C语言入门知识点(7.函数)(超详细)

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此笔记仅是我个人学习的笔记,接下来会持续更新,希望对初学者有所帮助,如果发现错误,望在评论区指正。

1.函数的概念

在前文中我们了解过库函数的概念,库函数是函数的一个分类,一般情况下,我们在C语言中遇到的两个函数为:库函数和自定义函数。
概念:同数学中函数的概念一样,C语言中的函数同样是输入值以后输出一些值。为什么要引入函数呢?是因为在编写代码的过程中如果存在错误,查找和改正这些错误时一堆杂乱无章的代码是很难找到错误的。这个时候引入函数的概念就能将一个大的代码部分分为无数小的代码部分,这样就可以很方便的修正这些错误。

2.库函数

2.1标准库与头文件

C语言的国际标准ANSI规定了一些常用函数的标准,称为标准库。不同的编译器厂商根据这些给出了一系列函数的实现,这些函数被称为库函数。
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
库函数查阅:
库函数查询https://zh.cppreference.com/w/c/header.html
库函数查询https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/

3.自定义函数

有时候需要一些复杂的版块而库函数无法实现,自定义函数就是自己编写一个函数,方便程序编写。

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是函数返回值类型
  • fun_name是函数名
  • 括号里放的是形式参数
  • {}里放的是函数体

3.2函数的举例

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

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d", &a);
	scanf("%d", &b);
	int c = ADD(a, b);
	printf("%d", c);
	return 0;
}

4.形参与实参

4.1形参

以上面函数的举例ADD为例子,来说一下形参和实参
形式参数,简称形参,是仅仅在函数里面出现的参数,就是上面的x和y,只在形式上存在,不会像内存申请空间。形式参数只有被调用时接收了实际参数的值才会向内存申请空间,这个过程称为形参的实例化

4.2实参

实际参数就是真实传递给函数的参数,就是上面的a和b。

4.3形参和实参的关系

通过代码调试,我们可以看到这段代码运行的过程:

1.开始的时候
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2.a和b被定义
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3.进入函数内部观察
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4.形参的实质化过程
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5.计算并返回值
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6.计算并打印
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以上就是这段代码完整的运行过程了,如果是初学者可以自己试一下
实际上,我们在调试的时候发现,x和y确实是从a和b得到的值,但是xy和ab的内存地址是不一样的,所以我们可以理解为形参是实参的一份临时拷贝
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4.4注意

形参和实参是可以为同一名称的,但是他们本质上还是不同的变量,仅仅作用域和内存空间不同

5.return语句

在函数中经常要出现return语句,这里重点说明一下return语句的注意事项

  • return后面可以是一个数值/变量,也可以是一个表达式,表达式的情况下返回的是表达式的值
  • return后面什么也不加的情况适合函数返回类型是void的情况
  • 如果函数的返回类型和return后面的数值类型不同的话,会自动将return后面的值转换为函数返回类型,可能会出现数值残缺的情况
  • return语句要放到函数的最后,因为return语句一旦执行,就跳出函数,不再执行函数后面的语句
  • 如果存在if等分支语句,要保证每种情况下都有return语句,就像是switch语句中的break一样,否则会出现编译错误的情况

6.数组做函数参数

在详细述说数组作为函数参数怎么传参以前,我们先来看一个代码:

//set_arr函数作用:将代码中的元素全部换为 6 ,并且打印出来
void set_arr(int arr[], int sz);

int main()
{
	int arr[5] = { 0 };
	int sz = 0;
	sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	set_arr(arr,sz);
	return 0;
}

void set_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < sz;i++)
	{
		arr[i] = 6;
	}
	for (i = 0;i < sz;i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
	return;
}

接下来依次开始解释

void set_arr(int arr[], int sz);

