第3讲 C语言之函数讲解 Function
1. C语言函数的定义与声明（define & declare）1.1 C语言的入口函数Main函数1.2 C语言的自定义函数1.2.1 C语言的自定义函数与数学中的函数很相似1.2.2 用C语言来定义一个自定义函数（1）定义两部分：函数头和函数体（2）函数可以无参数，也可以无返回值（3）函数的声明（4）养成良好的函数编程规范（5）外部函数与内部函数
1.3 C语言的库函数
2. C语言函数的调用(function reference/function call)2.1 函数调用的基本概念2.2 函数的传值（1）基本概念（2）示例说明（函数传值时相当于在新的函数空间中重新拷贝了一份数据）（3） 函数传值总结
2.3 递归函数（待施工）
3 变量的作用域和存储类型3.1 变量的作用域3.2 变量的存储类型3.3 不同作用域和存储类型的变量使用示例
1. C语言函数的定义与声明（define & declare）
1.1 C语言的入口函数Main函数
图1 C语言的剖析
所有C程序只能从Main函数进入，
所有的C程序都有一个Main函数，且仅有一个。
如果一个C文件中定义了多个Main函数，那么VC++6.0会显示如下错误：
//代码1： 重复的main函数
#include
int main( )
{
return 0;
}
int main( )
{
return 1;
}
编译后，会提示main函数已有被定义过函数体的错误
c:\users\administrator\desktop\cfile\test.c(6) :
error C2084: function 'int __cdecl main()' already has a body
执行 cl.exe 时出错.
1.2 C语言的自定义函数
1.2.1 C语言的自定义函数与数学中的函数很相似
例如数学中函数是这么描述的： y是关于x的函数 ，y=3x+2， 那么我们可以记做 y = f(x) = 3x+2 我们来看y = f(x)
y 是返回值，在C语言用关键字return来表示，每个函数都能只能return1个返回值x 是 参数 （英文名:parameter）,因为x还不是实际的值，所以也被称为形参(formal parameter)。f(x)中的f 被称为函数名，函数名的取名规则与标识符的取名规则一致，不能以数字开头，区分大小写，不要和变量重名。所以y = foo(x) 也是可以的！函数之间可以互相调用的，如 y = main ( foo ( f(x) ) ) 都是可以的，因为 f(x) 会返回一个值，这个值又作为参数放入 foo( z ) 中， foo(z)返回一个值作为 main函数的参数。当然，前提是我们定义main函数时，main函数需要有一个参数来接收foo(z)。
1.2.2 用C语言来定义一个自定义函数
（1）定义两部分：函数头和函数体
函数头head：返回值类型 函数名(【参数列表】) /*注：【】表示可选 */ 函数体body：紧接在函数头下面用花括号括起来，括起来的部分就是函数体，放入自定义的语句。
示例
int add(int a, int b) //函数头
｛//花括号里面都是函数体
return a+b;
}
（2）函数可以无参数，也可以无返回值
如果没有参数，即 y = foo( ) ，OK如果没有返回值，即 foo( ) ，则定义foo()时，返回值类型需要使用void代替在C语言中，函数调用时注意参数要一 一对应，有返回值才能return ，没返回值就不用return 。示例：上例 int add(int a, int b) 定义了2个参数a和b，有1个返回值，那么调用add时要传入2个参数，要返回1个返回值才正确。
（3）函数的声明
函数如同变量一样，首先要声明，声明了之后main函数才认识。我们在main函数之前进行声明，声明形式与函数头一致，注意，函数声明和变量一样，语句结束后要加；号。函数的声明没有函数定义那么严格，可以只表明有几个什么类型的参数，有什么类型的返回值即可。示例：
//代码2：
#include
int add(int, int);//add函数声明，参数的变量名可以省略，但数据类型不能省略
int sub(int x, int y) ;//sub函数声明，参数的变量名可以改变，但数据类型不能省略
int main( )
{
printf("add: %d\n",add(5,6));
printf("sub: %d\n",sub(5,6));
return 0;
}
int add(int a, int b) //函数定义
{
return a + b;
}
int sub(int a, int b) //函数定义
{
return a - b;
}
运行结果：
add: 11
sub: -1
（4）养成良好的函数编程规范
