一.函数的概念
- 数学中我们其实就见过函数的概念，⽐如：⼀次函数 y=kx+b ，k和b都是常数，给⼀个任意的x，就 得到⼀个y值。
- 其实在C语言也引⼊函数（function）的概念，有些翻译为：子程序，子程序这种翻译更加准确⼀些。 C语言中的函数就是⼀个完成某项特定的任务的一小段代码。这段代码是有特殊的写法和调⽤方法的。 C语言的程序其实是由⽆数个小的函数组合而成的，也可以说：⼀个⼤的计算任务可以分解成若⼲个较⼩的函数（对应较⼩的任务）完成。同时⼀个函数如果能完成某项特定任务的话，这个函数也是可以复⽤的，提升了开发软件的效率。
- 在C语言中我们⼀般会见到两类函数： 库函数 、自定义函数
函数的好处：可以拆分任务；可以复用，提高开发效率
二.库函数
1.标准库和头文件
- C语言标准中规定了C语⾔的各种语法规则，C语言并不提供库函数（它自己并不去实现）；C语言的国际标准ANSI C规定了⼀ 些常⽤的函数的标准，被称为标准库，那不同的编译器⼚商根据ANSI提供的C语言标准就给出了⼀系列函数的实现。这些函数就被称为库函数。微软——msvc微软的团队就实现了对应的库函数。苹果——clarg——苹果团队就实现了对应的库函数。
- 我们前⾯内容中学到的 printf 、 scanf 都是库函数，库函数的也是函数，不过这些函数已经是现成的，我们只要学会就能直接使⽤了。有了库函数，⼀些常⻅的功能就不需要程序员⾃⼰实现了，⼀定程度提升了效率；同时库函数的质量和执⾏效率上都更有保证。
- 各种编译器的标准库中提供了⼀系列的库函数，这些库函数根据功能的划分，都在不同的头⽂件中进⾏了声明。
- 库函数相关头⽂件：https://zh.cppreference.com/w/c/header
- 有数学相关的，有字符串相关的，有⽇期相关的等，每⼀个头⽂件中都包含了，相关的函数和类型等信息，库函数的学习不⽤着急⼀次性全部学会，慢慢学习，各个击破就⾏。
- 函数的实现细节可能有差异，但是程序员使用基本无感
2.库函数的使用方法
库函数的学习和查看⼯具很多，⽐如：- C/C++官⽅的链接：https://zh.cppreference.com/w/c/header
- cplusplus.com：https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/
举例：sqrt
double sqrt (double x);
//sqrt 是函数名
//x 是函数的参数，表⽰调⽤sqrt函数需要传递⼀个double类型的值
//double 是返回值类型 - 表⽰函数计算的结果是double类型的值功能：
Compute square root 计算平⽅根
Returns the square root of x.（返回平方根） 头文件包含： 库函数是在标准库中对应的头⽂件中声明的，所以库函数的使⽤，务必包含对应的头⽂件，不包含是可能会出现⼀些问题的。 实践：#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
double d = 16.0;
double r = sqrt(d);
printf("%lf\n", r);
return 0;
}
1.库函数文档的⼀般格式
- 函数原型
- 函数功能介绍
- 参数和返回类型说明
- 代码举例
- 代码输出
- 相关知识链接
三.自定义函数
1.函数的语法形式
形式如下：ret_type fun_name(形式参数)
{
}- ret_type 是函数返回类型
- fun_name 是函数名
- 括号中放的是形式参数
- { }括起来的是函数体
- 我们可以把函数想象成小型的⼀个加工厂，工厂得输⼊原材料，经过工厂加工才能生产出产品，那函 数也是⼀样的，函数⼀般会输⼊⼀些值（可以是0个，也可以是多个），经过函数内的计算，得出结果。
- ret_type 是用来表示函数计算结果的类型，有时候返回类型可以是 void ，表示什么都不返回 fun_name 是为了方便使用函数；就像⼈的名字⼀样，有了名字⽅便称呼，函数有了名字⽅便调用，所以函数名尽量要根据函数的功能起的有意义。
- 函数的参数就相当于，工厂中送进去的原材料，函数的参数也可以是 void ，明确表示函数没有参数。如果有参数，要交代清楚参数的类型和名字，以及参数个数。
- {}括起来的部分被称为函数体，函数体就是完成计算的过程。
- 函数名是自定义的，根据实际情况起名字
2.函数的举例
举例：写⼀个加法函数，完成2个整型变量的加法操作。
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
//输⼊
scanf("%d %d", &a, &b);
//调⽤加法函数，完成a和b的相加
//求和的结果放在r中
//to do
//输出
printf("%d\n", r);
return 0;
}#include <stdio.h>
int Add(int x, int y) //函数的定义
{
int z = 0;
z = x+y;
return z;
}
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
//输⼊
scanf("%d %d", &a, &b);
//调⽤加法函数，完成a和b的相加
//求和的结果放在r中
int r = Add(a, b); //函数的调用
//输出
printf("%d\n", r);
return 0;
}int Add(int x, int y)
{
return x+y;
}四.形参和实参
在函数使用的过程中，把函数的参数分为，实参和形参。 再看看我们前⾯写的代码：#include <stdio.h>
int Add(int x, int y) //形式参数
{
int z = 0;
z = x+y;
return z;
}
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
