函数

一、函数

维基百科对函数的定义是：一个子程序，是指是一个大型程序中的某部分代码， 由一个或多个语句块组成。它负责完成某项特定任务，而且相较于其他代 码，具备相对的独立性。一般会有输入参数并有返回值，提供对过程的封装和细节的隐藏。

C语言中的函数有：库函数和自定义函数。

二、库函数

库函数是指由C语言的基础库提供的，为了支持可移植性和提高程序的效率。如：打印函数printf()、输入函数scanf()、字符串拷贝函数strcmp()等等。

C语言常用的库函数有：

• l  IO函数
• l  字符串操作函数
• l  字符操作函数
• l  内存操作函数
• l  时间/日期函数
• l  数学函数
• l  其他库函数

在使用库函数之前首先要引用头文件，引用头文件相当于调用写有这个库函数的程序，就不需要咱们自己重写一个，直接用他们提供好的。例如：想要使用printf()这个函数，我们就需要调用#include <stdio.h>这个头文件，这个头文件中包含的就是有关于输入输出函数的，如：scanf函数想使用也需要调用。

如果想知道每个函数的具体用法如：这个库函数传参需要的类型是什么，返回类型是什么，参数使用指针还是常量还是变量？

这里推荐大家去这个网站：https://cplusplus.com/

这个网站中可以查看到C/C++各种的函数库以及每个函数的具体使用方法和技巧。

例如：int strcmp (const char* str1, const char* str2);这个就是函数该如何使用，函数名叫strcmp，传递的参数是字符指针，返回类型是int。下面也有介绍：如果str1>str2的话，返回个小于0的数字，如果相等返回0，如果str1>str2，返回一个大于0的数字。

三、自定义函数

自定义函数，顾名思义就是程序员自己定义的函数，可以实现更多的功能，自定义函数和库函数一样，有函数名，返回值类型和函数参数。 但是不一样的是这些都是由我们自己来设计。

自定义函数的形式：

      函数返回类型   函数名（函数参数1，函数参数2，……）

      {

      语句项；

      （返回函数 返回值）这个有需要就写没需要就不用写

}

自定义函数的形式与上述图片中C语言的库函数样式基本一致，参数类型，返回类型，函数名都必须得有。

下面我们举个栗子，来详细说明一下：

例：设计一个函数将两个数字进行交换。

如何实现两个数字的交换呢？假设我们有一瓶酱油和一瓶陈醋。我们让这两瓶调味品交换瓶子。我们怎么做？

这样做嘛？那那瓶倒哪瓶里面？怎么分？

所以我们需要一个空瓶子作为协助。

所以交换两个数字也是同理，代码如下：

#include <stdio.h>
void Swap1(int x, int y)
{
	int tmp = 0;
	tmp = x;
	x = y;
	y = tmp;
}
int main()
{
	int num1 = 1;
	int num2 = 2;
	printf("交换前: num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
	Swap1(num1, num2);
	printf("交换后: num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
	return 0;
}

函数swap的作用就是交换num1和num2这两个数，tmp是创建的临时变量和空瓶的作用是一样的。运行结果如下：

这结果不对啊，也没交换啊。原因是因为，num1和num2作为实参传递给形参x和y的时候，形参x和y也在栈区开辟了一块空间，存放的值是1和2。通过函数swap实现了交换，但是交换的是x和y中存放的值，并没有将num1和num2中的值进行交换。我们可以通过调试观察结果。

第一步：函数传参过去，x和y被赋值成1和2。

第二步：函数程序执行完成，x和y中的值也完成了交换。

第三步：函数执行结束，回到主函数开始打印输出交换后的结果

可以看到，编译器没错，程序有bug。函数执行了，但是没有完成交换。

因为：这个程序中用到的函数传参的方法叫传值调用，将主函数中的数据通过函数传递给自定义函数，自定义函数中的生成形参变量，当实参传给形参的时候，形参是实参的一份临时拷贝，函数开始，形参变量将在栈区中开辟空间存放函数传递过来的值，经过交换，实现了形参数值之间的交换，但是因为形参是实参的一份临时拷贝，所以，它仅仅只是改变了形参的数值，当自定义函数结束，程序回到主函数中时，形参变量也将销毁。

那该如何实现让两个数完成交换呢？可以使用指针即地址。我们设想一下，如果先告诉两个瓶子的位置，然后，（酱油形参）就相当于拿着我的（酱油实参）去和（陈醋形参）—>（陈醋实参）交换，虽然表面上交换的是形参，但是实际上交换的是实参。

