C语言入门---函数

声明：以下文字仅自己个人总结并手打！！！不存在抄袭！！！

1.函数的声明与定义

1.1什么是函数的声明和定义？

函数的声明和定义是函数在使用前必须进行的两个步骤。 函数的声明是告诉编译器有一个函数的存在，它将在后面定义或实现。它包括函数的名称、返回类型和参数列表。例如，函数声明可以是 "int add(int a, int b)"，告诉编译器有一个名为add的函数，它接受两个整数作为参数，并返回一个整数。 函数的定义则是函数的实际实现，它包括函数的功能代码和返回值。例如，函数定义可以是 "int add(int a, int b) { return a + b; }"，实现了add函数的功能，并返回了两个参数的和。 需要注意的是，函数的声明和定义通常是分开的。在调用函数之前，必须先声明它，然后才能在需要的地方定义它。

如下;

#include <stdio.h>
//函数的定义
void success()
{
    printf("we will succeed");
}

int main() {
    success(); //调用success（）
    return 0;
}

void success()
{
    printf("we will succeed");
}
函数的定义

注：如果函数的定义放在main函数的下面，需要在main函数提前声明，避免编译器出现警告！

#include <stdio.h>

void success();

int main() {
    success(); //调用success（）
    return 0;
}
//函数的定义
void success()
{
    printf("we will succeed");
}

void success（）；对函数声明

两者输出结果：

1.2函数的嵌套调用

新建strive.c 和 strive.h

在头文件中定义 #include <stdio.h>  原因是main.c和strive.c 同时使用到了strive.h  这样在多个使用同一个头文件时，更加的方便。

可直接在main.c 和strive.c 直接调用strive.h 

疑问点：为什么这里的编译预处理命令（#include "strive.h"）为什么是"" 而不是<>???

<>的意思是在c语言的系统文件中寻找，找不到报错

而" "表示先从自己的目录寻找后在系统文件寻找，找不到报错

2.在头文件中声明void success（）

我们可以看出下方代码不用在main上方提前声明 也不会出现编译器警告现象! 

原因是 我们在头文件中声明了，之后在strive.c中添加了编译预处理命令（#include "strive.h"）表明已经声明。

运行结果：

在头文件（strive.h）中 添加

int strive_succeed(int i);  //对strive_succed函数声明，有形参有返回值 返回值类型是int

之后在strive.c里面进行嵌套调用

//
// Created by HP on 2023/9/27.
//
#include "strive.h"
int strive_succeed(int i)
{
    printf("*******************\n");
    printf("strive_succeed %d\n",i);

}

//在这里调用 strive_succeed 就是嵌套调用
void success()
{
    printf("we will succeed\n");
    strive_succeed(6);
}

void success()
{
    printf("we will succeed\n");
    strive_succeed(6);
}
这里就是嵌套调用

嵌套调用图解： main调用了strive.c 和strivr.h    strive.c是调用了strive.h中的语句

1.3 C语言的编译和执行特点：

1. 分别编译：多个C文件可以分别进行编译，提高编译效率。由于是分别编译，每个C文件都可以独立进行编译，而不会影响其他文件。

2. 头文件拷贝：头文件包含在每个C文件中，在编译时直接拷贝到每个C文件中。头文件不参与编译，只是包含在C文件中。

3. 执行过程：程序从main函数开始执行，当main函数结束时，整个程序也就结束了。

1.4 嵌套调用定义

嵌套调用是程序中一个函数调用另一个函数的情况。在这种情况下，被调用的函数可以再调用其他函数，形成一层一层的调用关系，就像穿袜子一样，一层一层地套上。这种调用方式在程序中是允许的，但要注意，函数之间是互相平行的，不能在一个函数内部再定义另一个函数，这是不允许的。

1.5 函数声明与定义的差异

函数的定义是指函数功能的确立，包括函数名、函数值类型（返回值类型）、形参及其类型和函数体。（下面对函数定义做出解释）例如，在C语言中，函数定义需要明确函数的功能、输入参数类型、返回值类型以及函数体中的具体实现。

差异：而函数声明则是不需要包含函数体的。它主要声明了函数返回值类型、函数名以及形参及其类型。在C语言中，函数声明只需要说明函数的返回值类型、函数名以及输入参数的类型即可，不需要写出函数的具体实现代码。 总之，函数声明与定义的主要区别在于是否包含函数体。函数定义包含了函数体，而函数声明则只是声明的函数的返回值类型、函数名以及输入参数的类型。

举个栗子

int（函数值类型） strive_succeed（函数名）(int（形参的类型） i)

{     }    形参体

1.6 什么是无参函数有参函数？

无参函数和有参函数是函数定义中的两种基本类型，它们的主要区别在于函数是否接受参数。

无参函数是指在主调函数调用被调函数时，主调函数不向被调函数传递数据。无参函数通常用于执行特定的任务，如输出信息、获取系统时间等，也可以有返回值，但一般以没有返回值居多。无参函数的调用方式相对简单，只需要函数名和一对圆括号即可。

举个栗子

void sayHello() 
 {
  printf("Hello World!\n");
}

有参函数则是指在主调函数调用被调函数时，主调函数通过参数向被调函数传递数据。在一般情况下，有参函数在执行被调函数时会得到一个值并返回给主调函数使用。有参函数的使用需要注意在定义函数时，必须要指定形参的类型，同时实参与形参的类型要相同或赋值兼容。有参函数的调用方式需要在函数名后面的圆括号内传递参数，参数可以是常量、变量或表达式。

