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所屬專欄：C語言學(xué)習(xí)
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1. 函數(shù)的概念

在數(shù)學(xué)中我們就知道了函數(shù)這個(gè)概念，而C語言同樣引入了函數(shù)這個(gè)概念，那C語言的函數(shù)到底是什么樣的呢？

在C語言中，函數(shù)也叫子程序，它是一段可以重復(fù)使用的代碼，用來獨(dú)立地完成某個(gè)功能，它可以接收用戶傳遞的數(shù)據(jù)，也可以不接收。

2. 函數(shù)的分類

C語?的程序其實(shí)是由?數(shù)個(gè)?的函數(shù)組合?成的，也可以說：?個(gè)?的計(jì)算任務(wù)可以分解成若?個(gè)較?的函數(shù)（對應(yīng)較?的任務(wù)）完成。同時(shí)?個(gè)函數(shù)如果能完成某項(xiàng)特定任務(wù)的話，這個(gè)函數(shù)也是可以復(fù)?的，提升了開發(fā)軟件的效率。而C語言函數(shù)大致可以分為兩類：庫函數(shù)與自定義函數(shù)

2.1 庫函數(shù)

C語?標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了C語?的各種語法規(guī)則，但是C語?并不提供庫函數(shù)；C語?的國際標(biāo)準(zhǔn)ANSIC規(guī)定了?些常?的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，被稱為標(biāo)準(zhǔn)庫，那不同的編譯器?商根據(jù)ANSI提供的C語?標(biāo)準(zhǔn)就給出了?系列函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。這些函數(shù)就被稱為庫函數(shù)。

比如說我們前面學(xué)習(xí)的printf和scanf都是庫函數(shù)，它的頭文件時(shí)<stdio.h>。但是我們今天的主題不是講解庫函數(shù)，如果大家想學(xué)習(xí)其他庫函數(shù)，可以去C/C++官方學(xué)習(xí)

2.2 自定義函數(shù)

自定義函數(shù)是由程序員自主設(shè)計(jì)的函數(shù)，和庫函數(shù)一樣有函數(shù)名、返回類型、形式參數(shù)等，今天我們的目標(biāo)就是學(xué)習(xí)如何寫自定義函數(shù)。

3. 自定義函數(shù)

3.1 語法

dataType functionName(形式參數(shù))

{
//body
}

• dataType 是返回值類型，它可以是C語言中的任意數(shù)據(jù)類型，例如 int、float、char 等。
• functionName 是函數(shù)名，它是標(biāo)識符的一種，命名規(guī)則和標(biāo)識符相同。函數(shù)名后面的括號( )不能少。
• body 是函數(shù)體，它是函數(shù)需要執(zhí)行的代碼，是函數(shù)的主體部分。即使只有一個(gè)語句，函數(shù)體也要由{ }包圍。
• 如果有返回值，在函數(shù)體中使用 return 語句返回。return 出來的數(shù)據(jù)的類型要和 dataType 一樣。

3.2 實(shí)例

通過函數(shù)的定義我們可以寫一個(gè)簡單的加法函數(shù)：

#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)
//函數(shù)名Add
//兩個(gè)形式參數(shù)x,y，類型都是int
//返回類型也是int
{
	int c = 0;
	c = x + y；
	return c;//返回x+y的和
}
int main()
{
	int a, b;
	scanf("%d%d", &a, &b);
	int ret = Add(a, b);//加法函數(shù)
	printf("兩個(gè)數(shù)和為%d\n", ret);
	return 0;
}

當(dāng)然我們也可以優(yōu)化一下

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;//直接返回
}

• 通過函數(shù)我們就可以節(jié)省大量時(shí)間，每次調(diào)用這個(gè)功能只需復(fù)用該函數(shù)即可。

3.3 作用域與生命周期

作用域和生命周期是C語言中一個(gè)特別重要的概念，清楚理解這個(gè)概念能幫助我們寫出更好的程序，減少bug的產(chǎn)生。

作?域（scope）是程序設(shè)計(jì)概念，通常來說，?段程序代碼中所?到的名字并不總是有效（可?的，?限定這個(gè)名字的可?性的代碼范圍就是這個(gè)名字的作?域。

1. 局部變量的作?域是變量所在的局部范圍。
2. 全局變量的作?域是整個(gè)?程（項(xiàng)?）。

• 以上面加法函數(shù)以列，x，y的作用域就是加法函數(shù)。當(dāng)加法函數(shù)執(zhí)行結(jié)束，它就會(huì)被銷毀。

?命周期指的是變量的創(chuàng)建(申請內(nèi)存)到變量的銷毀(收回內(nèi)存)之間的?個(gè)時(shí)間段。

1. 局部變量的?命周期是：進(jìn)?作?域變量創(chuàng)建，?命周期開始，出作?域?命周期結(jié)束。

2. 全局變量的?命周期是：整個(gè)程序的?命周期。

• 以上面加法函數(shù)以列，x，y的生命周期就是其進(jìn)入函數(shù)創(chuàng)建到變量銷毀的時(shí)間段。

4. 函數(shù)的參數(shù)

