认识认识函数

1.函数的概念

数学中我们其实就⻅过函数的概念，⽐如：⼀次函数 y=kx+b ，k和b都是常数，给⼀个任意的x，就 得到⼀个y值。

 其实在C语⾔也引⼊函数（function）的概念，有些翻译为：⼦程序，⼦程序这种翻译更加准确⼀些。 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。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。 在C语⾔中我们⼀般会⻅到两类函数：

• 库函数

• ⾃定义函数

2.库函数

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，那不同的编译器⼚商根据ANSI提供的C语⾔标准就给出了⼀系列 函数的实现。这些函数就被称为库函数。

各种编译器的标准库中提供了⼀系列的库函数，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

库函数是在标准库中对应的头⽂件中声明的，所以库函数的使⽤，务必包含对应的头⽂件，不包含是 可能会出现⼀些问题的。

3.自定义函数

3.1函数的语法形式

其实⾃定义函数和库函数是⼀样的，形式如下：ret_type fun_name(形式参数) { }

• ret_type 是函数返回类型

 • fun_name 是函数名

 • 括号中放的是形式参数

• {}括起来的是函数体

3.2函数的举例

写⼀个加法函数，完成2个整型变量的加法操作。

int Add(int x, int y)

{ int z = 0; z = x+y; return z; }

int main()

{ int a = 0; int b = 0; //输⼊ scanf("%d %d", &a, &b);

//调⽤加法函数，完成a和b的相加 //求和的结果放在r中 int r = Add(a, b);

//输出 printf("%d\n", r);

return 0; }

4.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。

4.1 实参

调⽤函数时，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。

4.2 形参

在上⾯代码中，第2⾏定义函数的时候，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。

为什么叫形式参数呢？实际上，如果只是定义了 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，这个过程就是形式的实例化。

4.3 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。所 以我们可以理解为形参是实参的⼀份临时拷⻉。

5. return语句

在函数的设计中，函数中经常会出现return语句，这⾥讲⼀下return语句使⽤的注意事项。

 • 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。

 • return语句执⾏后，函数就彻底返回，后边的代码不再执⾏。

• 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。

6. 数组做函数参数

这⾥我们需要知道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

根据上述的信息，我们就可以实现这两个函数：

void set_arr(int arr[], int sz)

{ int i = 0; for(i=0; i-1; } 

void print_arr(int arr[], int sz)

{ int i = 0; for(i=0; iprintf("%d ", arr[i]); }

printf("\n"); }

7. 嵌套调⽤和链式访问

7.1 嵌套调⽤

嵌套调⽤就是函数之间的互相调⽤，每个函数就⾏⼀个乐⾼零件，正是因为多个乐⾼的零件互相⽆缝 的配合才能搭建出精美的乐⾼玩具，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。

int is_leap_year(int y)

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

return 1;

else return 0; }

int get_days_of_month(int y, int m)

{ int days[] = {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};

int day = days[m];

if (is_leap_year(y) && m == 2)

day += 1; return day; }

int main()

{ int y = 0; int m = 0; scanf("%d %d", &y, &m);

int d = get_days_of_month(y, m);

printf("%d\n", d);

return 0; }

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

未来的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。

7.2 链式访问

所谓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。

int main() { printf("%d\n", strlen("abcdef"));//链式访问 return 0; }把strlen的返回值直接作为printf函数的参数。

8. 函数的声明和定义

8.1单个文件

⼀般我们在使⽤函数的时候，直接将函数写出来就使⽤了。像上述判断闰年的函数定义和函数的调用，定义声明一般要在调用之前。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。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。

函数的调⽤⼀定要满意，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。

8.2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。

8.3 static和extern

static 和extern 都是C语⾔中的关键字。

static 是 静态的 的意思，可以⽤来：

• 修饰局部变量

• 修饰全局变量

• 修饰函数

extern 是⽤来声明外部符号的。

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。

1. 局部变量的作⽤域是变量所在的局部范围。 2. 全局变量的作⽤域是整个⼯程（项⽬）。

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。

8.3.1static 修饰局部变量：

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。

8.3.2static 修饰全局变量：

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。

8.3.3 static 修饰函数：

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。

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。

8.3.4exttern声明外部符号

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。