是函数声明,在本文稍后的位置会解释

  • 由于函数最后是打印一个数组,所以函数的返回类型是void,函数声明时使用 void 表示该函数没有返回值,即函数执行完成后不会向调用者返回任何数据。
    函数的内容不再解释,下面我们来看一下几个重点知识
  • 函数的形参个数和实参个数要符合
  • 形参如果是一维数组,可以忽略数组个数
  • 形参如果是二维数组,那么列个数必须要说明,行个数可以忽略,例如:arr[][3]
  • 数组传参,形参不会创建一个新的数组
  • 形参操作的数组和实参的数组是同一个数组

7.嵌套调用和链式访问

7.1嵌套调用

以这个代码为例

//计算某年某⽉有多少天?

int is_leap_year(int year);
int IF(int year, int month);

int main()
{
	int year = 0;
	int month = 0;
	scanf("%d", &year);
	scanf("%d", &month);
	printf("%d\n", IF(year,month));
	return 0;
}

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

int IF(int year,int month)
{
	int day[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if (is_leap_year(year))
		day[2]++;
	return day[month];
}
  • 所谓嵌套调用,就是指在一个函数里面调用另外的其他函数(包括库函数和自定义函数),例如上例中IF函数里面调用了is_leap_year这个函数,以后代码中经常要用到函数的嵌套调用,但是函数是不能嵌套定义的,即函数的调用只能在其他函数外部。

7.2链式访问

//链式访问

int main()
{
	char ch[] = "abcde";
	printf("%d", strlen(ch));
	return 0;
}
  • 链式访问就是将一个函数的返回值作为另一个函数的的参数,这些函数像是链条一样穿起来。上面这个函数就是将strlen函数作为printf的参数。

下面我们来看一个代码:

int main()
{
	printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
	return 0;
}

代码输出的内容
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为什么是4321不是43,这是因为printf返回的是打印在屏幕上字符的个数。第一次返回的是43,第二次返回的是2,第三次返回的是1,如果我们在每个printf里面加\n,最终打印出来的结果如下。
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8.函数的声明与定义

8.1单个文件

以下面代码为例

//计算某年某⽉有多少天?

int is_leap_year(int year);
int IF(int year, int month);

int main()
{
	int year = 0;
	int month = 0;
	scanf("%d", &year);
	scanf("%d", &month);
	printf("%d\n", IF(year,month));
	return 0;
}

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

int IF(int year,int month)
{
	int day[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };
	if (is_leap_year(year))
		day[2]++;
	return day[month];
}
int is_leap_year(int year);
int IF(int year, int month);

这部分是函数的声明

printf("%d\n", IF(year,month));

这部分是函数的调用

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

这部分是函数的定义

  • 有时候函数的定义放在函数的调用后面,这个时候就需要在调用的前面加上函数的声明,如上例。

8.2多个文件

有时候代码比较多的时候,需要把不同的代码放在多个文件里面。
一般情况下,函数的声明,类型的声明放在头文件(.h)中,函数的实现放在源文件(.c)中

如下:
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这里将声明放到了ADD.h里,将定义放到了ADD.c里,调用在源文件中,并且前面添加了#include "ADD.h".

