C语言函数

当程序功能比较多，规模比较大时，会使得主函数变得庞杂、冗长，难以阅读、维护，并且功能代码不能复用。为了解决这种问题，C 语言引入了模块化程序设计的思想，类似于搭积木，事先将各个功能代码拆分为单独的程序模块，需要时，直接在 main 函数中进行“组装”即可。

函数，就是实现特定功能的程序模块，是 C 程序实现模块化思想的关键。在 C 语言中，函数分为以下 2 种：
(1)库函数。由系统、或第三方库提供，直接调用即可，无需关心函数内部实现，例如：printf、getchar……等函数。

(2)用户自定义函数。由程序员自己手动封装，需要了解函数内部实现。

如果系统库已经提供了实现某个功能的函数，直接调用系统库函数即可，否则需要用户自己编写代码实现。

函数由“名字、参数、返回值”组成，名字是调用函数的时候通过哪个名字，参数指的是传递什么数据，返回值是执行的结果。

“调用发射火箭的指令，1 号火箭放到 3 号发射架上，发射结果【成功】”：int i=fire(1,3);。函数可以没有参数，也可以没有返回值。

(一) 函数基础

1. 定义函数

在 C 语言中，函数既可以有参数，也可以没有参数。
定义无参函数的一般形式为：

类型名 函数名()
{
    语句;
}
或
类型名 函数名(void)
{
    语句;
}

其中，类型名用来指定函数返回值类型。如果函数没有返回值，可以将类型名写为 void。函数名后面小括号中，如果没有参数，可以不写或写为 void，表示调用该函数时无需传入数据，例如：getchar 函数。

无参函数：

void show(void) 		  //无参函数 show
{ 						//{ 函数开始标志
    printf("hello world"); 		//函数体
} 						//} 函数结束标志

定义有参函数的一般形式为：

类型名 函数名(形参列表)
{
    语句;
}

有参函数与无参函数唯一的不同，就是函数名后面多了参数列表，表示调用该函数时需要传入数据，例如：printf 函数。

有参函数：

void show(int num)				 //有参函数 show
{
    printf("num=%d\n",num);
}

【注意】
函数名后面小括号中的参数，本质上就是局部变量，在该函数被调用时，由外部为该参数变量进行赋值。

2. 调用函数

定义函数的目的就是为了调用函数，函数类型不同，调用方式也不相同。函数调用的一般形式为：
函数名 (参数列表);

如果要调用的函数没有参数，则不用传递参数列表；如果有参数，就要按照顺序和类型传递参数，参数之间用逗号分隔。

下面通过例子来了解函数调用。

#include<stdio.h>
void show() 			//定义 show 函数
{
    printf("hello world"); 		//输出“hello world”
}
int main(void)
{
    show(); 			//调用 show 函数
    getchar();
    return 0;
}

调用有参函数：

#include<stdio.h>
void show(int num) //定义 show 函数，形参为 num
{
    printf("num=%d",num); //输出形参 num 数值
}
int main(void)
{
    show(100); //调用 show 函数，传入 100
    getchar();
    return 0;
}

3. 实参与形参

提到参数的时候有“形参”、“实参”两个概念，全程是“形式参数”、“实际参数”。
函数形参，就是函数定义时函数名后面小括号中的变量。需要注意的是，形参只能是变量。
函数实参，就是调用函数时传入的数据。实参可以是字面量、变量、表达式……等。
通俗理解：形参是定义函数时候用的；实参是调用函数时候“实际”传递的数据。

#include<stdio.h>
void show(int num) //num 是形参
{
    printf("num=%d\n",num);
}
int main(void)
{
    int a=5;
    show(100); //100 是实参
    show(a);
    show(a+3);
    getchar();
    return 0;
}

4. 实参、形参的误解

在 C 程序中，函数实参无论是字面量、变量、表达式……最终都会将结果值赋给形参变量，赋值的顺序只与形参的顺序有关，与变量名无关。

示例代码如下：

#include<stdio.h>
void show(int a,int b) //形参 a、b
{
    printf("a=%d b=%d\n",a,b);
}
int main(void)
{
    int a=10,b=20;
    show(b,a); //实参 a、b
    getchar();
    return 0;
}

//运行结果
//a=20
//b=10

上述程序中，由于实参变量与形参变量名称相同，有的人误以为函数传参是根据变量名进行匹配，就会认为实参 a 赋值给形参 a、实参 b 赋值给形参 b，其实这是一种错误理解。
在 C 语言中，实参、形参赋值只与参数顺序有关，与参数名无关：第 1 个实参赋给第 1 个形参、第 2 个实参赋给第 2 个形参、依次类推……第 n 个实参赋给第 n 个形参。

5. 注意事项

(1)同一个.c 文件中，函数名之间不能重名。
(2)用户自定义函数一般需要放置在调用它的函数之前，如果放置在调用它的函数之后，就需要添加函数声明，把函数的声明放到调用之前，函数的实现可以写到后面。

void f2(int i1,int i2);//函数的声明、函数的定义
int main()
{
    f2(i2,i1);
    getchar();
    return 0;
}
void f2(int i1,int i2)//函数的实现
{
    printf("f2,i1=%d,i2=%d\n",i1,i2);
}