//输⼊
scanf("%d %d", &a, &b);
//调⽤加法函数，完成a和b的相加
//求和的结果放在r中
int r = Add(a, b); //实际参数
//输出
printf("%d\n", r);
return 0;
}1.实参
在上⾯代码中，第2~7行是 Add 函数的定义，有了函数后，再第17行调用Add函数的。我们把第17行调用Add函数时，传递给函数的参数a和b，称为实际参数，简称实参。 实际参数就是真实传递给函数的参数。2.形参
在上⾯代码中，第2⾏定义函数的时候，在函数名 Add 后的括号中写的 x 和 y ，称为形式参数，简 称形参。 为什么叫形式参数呢？实际上，如果只是定义了 Add 函数，⽽不去调⽤的话， Add 函数的参数 x 和 y 只是形式上存在的，不会向内存申请空间，不会真实存在的，所以叫形式参数。形式参数只有在函数被调⽤的过程中为了存放实参传递过来的值，才向内存申请空间，这个过程就是形式的实例化。3.实参和形参的关系
虽然我们提到了实参是传递给形参的，他们之间是有联系的，但是 形参和实参各自是独立的内存空 间 。 这个现象是可以通过调试来观察的。请看下⾯的代码和调试演示：#include <stdio.h>
int Add(int x, int y) //形式参数
{
int z = 0;
z = x+y;
return z;
}
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
//输⼊
scanf("%d %d", &a, &b);
//调⽤加法函数，完成a和b的相加
//求和的结果放在r中
int r = Add(a, b); //实际参数
//输出
printf("%d\n", r);
return 0;
}
我们在调试的可以观察到，x和y确实得到了a和b的值，但是x和y的地址和a和b的地址是不⼀样的，所以我们可以理解为形参是实参的⼀份临时拷贝。
形参的修改是不会影响实参的
五.return 语句
在函数的设计中，函数中经常会出现return语句，这⾥讲⼀下return语句使⽤的注意事项。- return后边可以是⼀个数值，也可以是⼀个表达式，如果是表达式则先执行表达式，再返回表达式 的结果。
- return后边也可以什么都没有，直接写 return; 这种写法适合函数返回类型是void的情况。
- return返回的值和函数返回类型不⼀致，系统会⾃动将返回的值隐式转换为函数的返回类型。
- return语句执行后，函数就彻底返回，后边的代码不再执行。
- 如果函数中存在if等分支的语句，则要保证每种情况下都有return返回，否则会出现编译错误。
- 函数的返回类型如果什么都不写，默认函数的返回类型是int
六.数组做函数参数
在使用函数解决问题的时候，难免会将数组作为参数传递给函数，在函数内部对数组进行操作。 比如：写⼀个函数对将⼀个整型数组的内容，全部置为-1，再写⼀个函数打印数组的内容。简单思考⼀下，基本的形式应该是这样的：#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
set_arr();//设置数组内容为-1
print_arr();//打印数组内容
return 0;
}#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
set_arr(arr, sz);//设置数组内容为-1
print_arr(arr, sz);//打印数组内容
return 0;
}- 函数的形式参数要和函数的实参个数匹配
- 函数的实参是数组，形参也是可以写成数组形式的，实参和形参的名字可以相同
- 形参如果是⼀维数组，数组大小可以省略不写
- 形参如果是⼆维数组，行可以省略，但是列不能省略
- 数组传参，形参是不会创建新的数组的，数组传参写的是数组名
- 形参操作的数组和实参的数组是同⼀个数组，改变形参的数组就是在修改实参数组
void set_arr(int arr[ ], int sz)
{ | 这里写上也是摆设
int i = 0;
for(i=0; i<sz; i++)
{
arr[i] = -1;
}
}
void print_arr(int arr[], int sz)
{
int i = 0;
for(i=0; i<sz; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}七.嵌套调用和链式访问
1.嵌套调用
嵌套调⽤就是函数之间的互相调⽤，每个函数就行⼀个乐⾼零件，正是因为多个乐⾼的零件互相无缝的配合才能搭建出精美的乐⾼玩具，也正是因为函数之间有效的互相调⽤，最后写出来了相对⼤型的程序。 假设我们计算某年某月有多少天？，如果要函数实现，可以设计2个函数:- is_leap_year()：根据年份确定是否是闰年
- get_days_of_month()：调⽤is_leap_year确定是否是闰年后，再根据⽉计算这个⽉的天数
int is_leap_year(int y)
{
if(((y%4==0)&&(y%100!=0))||(y%400==0))
return 1;
else
return 0;
}
int get_days_of_month(int y, int m)
{
int days[] = {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}; //没有0月故用0替代
int day = days[m];
if (is_leap_year(y) && m == 2)
day += 1;
return day;
}
int main()
{
int y = 0;
int m = 0;
scanf("%d %d", &y, &m);
int d = get_days_of_month(y, m);
printf("%d\n", d);
return 0;