命名：函数名尽量采用动词+名词的命名方式，让函数名字体现出含义。格式：如果定义多个自定义函数，我们采用如下方式进行编程，以使得自己的编程更加规范。示例（强力推荐，具体见代码2）：
第1部分 ：#include 头文件
第2部分 ：所有自定义的函数声明
第3部分 ：main函数的定义
第4部分 ：所有自定义函数的声明
示例（不推荐代码3，C语言先进入main函数，在main函数下放增加其他函数）
//代码3：
#include
int add(int a, int b) //函数定义
{
return a + b;
}
int sub(int a, int b) //函数定义
{
return a - b;
}
int main( )
{
printf("add: %d\n",add(5,6));
printf("sub: %d\n",sub(5,6));
return 0;
}
（5）外部函数与内部函数
外部函数：
当自定义函数的定义都分散在多个源文件时（即多个.c文件），函数之间需要跨文件调用，因此C语言为了支持函数跨文件进行，因此加入了外部函数声明，关键词为extern，若函数的存储类型定义为extern型，则称其为外部函数，它表示该函数能被其他源文件调用。示例
//代码4-1：
/*片段1：在main.c中*/
#include
extern int add(int, int);//extern 表示add()函数为外部函数
extern int sub(int x, int y) ;//extern 表示sub()函数为外部函数
int main( )
{
printf("add: %d\n",add(5,6));
printf("sub: %d\n",sub(5,6));
return 0;
}
//代码4-2：
/*片段2：在add.c中*/
[extern] int add(int a, int b) //add函数定义，extern可以省略，也可以加上
{
return a + b;
}
//代码4-3：
/*片段3：在sub.c中*/
[extern] int sub(int a, int b) //add函数定义，extern可以省略，也可以加上
{
return a - b;
}
内部函数：
同样，有外部函数的关键字extern，那么类似也有内部函数的关键字static。若函数的存储类型为static型，则称其为内部函数（内部函数又称为静态函数），它表示在由多个源文件组成的同一个程序中，该函数只能在其所在的文件中使用，在其他文件中不可使用。
1.3 C语言的库函数
函数C语言中已经存在较多函数，用户可以直接使用而不需要自己再编写；
要使用输入输出函数，在程序开头写上 #include
要使用数学函数中的如求根函数sqrt()函数或求绝对值函数abs()函数，在程序开头写上: #include “math.h” 或 #include
常用的函数： (1)
*思考：求算数平方根的函数sqrt( )是如何编写的？
参见算数平方根求解.
2. C语言函数的调用(function reference/function call)
2.1 函数调用的基本概念
函数声明和定义好之后，就可以被其他函数调用了甚至还能自己调用自己。函数A中使用到了函数B，称函数A调用了函数B，函数A称为调用函数(caller)，函数B称为被调用函数(callee)。函数定义时的参数称为形参(formal parameter)，函数实际被调用时放进去的称为实参(actual parameter)。 如main函数中调用了max(4,6)，4和6都是实参；在max定义时给的x和y都是形参。如果被调用函数没有形参，则调用函数时圆括号同样必不可少。调用函数，要求使用的函数名相同，实参和形参要求一一对应。如果不按定义时的形参来放入实参，则会报错：
//代码5
#include
int add(int, int);//add函数声明
int main( )
{
printf("add: %d\n",add(5));//add中只有1个实参
printf("add: %d\n",add(5,6,7));//add中有3个实参，多了1个实参
return 0;
}
int add(int a, int b) //函数定义，定义了2个形参
{
return a + b;
}
编译结果：
Compiling...
C:\Users\Administrator\Desktop\Cfile\test.c(5) : error C2198: 'add' : too few actual parameters
C:\Users\Administrator\Desktop\Cfile\test.c(6) : warning C4020: 'add' : too many actual parameters
执行 cl.exe 时出错.
