菜鸟日记之函数

标签：return 函数 int 菜鸟 ret 内存 printf 日记

在C语言中，函数至关重要，函数意味着功能模块，一个典型的C语言程序就是由一个个的功能模块拼接而成的整体。也因为如此，C语言被称为模块化语言。
函数的概念
对于函数的使用者，可以将函数理解为黑箱子，使用者只管按照规定给黑箱一些输入，就会得到一些输出，而不必理会黑箱子里面的运行细节。

函数的定义

函数由函数头和函数体两部分组成。

函数头：相当于函数对外的接口

语法说明

返回值类型函数名称(输入参数列表) { Ｃ语句，函数功能的具体的实现（函数体） ...... } 1.函数名称：命名规则与变量一致，一般取与函数功能相符合的、顾名思义的名称。

2.参数列表：即黑箱的输入数据列表，一个函数可有一个或多个参数，也可以不需要参数。

3. 返回类型：即黑箱的输入数据类型，一个函数可不返回数据，但最多只能返回一个数据

函数体：函数功能的内部实现

示例

写一个函数：求两个给定整数的最大

max : 求给定两个整数的最大值

@ a

@ b

返回值：

最大值

int max(int a, int b)

{

return a > b ? a : b;

}

语法汇总：

1. 当函数的参数列表为 void 时，表示该函数不需要任何参数。 2. 当函数的返回类型为 void 时，表示该函数不返回任何数据。 3. 关键字 return 表示退出函数。①若函数头中规定有返回数据类型，则 return 需携带一个类型与之匹配的数据；②若函数头中规定返回类型为 void ，则 return 不需携带参数

函数调用

语法说明

函数名（实参列表）//实参:传给函数的值

以取两个数的最大值为例：

#include <stdio.h>
int max(int a, int b)
{
    return a > b ? a : b;
}
int main()
{
    int max_val = max(3, 5);
    printf("最大值是:%d\n", max_val);
    return 0;
}

行参与实参

实参：函数调用时传给被调函数的参数，如上述例子中max（3,5），3,5就是实参。

形参：用于接受调用函数所传数据的参数，如上述例子中max（int a，int b），a，b就是形参。

note
形参与实参的类型和个数必须一一对应。
形参的值由实参初始换。
形参与实参位于不同的内存空间，彼此独立。
内存分布

每个C语言进程都拥有一片结构相同的虚拟内存，所谓的虚拟内存，就是从实际物理内存映射出来的地址规范范围，最重要的特征是所有的虚拟内存布局都是相同的，极大的方便内核管理不同的进程。而每个虚拟内存都拥有以下四个区域：

栈(stack)
堆(heap)
数据段 .rodata .data .bss
代码段: .init .text
栈内存

存在于栈内存的有：环境变量，命令行参数，局部变量。

处于栈内存里的变量，空间随函数的释放而释放，栈内存的分配和释放都是由系统规定的，我们无法干预。

静态数据

c语言中，静态数据有两种：

全局变量：定义在函数外的变量
静态局部变量：定义在函数内部，且被static修饰的变量
note：
若定义时未初始化，则系统会将所有的静态数据自动初始化为0
静态数据初始化语句，只会执行一遍。
静态数据从程序开始运行时便已存在，直到程序退出时才释放

数据段和代码段

数据段细分成如下几个区域：
- .bss 段：存放未初始化的静态数据与全局变量，它们将被系统自动初始化为0
- .data段：存放已初始化的static静态数据与全局变量
- .rodata段：存放常量数据
代码段细分成如下几个区域：
- .text段：存放用户代码
- .init段：存放系统初始化代码

数据段和代码段内存的分配和释放，都是由系统规定的，我们无法干预。

堆内存

堆内存基本特征：
- 相比栈内存，堆的总大小仅受限于物理内存，在物理内存允许的范围内，系统对堆内存的申请不做限制。
- 相比栈内存，堆内存从下往上增长。
- 堆内存是匿名的，只能由指针来访问。
- 自定义分配的堆内存，除非开发者主动释放，否则永不释放，直到程序退出。
相关函数：
- 申请堆内存：malloc() / calloc()
- 清零堆内存：bzero()
- 释放堆内存：free()