指针传递的代码如下：

#include <stdio.h>
void Swap2(int* px, int* py)
{
	int tmp = 0;
	tmp = *px;
	*px = *py;
	*py = tmp;
}
int main()
{
	int num1 = 1;
	int num2 = 2;
	printf("交换前: num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
	Swap2(&num1, &num2);
	printf("交换后: num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
	return 0;
}

这里的变化是，函数传参的时候，传的不是变量而是指针了。形参接收也不是变量接收而是指针接收。

我们再通过调试来看结果：

第一步：函数传参过去，*px和*py被赋值成1和2。

第二步：函数程序执行完成，*px和*py中的值也完成了交换。

第三步：函数执行结束，回到主函数开始打印输出交换后的结果

这里我们可以看到，当函数执行结束回到主函数的时候，函数就将两个函数地址交换完成，地址交换值也就随之交换。

这里可以实现两个数值之间的交换使用的是地址，传送过去的是地址，所以这种也叫传址调用。

如图，num1和num2把地址传送给px和py，px和py中存放的就是num1和num2的数值。这时再有一个临时变量作为中间媒介就可以将px和py进行交换。

四、函数的参数

1、 实际参数（实参）

真实传给函数的参数，叫实参。实参可以是：常量、变量、表达式、函数等。无论实参是何种类 型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。

当实参传给形参的时候，形参是实参的一份临时拷贝，对形参的修改不会影响实参。

2、 形式参数（形参）

形式参数是指函数名后括号中的变量，因为形式参数只有在函数被调用的过程中才实例化（分配 内存单元），所以叫形式参数。形式参数当函数调用完成之后就自动销毁了。因此形式参数只在 函数中有效。

形参在没被调用的时候是形式上的存在，只有被调用了才会实体化。

五、函数调用

1、 传值调用

函数的形参和实参分别占有不同内存块，对形参的修改不会影响实参。如上面程序中的swap1。

2、 传址调用

(1)传址调用是把函数外部创建变量的内存地址传递给函数参数的一种调用函数的方式。

(2)这种传参方式可以让函数和函数外边的变量建立起正真的联系，也就是函数内部可以直接操 作函数外部的变量。如上面程序中的swap2。

六、函数的嵌套调用和链式访问

1、 嵌套调用

指在一个函数中调用另一个函数，如：

void test2()
{
 	语句项；
}
void test1()
{
 	test2()；
}
 int main()
{
   test1();
}

函数可以嵌套调用但是绝对不能嵌套定义。

2、 链式访问

指把一个函数的返回值作为另一个函数的参数。如：

void test2()
{
 	语句项；
}
void test1()
{
 	语句项；
}
int main()
{
  test2(test1());
}

这个函数是先执行test1执行完的结果作为参数提供给test2函数，再让test2函数去执行。

再举个栗子：下面程序输出的结果是什么？

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

为什么会输出4321呢？我们就要回到前面的库函数中去，库函数printf()的特性是：

上面是英文，下面是翻译，因为小编的英文水平不高，所以。。。。言归正传，printf是个函数，只要个函数就有返回类型(char、int、float、void等等)，它的特性是执行成功后会返回写入字符的总数，也就是它这次操作了及格字符。

首先，函数是从里往外执行的，第一次printf输出了43，并返回了个2（因为它操作了2个字符）给前面的printf()，第二次，printf输出了2，并返回了个1给前面的printf()，最前面的printf输出了个1。所以整体下来，程序的输出结果就是4321。

七、函数的声明和定义

1、 函数声明

(1)  告诉编译器有一个函数叫什么，参数是什么，返回类型是什么。但是具体是不是存在，无关紧要。

(2)  函数的声明一般出现在函数的使用之前。要满足先声明后使用。

(3)  函数声明一般放在头文件中。

2、 函数定义

函数的定义，就是自己定义这个函数的函数名，这个函数的返回类型，函数的参数，这个函数实现的功能是什么。

八、函数递归（重要，非常重要）

1、 什么是函数递归？

程序调用自身的编程技巧，就是函数递归就是函数直接或间接调用的行为就叫函数递归。递归通常把一个大而复杂的程序层层转化成一个与原问题相似但规模较小的问题来求解。递归的策略就是用少而精的代码多次执行完成解题，总体来讲就是：大事化小。

2、 递归的两个必要条件

(1)存在限制条件，当满足这个限制条件的时候，递归便不再继续。

(2)每次递归调用之后越来越接近这个限制条件。

九、函数递归的例题，我在详解递归中有写，这里就不多赘述了，还望各位见谅。

各位多谢你能看到这里，希望文章对你有所帮助，再见啦！