}- main 函数调⽤ scanf 、 printf 、 get_days_of_month
- get_days_of_month 函数调⽤ is_leap_year
2.链式访问
所谓链式访问就是将⼀个函数的返回值作为另外⼀个函数的参数，像链条⼀样将函数串起来就是函数的链式访问。 比如：#include <stdio.h>
int main()
{
int len = strlen("abcdef");//1.strlen求⼀个字符串的⻓度
printf("%d\n", len);//2.打印⻓度
return 0;
}#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%d\n", strlen("abcdef"));//链式访问
return 0;
}#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
return 0;
}int printf ( const char * format, ... );
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%d", printf("%d ", printf("%d ", 43)));
return 0;
}%d后面加上空格，则打印43 3 2，空格也算字符
八.函数的声明和定义
1.单个文件
#include <stido.h>
//判断⼀年是不是闰年
//函数的定义
int is_leap_year(int y)
{
if(((y%4==0)&&(y%100!=0)) || (y%400==0))
return 1;
else
return 0;
}
int main()
{
int y = 0;
scanf("%d", &y);
int r = is_leap_year(y); //函数的调用
if(r == 1)
printf("闰年\n");
else
printf("⾮闰年\n");
return 0;
}#include <stido.h>
int main()
{
int y = 0;
scanf("%d", &y);
int r = is_leap_year(y);
if(r == 1)
printf("闰年\n");
else
printf("⾮闰年\n");
return 0;
}
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
if(((y%4==0)&&(y%100!=0)) || (y%400==0))
return 1;
else
return 0;
}这个代码在VS2022上编译，会出现下⾯的警告信息：
#include <stido.h>
int is_leap_year(int y)；//函数声明
int main()
{
int y = 0;
scanf("%d", &y);
int r = is_leap_year(y);
if(r == 1)
printf("闰年\n");
else
printf("⾮闰年\n");
return 0;
}
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
if(((y%4==0)&&(y%100!=0)) || (y%400==0))
return 1;
else
return 0;
}2.多个文件
⼀般在企业中我们写代码时候，代码可能⽐较多，不会将所有的代码都放在⼀个⽂件中；我们往往会根据程序的功能，将代码拆分放在多个⽂件中。 ⼀般情况下，函数的声明、类型的声明放在头⽂件（.h）中，函数的实现是放在源⽂件（.c）⽂件中。如下： add.c//函数的定义
int Add(int x, int y)
{
return x+y;
}//函数的声明
int Add(int x, int y);#include <stdio.h>
#include "add.h"
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
//函数调⽤
int c = Add(a, b);
printf("%d\n", c);
return 0;
}
2.1分模块写代码的好处：
- 逻辑清晰
- 方便协作
- 一个模块拆分为.h和.c，方便代码的隐藏
3.static和extern
static 和 extern 都是C语言中的关键字。 static 是 静态的 的意思，可以用来：- 修饰局部变量
- 修饰全局变量
- 修饰函数
- 局部变量的作⽤域是变量所在的局部范围。
- 全局变量的作⽤域是整个⼯程（项⽬）。（大括号内）
- 局部变量的⽣命周期是：进⼊作⽤域变量创建，⽣命周期开始，出作⽤域⽣命周期结束。
- 全局变量的⽣命周期是：整个程序的生命周期。
3.1static 修饰局部变量
//代码1
#include <stdio.h>
void test()
{
int i = 0; //i是局部变量
i++;
printf("%d ", i);
}
int main()
{
int i = 0; //全局变量
for(i=0; i<5; i++)
{
test();
}
return 0;
}//代码2
#include <stdio.h>
void test()
{
//static修饰局部变量
static int i = 0;
i++;
printf("%d ", i);
}
int main()
{
int i = 0;
for(i=0; i<5; i++)
{
test();
}
return 0;
}
使⽤建议：未来⼀个变量出了函数后，我们还想保留值，等下次进⼊函数继续使⽤，就可以使用static修饰。
3.1栈区上变量的特点：
- 都是临时的
- 进入作用域创建
- 出作用域销毁
- 静态区中的变量生命周期比较长，和程序的生命周期一样
4.static修饰全局变量
5.static 修饰函数
