

extern int Add ( int x, int y);

int main ()

{

printf ( "%d\n" , Add( 2 , 3 ));

return 0 ;

}

代码1是能够正常运⾏的，但是代码2就出现了链接错误

结论

       其实 static 修饰函数和 static 修饰全局变量是⼀模⼀样的，⼀个函数在整个⼯程都可以使⽤， 被static修饰后，只能在本⽂件内部使⽤，其他⽂件⽆法正常的链接使⽤了。

本质是因为函数默认是具有外部链接属性，具有外部链接属性，使得函数在整个⼯程中只要适当的声明就可以被使⽤。但是被 static 修饰后变成了内部链接属性，使得函数只能在⾃⼰所在源⽂件内部 使⽤。

使⽤建议： ⼀个函数只想在所在的源⽂件内部使⽤，不想被其他源⽂件使⽤，就可以使⽤ static 修饰。

     本篇文章就到此结束，希望有所能帮到读者更好的了解函数。