在函數(shù)使?的過程中，把函數(shù)的參數(shù)分為，實(shí)際參數(shù)和形式參數(shù)。下面我仍將以加法函數(shù)舉例：

#include<stdio.h>
int Add(int x, int y)
//函數(shù)名Add
//兩個(gè)形式參數(shù)x,y，類型都是int
//返回類型也是int
{
	int c = 0;
	c = x + y；
	return c;//返回x+y的和
}
int main()
{
	int a, b;
	scanf("%d%d", &a, &b);
	int ret = Add(a, b);//加法函數(shù)
	printf("兩個(gè)數(shù)和為%d\n", ret);
	return 0;
}

4.1 實(shí)際參數(shù)

顧名思義，實(shí)際參數(shù)就是實(shí)際存在的參數(shù)，也就是主函數(shù)main調(diào)用函數(shù)時(shí)傳給它的參數(shù)，也就是上面主函數(shù)中的a，b。

4.2 形式參數(shù)

同理，形式參數(shù)其實(shí)就是形式上的參數(shù)，也就是上面加法函數(shù)Add中的x，y。它并不是實(shí)際存在的，在未使用時(shí)并不會(huì)向內(nèi)存申請空間，形式參數(shù)只有在函數(shù)被調(diào)?的過程中為了存放實(shí)參傳遞過來的值，才向內(nèi)存申請空間，這個(gè)過程就是形式的實(shí)例化。

4.3 實(shí)參與形參的關(guān)系

在介紹實(shí)參和形參關(guān)系時(shí)，我們先看看下面這段代碼

#include<stdio.h>
void swap(int x, int y)//返回類型為void表示不返回值
{
    int temp = 0;//定義一個(gè)臨時(shí)變量
    temp = x;//把x的值賦給temp
    x = y;//把y的值賦給x
    y = temp;//把temp的值賦給y，完成交換操作
}
int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    scanf("%d %d", &a, &b);
    printf("交換前：a=%d，b=%d\n", a, b);
    swap(a, b);//交換函數(shù)
    printf("交換后：a=%d，b=%d\n", a, b);
    return 0;
}

那么交換后的輸出是多少呢~

為什么交換的值還是不變呢，我們可以通過調(diào)試來觀察一下

通過調(diào)試，我們發(fā)現(xiàn)a與x，b與y只是在數(shù)值上相同，他們地址是完全不同的，他們在兩個(gè)獨(dú)立的內(nèi)存空間互不影響，對x，y交換根本不會(huì)改變a，b的值。并且函數(shù)在調(diào)用完成之后，函數(shù)所申請的內(nèi)存空間會(huì)歸還系統(tǒng)~

所以我們總結(jié)實(shí)參與形參的關(guān)系是：形參只是實(shí)參的?份臨時(shí)拷?，對形參改變根本不會(huì)影響實(shí)參

4.4 數(shù)組做參數(shù)

我們前面學(xué)過的數(shù)組自然是也能作為函數(shù)的參數(shù)來使用，下面是一個(gè)具體實(shí)例：

void print_arr(int arr[], int sz)//打印數(shù)組
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

• 其中arr是整個(gè)數(shù)組，sz是數(shù)組元素的個(gè)數(shù)

5. 嵌套調(diào)用和鏈?zhǔn)皆L問

5.1 函數(shù)的嵌套調(diào)用

我們在前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套使用，那函數(shù)嵌套調(diào)用又是怎樣的呢。其實(shí)，簡單來說，就是函數(shù)中也可以調(diào)用函數(shù)

舉個(gè)例子，讓我們看看下面這段代碼

void print2()
{
	printf("hello world\n");
}
void print1()
{
	print2();//調(diào)用print2函數(shù)
}
int main()
{
	print1();//調(diào)用print1函數(shù)
         return 0;
}

• C語言函數(shù)支持嵌套調(diào)用，但是不支持嵌套定義。

5.2 函數(shù)的鏈?zhǔn)皆L問

鏈?zhǔn)皆L問簡單來說就是將?個(gè)函數(shù)的返回值作為另外?個(gè)函數(shù)的參數(shù)，像鏈條?樣將函數(shù)串起來就是函數(shù)的鏈?zhǔn)皆L問。

舉例：

這是strlen的函數(shù)聲明：size_t strlen(const char *str)

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%d\n", strlen("abcdef"));
    //根據(jù)strlen的返回值，我們就可以直接將其作為printf的參數(shù)
    //這就是一種簡單的鏈?zhǔn)皆L問
	return 0;
}

6.函數(shù)的定義與聲明

6.1 函數(shù)的定義

函數(shù)的定義就是指函數(shù)具體的實(shí)現(xiàn)過程，交代函數(shù)具體功能的實(shí)現(xiàn)