项目比较大的时候，一般统一把所有自定义函数的声明写到 main 之前，实现写到 main之后。

(3)调用函数的时候参数的个数和类型要匹配。
(4)不能在函数中定义函数。

6. 局部变量

前面讲过定义在函数内部的变量被称为局部变量。局部变量只能在当前函数中访问，不能跨函数访问。

//【错误的代码】
#include<stdio.h>
void show()
{
    int a=10; //局部变量 a
}
int main(void)
{
    show();
    printf("%d",a); //出错代码
    getchar();
    return 0;
}

(1) 函数内部的局部变量不能被其他参数操作；

(2) 函数的形参在函数内部可以当成普通变量看待，还是局部变量。

(3) 普通参数，进行函数调用的时候传递的是数据的“副本”，在函数内部对形参的赋值，不会影响外部的实参变量

void test(int i)//函数的形参在函数内部可以当成普通变量看待，还是局部变量
{
    printf("test 开始%d\n",i);
    i=9;//在函数内部对形参的赋值，不会影响外部的实参变量
    printf("test 最后%d\n",i);
}
int main()
{
    int a=5;
    test(a);//普通参数，进行函数调用的时候传递的是数据的“副本”
    printf("%d\n",a);
    getchar();
    return 0;
}

7. 函数返回值

按照有无返回值，函数可以分为无返回值函数和有返回值函数。对于无返回值函数的返回值类型为 void。对于有返回值函数，需要显示指定返回值类型，这类函数的返回值通过return 语句得到。

return 是 C 语言中的关键字，后面可以跟字面量、变量、表达式……等。例如：
return 100; //返回字面量 100
return a; //返回变量 a 的值
return a+b; //返回表达式 a+b 的运行结果

return 语句的作用主要有 2 个：
(1)当函数执行到 return 语句时，会将 return 后面的结果值返回给主调函数，也就是说，在主函数中可以得到被调函数中的数据。
(2)return 语句被执行时，含中 return 下面的语句将不再执行。因此，return 语句可以看作是函数执行结束的标志。

函数返回值类型指的是函数返回数据的类型。例如：
char getChar();
int getInt();

#include<stdio.h>
int getInt()
{
    int a=10;
    return a; //返回变量值
}
int main(void)
{
    int result=0;
    result=getInt(); //接收返回值
    printf("result=%d",result);
    getchar();
    return 0;
}

return 会终止函数的执行。

#include<stdio.h>
int getInt() //定义 getInt 函数
{
    printf("return 前\n");
    return 10; //执行 return 语句
    printf("return 后\n");
}
int main(void)
{
    int result=0;
    result=getInt(); //调用 getInt 函数
    printf("result=%d",result);
    getchar();
    return 0;
}

(二) 函数深入

1. 函数参数的传递方式：值传递

在 C 语言中，实参向形参传递数据方式是“值传递”。并且是单向的，只能实参向形参赋值，反之不行。当函数被调用时，系统会为形参变量分配内存空间，然后将实参的值复制到形参对应的内存空间中。因此，实参与形参对应的内存空间是不同的，但是内存空间中的数据是相同，形参相当于实参的一个副本。
由于形参只是实参的一个副本，那么修改实参将不会影响形参。

#include<stdio.h>
void show(int num)
{
    num++; //形参自加 1
    printf("形参 num=%d\n",num); //输出形参
}
int main(void)
{
    int num=20;
    show(num); //调用 show 函数，传入实参 num
    printf("实参 num=%d",num); //输出实参
    getchar();
    return 0;
}

2. 无返回值函数中的 return 语句

return 语句使用在无返回值函数中，后面直接加分号即可。表示只终止函数执行，不返回数据。

#include<stdio.h>
void show()
{
    printf("return 前\n");
    return; //执行 return 语句，终止函数执行
    printf("return 后\n");
}
nt main(void)
{
    show(); //调用 show 函数
    getchar();
    return 0;
}

3. 函数调用的其他形式

在 C 程序中，根据函数调用出现位置的不同，可以将其分为 3 种：

第 1 种 函数调用语句。

函数调用后面加上英文分号就是函数调用语句，大多数情况下用于无返回值函数，有时也会用于有返回值函数。例如：
show();
printf(“hello world”);
show 是用户自定义函数，实现向屏幕打印“hello world”的功能，该函数无返回值。
printf 是系统库函数，也实现了向屏幕打印“hello world”的功能，但是该函数是有返回值的，不过程序中一般使用不到。

第 2 种 函数调用表达式。

函数调用作为表达式的其中一项，出现表达式中。例如：

result=getInt();
result=100+getInt();
上面第 1 行语句，先调用 getInt 函数，然后将函数返回值赋值给变量 result。
第 2 行语句，先调用 getInt 函数，然后将函数返回值和 100 做加法运算，最后将运算结果赋值给变量 result。
当函数调用作为表达式时，要求该函数必须有返回值，也就是说必须是有返回值函数。