举个栗子：

​
​
int search(int arr[], int n, int key) 
{
  for (int i = 0; i < n; i++)
 {
    if (arr[i] == key) 
{
      return i;   //找到的元素在数组中的索引
    }

  }
  return -1;   // 如果没有找到元素则返回-1表示失败
}

​

​

2.函数递归调用

2.1为什么要使用递归？

使用递归的意义在于降低算法的难度，使得初学者也能够理解和实现。在快速排序等算法中，使用递归可以让代码更加简洁易懂。递归能够将问题分解成更小的子问题，降低问题的复杂度，使算法的实现更加直观和易于理解。

2.2递归例题演示（经典楼梯问题）

 假如有n给台阶，一次只能上1个或者2个台阶，走到第n个台阶有几种走法？代码如下：

#include <stdio.h>
int main() {
    int n;
    scanf("%d",&n);
    printf("step(%d)=%d",n,step(n));
    return 0;
}

 int step(int n){
     if(2==n ||  1==n)
     {
         return n;
     }
     return step(n-2)+step(n-1);

}

解析代码：n表示楼梯数   step表示一次走几步
#include <stdio.h>
int main() {
    int n;
    scanf("%d",&n);                 //scanf输入n（楼梯数）
    printf("step(%d)=%d",n,step(n));    //输出
    return 0;
}

 int step(int n){                  //设置类型
     if(2==n || 1==n)             //当n等于2或1时 输出n的值 即n=1 n=2
     {
         return n;                //输出n值
     }
     return step(n-2)+step(n-1);   //题目规则一次只能走一步或两步

}

2.3递归楼梯问题的核心（同递归的核心）

找公式

具体来说，要找到给定台阶数n和前一个台阶数n-1之间的关系。在这个例子中，通过递归的方式，将问题不断拆分成更小的子问题，直到到达基础情况（也就是结束条件）。 在实现递归时，首先要确定递归公式，即n*f（n-1）的关系。然后使用这个公式来实现递归函数。当传递到结束条件时，递归结束，然后返回结果。

3.全局变量和局部变量

3.1全局变量

3.1.1全局变量的定义

全局变量是在函数外部定义的变量，也被称为全称变量，它们在整个程序中都有效，从定义位置到文件尾部有效。

全局变量代码演示：通过代码可以看出succe_c和main函数同时使用了i 并成功运行了i的结果

#include <stdio.h>

int i=10;    //i是全局变量
void succeed_c(int c)
{
    printf("succeed_c=%d\n",i);
}
int main() {
    printf("main=%d\n",i);
    succeed_c(4);         //调用succeed_c
    return 0;
}

运行结果：

3.1.2不建议使用全局变量的原因

1. 全局变量在程序执行过程中会一直占用内存单元，不会释放掉。这会导致内存的浪费，特别是在程序执行结束后，这些全局变量仍然会占用内存空间。

2. 当局部变量与全局变量重名时，编译器会采用就近原则（看下图），即访问和修改的是局部变量的值，而非全局变量的值。这可能会导致程序的逻辑出错，影响代码的正确性。 因此，为了提高程序的可读性和可维护性，避免不必要的错误和内存浪费，不建议使用全局变量。

main函数下光标处 的int i=5根据就近原则 使得结果输出main=5 

3.2局部变量

3.2.1局部变量的定义

局部变量是在函数内部定义的变量，也被称为内部变量，它们只在其所在的函数内有效。这些变量只在该函数内部使用，在其他函数或主函数中无法直接使用。 形参也是局部变量的一种，它们在函数内部定义，并且只在该函数内部使用。形参的作用范围仅限于其所在的函数中，在函数外部无法直接使用。 需要注意的是，局部变量名不能和形参同名，否则会导致编译错误。同时，不同函数中可以定义相同的变量，但这些变量的作用范围仅限于各自所在的函数中，不会互相干扰。

3.2.2局部变量常见错误

1.局部变量时只能在同给括号使用，否则会出现报错！！！

这里只是举了一个基本例子还有比如for()，while()循环在()内命名的，在括号外不能使用。

2.形参也可做为局部变量，同就近原则。

3.2.3实参和形参是什么？他们的区别是什么？

1.实参是调用函数时提供的参数，用于在函数内部使用。实参可以是常量、变量、表达式等。

2.形参是定义函数时声明的参数，用于接收调用函数时传递的参数。形参必须指定类型，并且可以有多个。在函数内部，形参可以作为局部变量使用，也可以作为返回值返回给调用函数。 总之，实参和形参的主要区别在于它们的作用时间、作用范围和传递方式不同。

3.3全局变量和局部变量的区别

全局变量和局部变量的区别主要体现在作用域和存储位置。

全局变量在整个程序中都可用，而局部变量仅在定义它的函数或循环等范围内可用。全局变量存储在全局数据区中，而局部变量存储在栈区。编译器在设计时规定，如果局部变量与全局变量重名，那么将采用就近原则，即实际获取和修改的都是局部变量的值。因此，不建议使用全局变量，以避免可能出现的逻辑错误。

(以上均个人理解)