2.2 函数的传值
（1）基本概念
调用函数时，将实参的值传递给形参，称为传值；
传值后，被调用函数也有实参的备份值，相当于赋值。
在被调用函数中修改形参的值，不影响实参的值。
在被调用函数中可以使用和调用函数中相同的变量名，但表示的是不同的变量。
（2）示例说明（函数传值时相当于在新的函数空间中重新拷贝了一份数据）
//代码6
#include
void f(int x)
{
x = x - 1;
printf("被调用函数中的x=%d\n",x);
}
int main()
{
int x = 10;
f(x);
printf("main函数中的x=%d\n",x);
return 0;
}
编译运行后的结果：
被调用函数中的x=9
main函数中的x=10
说明：函数传值时相当于在新的函数空间中重新拷贝了一份数据main函数中x的值为10，传给函数f后，函数f中的x也为10，但是在函数f中将x修改为9，当函数f执行完并返回main函数时，main函数中的x仍为10**
传值可以用下图表示成：
图2 代码6的函数传值示意图
//代码7
#include
void f(int a,int b)
{
int t;
t=a;a=b;b=t;
}
int main()
{
int a=10,b=20;
f(a,b);
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
return 0;
}
编译运行后的结果：
a=10,b=20
说明： main函数中a和b的值分别为10和20，将其传值给函数f的a和b； 函数f中将a和b的值进行交换，并不影响main函数中的a和b.
图3 代码7的函数传值示意图
（3） 函数传值总结
函数传值时相当于在新的函数空间中重新拷贝了一份数据。如果要在被调函数中去修改调用函数的实参变量值，例如在代码6中，想修改在f(x)中修改main函数的x值，则必须要使用指针*和取地址符&才能解决，这是教材第8章的内容，也是C语言最难理解和最好用的地方。
2.3 递归函数（待施工）
（待施工）
3 变量的作用域和存储类型
3.1 变量的作用域
变量的作用域：变量起作用的范围。
①局部变量：在函数内部或某个控制块的内部定义的变量。 局部变量的作用域：函数内部。 作用：增强了函数模块的独立性。 + 局部变量又分为静态局部变量和局部变量，静态局部变量加关键字static
②全局变量：在函数外面定义的变量称为全局变量。 全局变量的作用域：从该变量定义的位置开始，直到源文件结束。 作用：在同一文件中，所有函数都可以引用全局变量。增强了各函数间数据的联系。
3.2 变量的存储类型
不同类型的变量被存储在内存的不同区域，变量的生命周期也不一样。 在内存中，供用户使用的存储区由程序区、静态存储区和动态存储区3部分组成。
变量的存储类型：auto、register、static和extern4种。 ① auto型变量存储在内存的动态存储区； ② register型变量保存在寄存器中； ③ static型和extern变量存储在静态存储器；（静态局部变量也属于此类）
局部变量的存储类型默认值为auto型。 全局变量的存储类型默认值为extern型（静态局部变量也属于此类）
3.3 不同作用域和存储类型的变量使用示例
//代码8
#include
void a();
void b();
void c();
int x=1;
main()
{
int x=5;
printf("主函数中的x=%d\n",x);
{
int x=7;
printf("主函数内部的x=%d\n",x);
}
printf("主函数中的x=%d\n",x);
a();
b();
c();
a();
b();
c();
printf("主函数中的x=%d\n",x);
}
void a()
{
int x=25;
printf("函数a中的x=%d\n",x);
x++;
printf("函数a中的x=%d\n",x);
}
void b()
{
static int x=50;
printf("函数b中的x=%d\n",x);
x++;
printf("函数b中的x=%d\n",x);
}
void c()
{
printf("函数c中的x=%d\n",x);
x++;
printf("函数c中的x=%d\n",x);
}
读者请自行运行该程序，查看结果，思考为什么会出现这样的结果？在函数使用同一个变量时，该变量既有局部变量，又有区域性局部变量，又有静态局部变量，又有全局变量，究竟会使用哪一个变量的值呢？
图4 代码8的变量在函数中作用域示意图
总结：*(1) 自己有就用自己的，自己没有就用外面的（先用局部后全局）*(2) 先用声明周期健在，影响范围最小的那个变量（先区域后局部）