C语言学习笔记七（函数）-优快云博客

1. 函数的基本概念

函数定义：完成特定功能的独立代码块
函数作用：
- 代码复用
- 模块化编程
- 提高可读性和可维护性

计算机的函数是一个固定的程序段，或称其为一个子程序。它在可以实现固定运算功能的同时，还带有一个入口和一个出口，所谓的入口，就是函数所带来的各个参数，可以通过这个入口，把函数的参数带入子程序，供计算机处理，所谓出口，就是指函数的函数值，在计算机求得之后，由此带回给调用它的程序。

2. 函数组成

返回类型 函数名(参数列表) {
    // 函数体
    [声明部分]
    [执行语句]
    [return 表达式;]
}

3. 函数声明与定义

函数声明（原型）：
```
返回类型 函数名(参数类型列表);
```
例如：int max(int a, int b);

函数定义：

返回类型 函数名(参数列表) {
    // 函数实现
}

4. 函数参数

形式参数（形参）：函数定义时声明的参数
实际参数（实参）：函数调用时传入的具体值
参数传递方式：
- 值传递（默认方式）
- 地址传递（通过指针）

实参的类型必须与对应的形象类型匹配，函数有几个形参，调用时就必须提供数量相同的实参。

5. 返回值

使用return语句返回一个值
返回值类型必须与函数声明类型一致（或可隐式转换）
无返回值函数使用void类型

6. 函数调用

一般形式：函数名(实参列表);
调用方式：
- 作为表达式的一部分
- 作为独立语句
- 作为另一个函数的参数

7. 函数分类

7.1 按来源分

库函数（标准函数）：如printf(), scanf()
用户自定义函数

7.2 按返回值分

有返回值函数
无返回值函数（void）

7.3 按参数分

有参函数
无参函数

8. 递归函数

函数直接或间接调用自身
必须包含递归终止条件

示例：阶乘计算

int factorial(int n) {
    if (n <= 1) return 1;
    return n * factorial(n - 1);
}

9. 变量的作用域与存储类别

9.1 作用域

局部变量：函数内部定义，只在函数内有效
全局变量：函数外部定义，整个程序可见

9.2 存储类别

auto：自动变量（默认）
static：静态变量（保持值不变）
register：寄存器变量（建议编译器将变量存储在寄存器中）
extern：外部变量（声明在其他文件中定义的变量）

10. 函数指针

指向函数的指针变量
声明形式：返回类型 (*指针名)(参数类型列表);

示例：

int (*pFunc)(int, int);  // 声明函数指针
pFunc = max;             // 指向max函数
int result = pFunc(3,5); // 通过指针调用函数

11. 可变参数函数

参数数量可变的函数
使用stdarg.h头文件中的宏：
- va_list：声明参数列表变量
- va_start：初始化参数列表
- va_arg：获取下一个参数
- va_end：清理参数列表

示例：实现一个简单的可变参数求和函数

#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;
}

12. 内联函数

使用inline关键字声明
编译器尝试将函数调用替换为函数体代码
适用于短小、频繁调用的函数

示例：

inline int square(int x) {
    return x * x;
}

13. 函数设计最佳实践

函数应保持单一职责原则
函数长度不宜过长（建议不超过一屏）
函数命名应清晰表达其功能
合理设计参数数量和返回值
避免使用全局变量进行函数间通信
对参数进行有效性检查
添加适当的注释说明函数用途和参数含义

14. 常用库函数示例

数学函数（math.h）

sqrt(x)：平方根
pow(x,y)：x的y次幂
sin(x), cos(x)：三角函数

字符串函数（string.h）

strcpy(dest, src)：字符串复制
strcat(dest, src)：字符串连接
strcmp(s1, s2)：字符串比较

输入输出函数（stdio.h）

printf()：格式化输出
scanf()：格式化输入
fgets()：从文件/标准输入读取字符串

15. 函数与数组

数组作为函数参数时，实际传递的是数组首地址

示例：

void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
}

16. 函数与结构体

结构体可以作为函数参数和返回值
通常使用指针传递结构体以提高效率

示例：

struct Point {
    int x;
    int y;
};

void printPoint(struct Point *p) {
    printf("(%d, %d)", p->x, p->y);
}

17. 回调函数

通过函数指针实现的机制，允许一个函数调用另一个函数
常用于事件处理、排序算法等场景

示例：

void process(int (*callback)(int)) {
    int result = callback(10);
    printf("Result: %d\n", result);
}

int doubleNum(int x) {
    return x * 2;
}

// 调用
process(doubleNum);

18. main函数的特殊形式

int main(void) { ... }          // 无参数形式
int main(int argc, char *argv[]) { ... }  // 带命令行参数形式

20.注意

1.为什么需要函数？

函数的本质是可以被重复调用的、功能相对比独立的程序段。函数的引入实现了两个目的；一是便于结构化、模块化编程；二是解决代码的重复。

2. 避免函数副作用

理想情况下，函数应只通过参数和返回值通信
避免过度使用全局变量

3. 避免过长的函数

函数体不宜过长（通常不超过一屏）
过长的函数难以维护和理解
建议将大函数拆分为多个小函数