C语言函数（2021.5.26）

函数

• 函数是完成某项功能的程序模块（代码）；
  
• C程序主要是由函数组成的，函数也是C程序实现模块化设计的主要途径。
  
• 函数的分类：
  • 用户角度：
    • 标准库函数
      
    • 用户自定义函数 **
      
  • 函数形式
    • 有参函数
      
    • 无参函数
      
  • 主调函数：主动调用某函数的函数；
    
  • 被调函数：被调用的函数；
    
• 函数的优点：
  • 可以减少重复性代码；
    
  • 实现C程序的模块化设计；
    
• 怎么定义函数？
  • 格式：返回值类型 函数名（参数列表）；
    • ｛
      • 函数体代码；
        
    • ｝
      
    • 例子： int min(int a，int b)
      
    • ｛ return a
    • 注意：如果省略函数的类型标识符，则默认为int 型
      
  • 形式参数是用来接收主调函数传输过来的数据。
    
• 定义空函数
  • 类型标识符 函数名()
    
  • ｛｝
    • 调用此函数时，什么都不做。常用来在准备扩充功能的地方先写一个空函数，占位。
      
• 定义函数的注意事项：
  • 函数类型标识符变量类型说明符相同，它表示返回的函数值的类型。
    
  • 在C语言中还可以定义无类型（即void类型）的函数，这种函数不返回函数值，只是完成某种功能。
    
  • 如果省略函数的类型标识符，则默认为是int型。
    
  • 函数中返回语句的形式为 return(表达式)；或 return 表达式；其作用是将表达式的值作为函数值返回给调用函数。其中表达式的类型应与函数返回值类型一致。
    
  • 如果形参表中有多个形参，即使它们的类型是相同的，在形参表中也只能逐个进行说明。
    
  • 如果”形参表列”中有多个形式参数，则它们之间要用”，”分隔。
    
  • 一个完整C程序中的所有函数可以放在一个文件中，也可以放在 多个文件中。
    
• 函数调用的一般形式：
  • 函数名（实参表列）
    
    • 
  • 函数调用方式

    - ![](https://api2.mubu.com/v3/document_image/38888b02-3988-4ce6-91ae-c6ebc9a4c2b1-12077076.jpg#align=left&display=inline&height=254&margin=%5Bobject%20Object%5D&originHeight=380&originWidth=599&status=done&style=none&width=400)

• 函数参数和函数的值：
  • 定义函数时，函数名后括号中的变量称为形式参数，即形参。
    
  • 在主函数中调动函数时，函数名后括号中的表达式称为实际参数，简称实参。
    • 函数调用时才给形参分配存储空间，且调用结束后所占空间立即释放。
      
    • 形式参数（形参）：函数定义时指定的参数。
      
    • 实际参数（实参）：函数调用时指定的参数。
      • 形参在函数未被调用前是不开辟内存空间的，只有当函数被调用时，系统才会为形参开辟内存空间，用于接收实际的数据。
        
      • 值传递|单向传递：在C语言中，实参向形参的数据传递是“值传递”，是单向传递，即只由实参传给形参，而不能由形参传回来给实参。在内存中，实参、形参占不同的存储单元，因此形参值的改变不会影响实参值。
        
• 函数原型声明的两种形式：
  • 1.函数类型 函数名(形参类型1 形参名1，形参类型2 形参名2，…)；
    • 各“形参名”可以是任意的，可以与被调用函数中的形参名一样，也可以不一样。但声明中的函数类型以及各形参类型、形参个数必须要与被调用函数定义中的一致。
      
  • 2.函数类型 函数名(形参类型1 ，形参类型2 ，…)
    • 可以只写形参类型而不写形参的名字，因为编译系统并不检查参数名字，只检查参数类型。
      
    • 意义：便于在编译源程序时对调用函数的合法性进行全面检查。当发现不匹配的函数调用（如函数类型不匹配，参数个数不一致，参数类型不匹配等）时，就会在屏幕上显示出错信息，用户可据此发现并改正函数调用中的错误。
      
