C语言中的函数

写在前面：文中出现的概念结论性内容转自课堂课件，其余代码，理解内容为笔者所著

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

 

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1. 函数的概念

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。

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

2.1 标准库和头文件

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。

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

2.2 库函数的使用方法

 

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

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

举例：sqrt

 

double sqrt (double x);
//sqrt 是函数名
//x 是函数的参数，表⽰调⽤sqrt函数需要传递⼀个double类型的值
//double 是返回值类型 - 表⽰函数计算的结果是double类型的值

实践

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
  double d = 16.0;
  double r = sqrt(d);
  printf("%lf\n", r);
  return 0;
}

运行结果：

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

举个例子：

写⼀个加法函数，完成2个整型变量的加法操作。

#include <stdio.h>
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
  //to do
  //输出
  printf("%d\n", r);
  return 0;
}

我们根据要完成的功能，给函数取名：Add，函数Add需要接收2个整型类型的参数，函数计算的结果也是整型。

#include <stdio.h>
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;
}

Add函数也可以简化为：

int Add(int x, int y)
{
   return x + y;
}

函数的参数部分需要交代清楚：参数个数，每个参数的类型是啥，形参的名字叫啥。

4. 形参和实参

#include <stdio.h>
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;
}

4.1 实参

在上⾯代码中，第2~7行是 Add 函数的定义，有了函数后，再第17行调用Add函数的。

我们把第17行调用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。

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。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，这个过程就是形参的实例化

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。

#include <stdio.h>
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;
}

在调试的时候可以观察到，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贝。

5. return 语句

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。

 

6. 数组做函数参数

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。

#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  set_arr();//设置数组内容为-1
  print_arr();//打印数组内容
  return 0;
}

这⾥的set_arr函数要能够对数组内容进行设置，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。

#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
  set_arr(arr, sz);//设置数组内容为-1
  print_arr(arr, sz);//打印数组内容
  return 0;
}

 

 

数组传参的几个重点：

• 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

 

根据以上内容，可以实现两个函数：

void set_arr(int arr[], int sz)
{
  int i = 0;
  for(i=0; i<sz; i++)
{
  arr[i] = -1;
  }
}
void print_arr(int arr[], int sz)
{
  int i = 0;
  for(i=0; i<sz; i++)
   {
    printf("%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

假设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

 

int is_leap_year(int y)         //定义函数1，用来处理年份
{
	if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))  //判断是否为闰年，闰年返回值1
		return 1;
	else
		return 0;    //不是闰年返回0
}
int get_days_of_month(int y, int m)       //定义函数2，用来处理月份
{
	int days[] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 }; 
                // 0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  11  12
//开头为0的原因是将下标可以与月份相对应，可以直接通过下标找到月份  
//将所有月份可能出现的天数进行汇总
	int day = days[m];      //将数组中对应的值赋给m，例：m为6则找到6对应的days赋给（day）为30
	if (is_leap_year(y) && m == 2)  //只有在闰年并且为2月份的时候，2对应的28才会+1变为29
		day += 1;          //（如果为闰年左边是1，如果是2月右边也是1，两边都是真，运行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);      //调用函数，对于输入的y和m的值进行处理
	printf("%d\n", d);
	return 0;
}

这段代码中所调用的函数：

main 函数调用 scanf 、 printf 、 get_days_of_month

get_days_of_month 函数调用 is_leap_year

 

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。

 

#include <stdio.h>
int main()
{
  int len = strlen("abcdef");//1.strlen求⼀个字符串的⻓度
  printf("%d\n", len);//2.打印⻓度
  return 0;
}

#include <stdio.h>
int main()

{
  printf("%d\n", strlen("abcdef"));//链式访问
  return 0;
}

例：求下面代码运行出的结果

#include <stdio.h>
int main()
{
  printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
  return 0;
}

printf函数返回的是打印在屏幕上的字符的个数。

 

上面的例子中，我们就第⼀个printf打印的是第二个printf的返回值，第二个printf打印的是第三个

printf的返回值。

 

第三个printf打印43，在屏幕上打印2个字符，再返回2

第⼆个printf打印2，在屏幕上打印1个字符，再放回1

第⼀个printf打印1

所以屏幕上最终打印：4321

 

8. 函数的声明和定义

8.1 单个文件

例：判断闰年的代码

#include <stido.h>
//判断⼀年是不是闰年
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");
   return 0;
}

可见，函数的定义放在了调用函数的前面，那么如果我们将二者位置调换再运行会有什么结果呢？

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");
    return 0;
}
int is_leap_year(int y)
{
    if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
        return 1;
    else
        return 0;
}

在vs2022上运行会出现报错

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，当遇到第7行的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。

 

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，省略掉名字也可以 。

 

#include <stido.h>
int is_leap_year(int y);//函数声明
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");
    return 0;
}
int is_leap_year(int y)
{
    if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
        return 1;
    else
        return 0;
}

首先进行函数的声明后就可以正常运行了

8.2 多个文件

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。（test.c中就是程序的主体，对函数进行调用）

 

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;
}

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。

 

先对作用域和生命周期进行叙述：

 

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。

 

8.3.1 static 修饰局部变量

代码1

//代码1
#include <stdio.h>
void test()
{
  int i = 0;
  i++;
  printf("%d ", i);
}
int main()
{
  int i = 0;
  for(i=0; i<5; i++)
  {
    test();
  }
   return 0;
}

代码2

//代码2
#include <stdio.h>
void test()
{
  //static修饰局部变量
  static int i = 0;
  i++;
  printf("%d ", i);
}
int main()
{
  int i = 0;
   for(i=0; i<5; i++)
   {
      test();
   }
  return 0;
}

代码1的test函数中的局部变量i是每次进入est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）。

 

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。

 

8.3.2 static 修饰全局变量

代码1：

add.c

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;

test.c

#include <stdio.h>
extern int g_val;
int main()
{
  printf("%d\n", g_val);
  return 0;
}

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。

 

8.3.3 static 修饰函数
 

与以上两种情况类似

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。

 

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。

 

———————————————————————————————————————————

完

 

JohnWick                                                                                                                                

2025年11月30日