内容概要:本文围绕EKF SLAM(扩展卡尔曼滤波同步定位与地图构建)的性能展开多项对比实验研究,重点分析在稀疏与稠密landmark环境下、预测与更新步骤同时进行与非同时进行的情况下的系统性能差异,并进一步探讨EKF SLAM在有色噪声干扰下的鲁棒性表现。实验考虑了不确定性因素的影响,旨在评估不同条件下算法的定位精度与地图构建质量,为实际应用中EKF SLAM的优化提供依据。文档还提及多智能体系统在遭受DoS攻击下的弹性控制研究,但核心内容聚焦于SLAM算法的性能测试与分析。; 适合人群:具备一定机器人学、状态估计或自动驾驶基础知识的科研人员及工程技术人员,尤其是从事SLAM算法研究或应用开发的硕士、博士研究生和相关领域研发人员。; 使用场景及目标:①用于比较EKF SLAM在不同landmark密度下的性能表现;②分析预测与更新机制同步与否对滤波器稳定性与精度的影响;③评估系统在有色噪声等非理想观测条件下的适应能力,提升实际部署中的可靠性。; 阅读建议:建议结合MATLAB仿真代码进行实验复现,重点关注状态协方差传播、观测更新频率与噪声模型设置等关键环节,深入理解EKF SLAM在复杂环境下的行为特性。稀疏 landmark 与稠密 landmark 下 EKF SLAM 性能对比实验,预测更新同时进行与非同时进行对比 EKF SLAM 性能对比实验,EKF SLAM 在有色噪声下性能实验
内容概要:本文围绕“基于主从博弈的售电商多元零售套餐设计与多级市场购电策略”展开,结合Matlab代码实现,提出了一种适用于电力市场化环境下的售电商优化决策模型。该模型采用主从博弈(Stackelberg Game)理论构建售电商与用户之间的互动关系,售电商作为领导者制定电价套餐策略,用户作为跟随者响应电价并调整用电行为。同时,模型综合考虑售电商在多级电力市场(如日前市场、实时市场)中的【顶级EI复现】基于主从博弈的售电商多元零售套餐设计与多级市场购电策略(Matlab代码实现)购电组合优化,兼顾成本最小化与收益最大化,并引入不确定性因素(如负荷波动、可再生能源出力变化)进行鲁棒或随机优化处理。文中提供了完整的Matlab仿真代码,涵盖博弈建模、优化求解(可能结合YALMIP+CPLEX/Gurobi等工具)、结果可视化等环节,具有较强的可复现性和工程应用价值。; 适合人群:具备一定电力系统基础知识、博弈论初步认知和Matlab编程能力的研究生、科研人员及电力市场从业人员,尤其适合从事电力市场运营、需求响应、售电策略研究的相关人员。; 使用场景及目标:① 掌握主从博弈在电力市场中的建模方法;② 学习售电商如何设计差异化零售套餐以引导用户用电行为;③ 实现多级市场购电成本与风险的协同优化;④ 借助Matlab代码快速复现顶级EI期刊论文成果,支撑科研项目或实际系统开发。; 阅读建议:建议读者结合提供的网盘资源下载完整代码与案例数据,按照文档目录顺序逐步学习,重点关注博弈模型的数学表达与Matlab实现逻辑,同时尝试对目标函数或约束条件进行扩展改进,以深化理解并提升科研创新能力。
内容概要:本文介绍了基于粒子群优化算法(PSO)的p-Hub选址优化问基于粒子群优化算法的p-Hub选址优化(Matlab代码实现)题的Matlab代码实现,旨在解决物流与交通网络中枢纽节点的最优选址问题。通过构建数学模型,结合粒子群算法的全局寻优能力,优化枢纽位置及分配策略,提升网络传输效率并降低运营成本。文中详细阐述了算法的设计思路、实现步骤以及关键参数设置,并提供了完整的Matlab仿真代码,便于读者复现和进一步改进。该方法适用于复杂的组合优化问题,尤其在大规模网络选址中展现出良好的收敛性和实用性。; 适合人群:具备一定Matlab编程基础,从事物流优化、智能算法研究或交通运输系统设计的研究生、科研人员及工程技术人员;熟悉优化算法基本原理并对实际应用场景感兴趣的从业者。; 使用场景及目标:①应用于物流中心、航空枢纽、快递分拣中心等p-Hub选址问题;②帮助理解粒子群算法在离散优化问题中的编码与迭代机制;③为复杂网络优化提供可扩展的算法框架,支持进一步融合约束条件或改进算法性能。; 阅读建议:建议读者结合文中提供的Matlab代码逐段调试运行,理解算法流程与模型构建逻辑,重点关注粒子编码方式、适应度函数设计及约束处理策略。可尝试替换数据集或引入其他智能算法进行对比实验,以深化对优化效果和算法差异的理解。
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