  • 什么情况下需要声明函数？
    • 函数定义出现在函数调用之后，需要在主调函数内或主调函数前声明；
      
    • 函数定义是在另一个源文件中；
      
• 嵌套调用：
  • C语言不允许嵌套定义函数，但可以嵌套调用函数。
    • 
  • 嵌套调用（被调函数做主调函数，再次调用其他函数）；
    
• 函数的递归调用：
  • 函数调用原理：
    • 1.函数调用函数是要压栈（栈空间）的；
      
    • 2.函数调用结束后，要出栈。
      
  • 递归：函数体内直接或间接的调用自身。
    
  • 本质：借助函数自身调用实现的循环结构。
    
  • 实现原理：函数的调用原理实现回推。
    
• 实现函数递归的注意事项：
  • 1. 函数内部必须要有函数返回的条件；（必须要有出口）
       
  • 1. 对函数返回的判断必须写在函数开始处；（函数开始就要有出口的判断）
       
  • 1. 开始递归；
       
  • 1. 递归调用时，必须要向出口逼近
       
  • 用递归来求阶乘
    
• 数组做函数参数：
  • 1.数组元素做参数
    • 和变量做参数是一样的，是单向的“值传递”。
      
  • 1. 数组名做参数，传递的第一个元素的地址：是“地址传递”，对形参的操作会影响到实参。
       
  • 被调函数形参为数组时，计算该数组大小为固定值，32位为4字节，64位为8字节。
    • 所以在自定义函数形参用数组时，多加一个参数为数组长度。防止自定义函数内对数组的操作产生越界行为。
      
    • 如果是字符数组，存放字符块，不用计算字符数组大小，字符数组中有’\0’结束符。
      
• 衍生知识点：
  • const 关键字 ： const 关键字用于修饰变量，用在数组时候表明只能读取数据，不能修改数据；
    
  • const 关键字使用 ：
    • const int a = 9;
      
    • 用const 修饰的变量，也被称为 只读变量。
      
• 变量的作用域（作用范围）
  • 根据变量的作用范围不同，将变量分为局部变量和全局变量
    
  • 1.局部变量（内部变量）
    • 函数内定义的变量
      
    • 作用域：仅限于函数内；
      
    • 形式参数也是局部变量：
      
  • 1. 全部变量（外部变量）
       • 函数外部定义的变量
         
       • 作用域：从变量定义到本文件末。
         
  • 全局变量：
    • 1、设置全局变量增加了函数间数据的联系渠道。
      
    • 2、若在同一源程序文件中外部变量与局部变量同名，则在局部变量的作用域范围内，外部变量被屏蔽，即不起作用。
      
    • 3、建议不在必要时不要使用全局变量，因为：
      • ① 全局变量在程序的全部执行过程中都占用存储单元，而不是仅在需要时才开辟单元；
        
      • ② 使用全局变量过多，会降低程序的清晰性。在各个函数执行时都可能改变外部变量的值，程序容易出错。因此，要限制使用全局变量；
        
      • ③ 降低了函数的通用性。因为函数在执行时要依赖于其所在的外部变量。如果将一个函数移到另一个文件中，还要将有关的外部变量及其值一起移过去。但若该外部变量与其它文件的变量同名时，就会出现问题，降低了程序的可靠性和通用性。一般要求把Ｃ程序中的函数做成一个封闭体，除了可以通过“实参——形参”的渠道与外界发生联系外，没有其它渠道。
        
• 变量的存储方式和生存期/生命周期
  • 1、变量的生命周期：变量在运行时存在的时间；
    • 局部变量：当局部变量定义时产生，函数结束后消亡。
      
    • 全局变量：当全局变量定义时产生，程序结束后消亡。
      
  • 2、变量的存储方式：变量存放在哪里；
    • 变量存储类型：
      • 2.1 auto （自动类型）#默认 修饰局部变量，变量存放在栈（段）空间；系统自动回收，用户无法操作；
        
      • 2.2 static（静态类型）
        • static 修饰局部变量：变量的作用域不变，生命周期延长；
          
        • static 修饰全局变量：变量的生命周期不变，作用域减少；只限定本文件内使用。
          
      • 2.3 extern（外部类型）
        • 用extern 修饰的变量，表明该变量可能是在其他文件中，或者是在本条语句后定义的。
          
        • extern 修饰全局变量：变量的生命周期不变，作用域扩充
          
      • 2.4 register（寄存器类型）
        • 1. register只能修饰局部变量，不更改变量的作用域；
             • 一般情况下，变量往往是存储在内存中的，用register修饰的变量存储在CUP的寄存器中。
               
             • 场景：循环变量！
               
      • 变量完整定义格式：
        • [存储类型] 数据类型 变量名；
          
  • 3、变量的存储方式决定了变量的生命周期。
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