函数指针与指针函数数组

概念：

函数指针变量就是用来保存函数地址的变量。

int func(int a, int b);
// 函数指针，指向的函数类型为返回值为int 参数为(int，int)的函数
int (*pfunc)(int a, int b);

给函数改别名：
以上用来保存函数地址的变量看起来非常冗余复杂，采用改别名的方式可以增强代码的易读性。

eg：
// 此时fptr就相当于void (*fptr)(int *a, int *b)的类型
typedef void (*fptr)(int *a, int *b);// 类似于 int类型 int a = 10

// 函数指针数组，数组存放的是指向返回值为 int 参数为int int类型的函数地址
int (*pfbuf[]) (int,int);

相关习题：

typedef 定义函数指针数组，初始化 sub(减法) div(除法) rem(取余数)

#include <stdio.h>
typedef int (*fpbuf[3])(int, int);
int sub(int a, int b)
{
    return a - b;
}
int div(int a, int b)
{
    return a / b;
}
int rem(int a, int b)
{
    return a % b;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int(*pbuf[3])(int ,int) = {sub, div, rem};
    int a, b;
    fpbuf fbuf={sub, div, rem};
    printf("请输入:");
    scanf("%d%d", &a, &b);
    printf("sub=%d\n", pbuf[0](a, b));
    printf("div=%d\n", fbuf[1](a, b));
    printf("rem=%d\n", pbuf[2](a, b));
    return 0;
}

回调函数(钩子函数）

调用一个函数，这个函数传递函数指针，被调用的的这个函数通过这个函数指针进行调用其他函数，我们把这种方式称为回调

eg：

将两数相加设计成回调函数：

callback.c：

#include <stdio.h>
#include "callback.h"
int callback(p_callback_add func)
{
    int a = 10, b = 20;
    return func(10, 20);
}

callback.h:

typedef int ( (*p_callback_add)(int,int));//改别名
extern int callback(p_callback_add func);

main.c:

#include <stdio.h>
#include "callback.h"
int add(int a,int b)
{
    return a+b;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int ret=callback(add);
    printf("ret=%d\n",ret);
    return 0;
}

内联函数

内联函数的核心在于用空间换时间，当多次调用同一个函数时，很耗时间，这时就可将被调用的函数设置为内联函数以节省调用时间，加快运行效率。

inline注意事项

内联函数在头文件实现，其它函数不要在头文件实现
函数声明和函数实现都需要添加关键字inline，如果函数声明没有添加extern 和 inline 关键字,会报错

demo：
通过内联函数实现获取两个数的最小值：

main.h:

int min(int a, int b);
inline int min(int a, int b)
{
    return a < b ? a : b;
}

main.c:

#include <stdio.h>
#include "main.h"
int main()
{
    int a=27,b=23;
    printf("min=%d\n",min(a,b));
    printf("min=%d\n",min(a,b));
    printf("min=%d\n",min(a,b));
    printf("min=%d\n",min(a,b));
    return 0;
}

递归函数

概念：如果一个函数内部，包含了对自身的调用，则该函数称为递归函数。

note：

递归函数注意要有明显的结束条件，不然函数会进入无限递归，结束不了。

习题：
幂运算问题：

首先可以写一个非递归实现幂运算：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int x, n;
    int ret = 1;
    int count = 0;//用以计数与幂指数比较
    printf("请输入:");
    scanf("%d%d", &x, &n);
    if (n == 0)
    {
        ret = 1;
    }
    else
    {
        while (1)
        {

            ret *= x;
            count++;
            if (count == n)
                break;
        }
    }

    printf("ret=%d\n", ret);
    return 0;
}

递归实现幂运算：

#include <stdio.h>
float Pow(int x, int n)
{

    if (x == 1 || n == 0)//结束条件
        return 1;
    else if (n == 1 || x == 1)//特殊情况
        return x;
    else
        return x * Pow(x, n - 1);
}
int main()
{
    int x, n;
    float ret;
    printf("请输入:");
    scanf("%d%d", &x, &n);
    if (n < 0)
    {
        ret = 1 / Pow(x, -n);
    }
    else
        ret = Pow(x, n);
    printf("ret=%.4f\n", ret);
    return 0;
}

通过对比递归比非递归，可以发现，用递归实现幂运算更为方便。

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