在 C 语言中，函数是一段完成特定任务的代码块，可以被多次调用和重复使用，有助于提高程序的模块化和可维护性。函数通过定义和调用来实现。
函数的定义
函数的定义包括函数的声明和函数体，其中函数的声明用于告诉编译器函数的名称、参数类型和返回类型，而函数体则包含了具体的实现代码。
函数声明：
// 函数声明：告诉编译器函数的存在和接口
返回类型 函数名(参数列表);
- 返回类型：指定函数返回值的数据类型，可以是基本数据类型（如 int、double）或自定义类型（如 struct、enum）。
- 函数名：函数的名称，用于在其他地方调用函数。
- 参数列表：指定函数接受的参数类型和参数名，如果函数不需要参数，可以留空或使用 void。
函数体：
// 函数定义：实现函数的具体功能
返回类型 函数名(参数列表)
{
// 函数体，包含具体的代码实现
// 可以在函数体内部定义局部变量和执行操作
return 返回值; // 返回计算结果（如果有）
}
- 返回类型：与声明中的返回类型相匹配，指定函数的返回值类型。
- 函数名：与声明中的函数名相同，用于定义函数的实现代码。
- 参数列表：与声明中的参数列表相匹配，指定函数接受的参数类型和参数名。
- 函数体：包含具体的代码实现，可以定义局部变量和执行操作。
- return 返回值;：用于返回计算结果给调用者，return 语句可以省略或用于提前结束函数执行。
函数的调用
函数的调用是指在程序中使用函数来执行特定的任务，通过函数名和参数列表来调用函数。
返回值变量 = 函数名(参数值列表);
- 函数名：指定要调用的函数的名称。
- 参数值列表：提供函数调用所需的参数值，参数值的数量和类型必须与函数声明中的参数列表相匹配。
- 返回值变量：用于接收函数的返回值（如果有）。
定义和调用示例
下面是一个简单的函数定义和调用的示例：
#include <stdio.h>
// 函数声明
int add(int a, int b);
int main()
{
int x = 10, y = 20;
int sum;
// 函数调用
sum = add(x, y);
// 打印函数的返回值
printf("Sum of %d and %d is %d\n", x, y, sum);
return 0;
}
// 函数定义
int add(int a, int b)
{
return a + b; // 返回两个参数的和
}
- add 函数在 main 函数之前进行了声明，告诉编译器有一个名为 add 的函数，接受两个 int 类型的参数并返回 int 类型的结果。
- main 函数中调用了 add 函数，并传递了两个整数 x 和 y 作为参数。
- add 函数在定义部分实现了两个整数相加的功能，并返回计算结果。
函数递归
函数递归是指一个函数在其定义中调用自身的过程。这种调用方式允许函数重复执行相同的操作，通常用于解决可以分解为相似子问题的任务。函数递归在编程中具有重要的作用，但需要谨慎使用，以避免无限递归和栈溢出等问题。
递归函数的特点
递归函数通常具有以下特点：
- 自调用：函数在自身定义中调用自身，形成循环的调用过程。
- 基本情形：递归函数通常包含一个或多个基本情形（base case），用于终止递归的过程，避免无限递归。
- 递归调用：函数在执行过程中通过调用自身来解决更小或相同规模的子问题，直到达到基本情形为止。
函数递归示例：计算阶乘
阶乘（factorial）是一个经典的递归函数示例，定义如下：
n ! = { 1 if n = 0 n × ( n − 1 ) ! if n > 0 n! = \begin{cases} 1 & \text{if } n = 0 \\ n \times (n-1)! & \text{if } n > 0 \end{cases} n!={1n×(n−1)!if n=0if n>0
在 C 语言中，阶乘可以用递归函数来实现：
#include <stdio.h>
// 递归函数计算阶乘
int factorial(int n)
{
// 基本情形：当 n 为 0 时，阶乘为 1
if (n == 0)
return 1;
// 递归调用：n! = n * (n-1)!
return n * factorial(n - 1);
}
int main()
{
int number = 5;
int result;
// 调用递归函数计算阶乘
result = factorial(number);
// 输出结果
printf("Factorial of %d is %d\n", number, result);
return 0;
}
factorial函数是一个递归函数，用于计算给定整数n的阶乘。- 如果
n为 0，则返回 1，这是递归函数的基本情形（base case）。 - 否则，函数返回
n * factorial(n - 1)，即调用自身并传递更小的问题规模，直到达到基本情形为止。
递归函数的注意事项
使用递归函数需要注意以下几点：
- 基本情形：确保递归函数存在基本情形，可以终止递归过程，避免无限递归。
- 递归深度：递归函数的调用会占用栈空间，递归深度过深可能导致栈溢出。
- 效率问题：递归函数可能会造成重复计算，可以使用记忆化技术（Memorization）或迭代方式优化。
- 理解递归思想：理解递归的思想和递归调用的工作原理是使用递归的关键。