比如我們前面寫的加法函數(shù)具體實(shí)現(xiàn)的過程就是函數(shù)的定義

int Add(int a, int b)
{
	return a + b;//直接返回
}

但是特別注意函數(shù)不能嵌套定義

int add(int x, int y)//加法函數(shù)
{
    return x + y;
    void print()
    {
        ....;//嵌套定義error
    }
}

6.2 函數(shù)的聲明

不知道大家注意到一個(gè)細(xì)節(jié)沒有，就是貝蒂在寫函數(shù)時(shí)候，會(huì)把函數(shù)放在主函數(shù)之前，那如果放在主函數(shù)之后會(huì)怎么樣呢，讓我們實(shí)驗(yàn)一下吧

int main()
{
	int a, b;
	scanf("%d%d",&a,&b);
	int ret = Add(a, b);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

一運(yùn)行就會(huì)報(bào)這個(gè)警告，這個(gè)警告的意思就是說Add函數(shù)未定義，那為什么說Add未定義呢，原來是程序從上往下進(jìn)行的，在遇到Add函數(shù)之前，會(huì)先執(zhí)行主函數(shù)中的Add，此時(shí)程序根本不知道Add的含義，所以會(huì)報(bào)警告。

那如何消除這個(gè)警告呢，其實(shí)我只需要加一個(gè)聲明，讓程序提前知道有這個(gè)函數(shù)。

int Add(int x, int y);//函數(shù)聲明
int main()
{
	int a, b;
	scanf("%d%d",&a,&b);
	int ret = Add(a, b);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int Add(int , int );//聲明寫出這樣也是可以的

• 函數(shù)的調(diào)??定要滿足，先聲明后使?是，而函數(shù)的定義也是?種特殊的聲明，所以如果函數(shù)定義放在調(diào)?之前也是可以的。

7. 函數(shù)的迭代與遞歸

7.1 函數(shù)的迭代

「迭代 iteration」是一種重復(fù)執(zhí)行某個(gè)任務(wù)的控制結(jié)構(gòu)。在迭代中，程序會(huì)在滿足一定的條件下重復(fù)執(zhí)行某段代碼，直到這個(gè)條件不再滿足。我們學(xué)習(xí)過的while，for，do-while循環(huán)結(jié)構(gòu)就是一種迭代。

7.2 函數(shù)的遞歸

「遞歸 recursion」是一種算法策略，通過函數(shù)調(diào)用自身來解決問題。它主要包含兩個(gè)階段。

1. 遞：程序不斷深入地調(diào)用自身，通常傳入更小或更簡化的參數(shù)，直到達(dá)到“終止條件”。
2. 歸：觸發(fā)“終止條件”后，程序從最深層的遞歸函數(shù)開始逐層返回，匯聚每一層的結(jié)果。

遞歸的三個(gè)要素:

1. 終止條件：用于決定什么時(shí)候由“遞”轉(zhuǎn)“歸”。

2. 遞歸調(diào)用：對應(yīng)“遞”，函數(shù)調(diào)用自身，通常輸入更小或更簡化的參數(shù)。

3. 返回結(jié)果：對應(yīng)“歸”，將當(dāng)前遞歸層級的結(jié)果返回至上一層。

7.3 遞歸問題

(1) 問題一

利用遞歸計(jì)算1+2+3+4+....+n

int recur(int n)
{
	// 終止條件
	if (n == 1)
	{
		return 1;
	}
	// 遞：遞歸調(diào)用
	return n + recur(n - 1);
}

(2) 問題二

輸??個(gè)整數(shù)m，打印這個(gè)按照順序打印整數(shù)的每?位。
?如：
輸?：1234 輸出：1 2 3 4
輸?：520 輸出：5 2 0

#include <stdio.h>
void print(int n)
{
    if (n > 9)
    {
        print(n / 10);
    }
    printf("%d ", n % 10);
}
int main()
{
    int n = 0;
    scanf("%d", &n);
    print(n);
    return 0;
}

代碼分析：文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-837847.html

void print(int n)//輸入1234
{
    if (n > 9)//1234大于9
    {
        print(n / 10);//將123傳入下個(gè)遞歸
    }
    printf("%d ", n % 10);//歸的第四步，輸出4
}
void print(int n)//傳入123
{
    if (n > 9)//123大于9
    {
        print(n / 10);//將12傳入下個(gè)遞歸
    }
    printf("%d ", n % 10);//歸的第二步，輸出3
}
void print(int n)//傳入12
{
    if (n > 9)//12大于9
    {
        print(n / 10);//將1傳入下個(gè)遞歸
    }
    printf("%d ", n % 10);//歸的第一步，輸出2
}
void print(int n)//傳入1
{
    if (n > 9)//1不大于9
    {
        print(n / 10);
    }
    printf("%d ", n % 10);//輸出1，開始‘歸’
}

到了這里，關(guān)于函數(shù)探秘：深入理解C語言函數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效模塊化編程的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！