C语言函数

一、函数核心机制解析

1. 参数传递原理

   值传递（默认方式）

   形参作为独立内存空间，接收实参值的拷贝。函数内对形参的修改不会影响实参
   示例：void Swap(int a, int b) 无法交换外部变量值

   地址传递（数组/指针）
   传递数组首地址或指针时，形参通过地址直接操作原始数据

   
   
   void ModifyArray(int arr[], int len) {
       arr[0] = 100;  // 直接影响原数组
   }

2. 返回值机制

    返回值的存储：返回值存储于临时寄存器或栈空间

   返回指针的注意事项：
   不可返回局部变量的地址（函数结束内存释放）

   
   
   int* DangerousFunc() {
       int local = 5;  // 局部变量
       return &local;  // 错误！返回后地址失效
   }

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二、函数进阶特性

1.递归函数

• 三要素：递归出口、问题分解、参数收敛

• 经典示例：斐波那契数列

  int Fibonacci(int n) {
      if(n <= 2) return 1;
      return Fibonacci(n-1) + Fibonacci(n-2);
  }

• 优劣分析：
  优点：代码简洁，适合树形结构问题
  缺点：栈空间消耗大，时间复杂度高

2.函数指针

• 声明方式：返回类型 (*指针名)(参数类型列表)

• 应用场景：回调函数、策略模式

  int (*calc)(int, int);  // 声明函数指针
  calc = Add;  // 指向加法函数
  int result = calc(3,5);  // 调用

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三、工程化实践要点

1.头文件规范

// mymath.h
#ifndef MYMATH_H  // 防止重复包含
#define MYMATH_H

int Factorial(int n);  // 函数声明

#endif

2.多文件编译

编译指令：

gcc -c main.c utils.c  # 分别编译
gcc main.o utils.o -o program  # 链接

3.静态函数

static void InternalFunc() {  // 限定本文件使用
    // 工具函数实现
}

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四、常见错误排查

1. 链接错误（Linker Error）

   • 现象：undefined reference to 'funcName'

   • 原因：未实现声明过的函数/链接时缺少目标文件

2. 栈溢出（Stack Overflow）

   • 场景：递归深度过大或局部数组尺寸超标

   • 解决方案：改用动态内存或迭代算法

3. 类型隐式转换

   c

   复制

   float func() {...}
   int main() {
       int a = func();  // 丢失精度
   }

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五、性能优化策略

1.内联函数

inline int Max(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
}

• 适用场景：简单函数频繁调用时减少栈开销

2.尾递归优化
将递归调用置于函数最后一句，可被编译器优化为循环结构：

int TailRecursion(int n, int acc) {
    if(n == 0) return acc;
    return TailRecursion(n-1, acc*n);  // 尾调用形式
}

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六、现代C特性扩展

1.泛型选择（C11）

#define print_type(x) _Generic((x), \
    int: "Integer", \
    float: "Float", \
    default: "Unknown" )

2.变长参数函数

#include <stdarg.h>
int sum(int count, ...) {
    va_list args;
    va_start(args, count);
    int total = 0;
    for(int i=0; i<count; i++){
        total += va_arg(args, int);
    }
    va_end(args);
    return total;
}

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总结

• 构建可维护的模块化代码结构

• 合理选择值传递/地址传递策略

• 在递归与迭代间做出最优选择

• 编写高效安全的接口函数

• 规避常见的内存和逻辑错误