##C语言——学习攻略 ：函数部分实用指导

前言：在前一章，学习了数组相关的知识，在本章将会学到函数相关知识 ，一起加油吧！

1. 关于什么是函数

--关于函数，学习数学时就对函数有过接触。就比如一次函数：y=kx+b；

--在C语言中也引入了函数概念，我们可以将其理解成“子程序”，意味着函数只是完成某个要实现的功能的一段代码。

C语言中函数会见到两类：

• 库函数
• 自定义函数

2. 两类函数（相关知识）

2.1 库函数

--库函数是由C语言标准库提供的，我们可以直接调用（之前用到的；main、scanf等）；

当我们先想学习库函数时，提供了一些网站：

C/C++官方：https://en.cppreference.com/w/c/header.html

cplusplus.com:C library - C++ Reference

2.1.1 库函数举例——sqrt

形式：
double sqrt （double x）；
//sqrt 是函数名；
//x 是函数参数，这表示调用sqrt函数时需要传递一个double类型的数值；、
//double 是返回值类型-表示函数计算结果使都变了类型；

• 功能

Compute square root 计算平方根 Returns the square root of x. （返回平方根）

• 头文件包括

库函数相关头文件：https://zn.cppreference.com/w/c/header.html

因为函数是在标准库中对应头文件中声明的，所以在使用时要包含相应头文件；

• 实践应用

#include <stdio.h>
#include <math.h>//包含头文件
int main()
{
	//调用函数提供一个double的数值
	double d = 16.0;
	//调用函数，将d传递给函数
	double r = sqrt(d);
	printf("%lf", r);//打印double用lf
	return 0;
}

打印：4.000000

注：更多详细内容请移步上面网址 ( ͡° ͜ʖ ͡°)

2.2 自定义函数

--显然，标准库所提供函数并不能满足所有需求，这时候就需要重视自定义函数的作用；

形式：
return _type fun_name(形式参数)
{
    函数体


    return 返回值；
}

·return _type 是函数返回类型
·fun_name 是函数名

补充说明：

• 函数无法返回数组；
• 省略返回值时，在C89中默认为int类型；
• 当指定函数返回类型是void型，说明函数无返回值；
• 对于void型函数，函数体可以为空；
• 形式参数在设定时，需要依次指定类型 ，且多个形式参数间需要“，”；没有形式参数时在（）中出现void；

2.2.1 函数调用

--在说自定义函数时，先了解函数在程序中的调用！ (≧∇≦)ﾉ

--前面说函数是如何创建的，函数调用就是用函数名和实参构成，其中实参用（）括起； （关于实参的介绍在后面） (￢‿￢)

Add(x, y)
average(a, b)

--对于voide函数，要在函数调用后面始终加“；” ,使其成为一个语句；

printf_pun();
对于将函数值赋给变量时，需要加分号；
avg = average（x, y）；

2.2.2 自定义函数举例

--在定义函数时，我们先将基本形式写出来，再对照思路写函数。

例1——写一个函数实现加法运算

思路：首先写通常情况下实现加法的代码，再据思路写函数

#include <stdio.h>
int main()
{
	//首先给出两个变量
	int a = 0;
	int b = 0;
	//输入想要加法运算的数值
	scanf("%d %d",&a, &b);
	//将输入的数值进行加法后赋值给c
	int c = a + b;
	//打印出最后加法结果
	printf("%d", c);
	return 0;
}

--将加法函数命名Add，返回类型int，可知形参为两个int；

int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

整合后：

#include <stdio.h>
int Add(int a, int b)
{
	return a + b;

}

int main()
{
	int x = 0;
	int y = 0;
	scanf("%d %d", &x, &y);
	//调用加法函数
	printf("%d\n", Add(x, y));
	return 0;
}

2.2.3 函数声明

--对于函数的定义放置位置没有严格规定，可以放在调用点的前面或后面；

--但放在后面时，最好对函数进行声明，以便函数调用时可以知道函数的信息；

函数声明类似于函数定义的第一行：

return _type fun_name(形参)；
函数返回类型    函数名

(ﾉ｀Д´)ﾉ 特别注意：声明在结尾处有分号。

3. 形式参数和实际参数

3.1 形参

--形参出现在函数定义中，以假名字来表示函数调用时需要提供的值，在前面定义函数时，int Add(int a, int b),其中a、b就是形参；

--对于形参，在不调函数时，不会真实存在；当调函数时，形参用来存放实参数传递过来的值，并且向内存申请空间。

3.2 实参

--在前面，printf语句中调用函数：Add(x, y) , x、y称为实参。

实参是通过值传递的：调用函数时，计算每个实参的值并赋给相应的形参。

3.3 关系

当然，也存在数组做实参的情况，会在后面介绍； (ﾉ◕ヮ◕)ﾉ*:･ﾟ✧

4. return 语句（程序终止）

形式：
return 表达式；

--表达式通常是常量或变量，也可能是更复杂的表达式。

注意事项：

• return语句后可以是数值或表达式；如果是表达式，则会先执行表达式再返回算出的结果；
• return语句返回的值和函数返回类型不一致，系统会将返回的值转换成函数返回类型；
• return语句执行后，函数彻底返回，不管后面有没有代码，都不执行；
• 函数中存在分支语句，必须确保每种情况下都有return返回；

对于return返回void——

void greet()
{
	printf("Hello everyone!");
    return;//可以省略
}

5. 数组做函数参数

--数组经常被当作实参；当形参是一维数组时，通常不说明数组长度。

int f(arr[])
{
......
}

--那么就有一个问题，函数怎么知道数组长度呢？ (・_・?)

--由于C语言没有提供方法来确定长度，需要自己来提供长度。这时可能想到在数组部分使用了 sizeof，比如int len = size of(arr) / size of(arr[0]) ,但在函数内部使用是错误的。（原因在指针方面会提到）

--折中的办法是，在main函数中计算出数组长度赋给一个变量，将变量作参数传给函数。

这里先说一下数组作参数的注意事项： (⁄ ⁄>⁄ ▽⁄<⁄ ⁄)

• 当形参是一维数组时，通常不说明长度；多维数组只能省略第一维长度。
• 当把数组名传递给函数时，不用放置 [ ] 。

例2——将整型数组内容全置-1、打印出数组的内容；

思路——

1. 先写main函数的基本形成，写出要调用的函数形式；
2. 根据基本代码先写出函数定义；
3. 将二者整合后形成最终代码；

#include <stdio.h>
main函数基本实现
int main()
{
	int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	
	//将数组元素全部置-1
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		arr[i] = -1;
	}
	//打印数组元素
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

函数定义
void set_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	//下面就要利用循环使数组全部置为-1
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		arr[i] = -1;
	}
	
}

void printf_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

整合
int main()
{
	int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	int sz = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);

	//调用函数使数组内容置-1
	set_arr(arr1, sz);

	//调用函数，打印数组内容
	printf_arr(arr1, sz); 
	return 0;
}

6. 嵌套调用和链式访问

6.1 嵌套调用

--函数嵌套调用：指函数之间互相调用，形成大型代码程序；但函数不能嵌套定义。

嵌套定义：在一个函数内部定义另一个函数。（在C语言中是不允许的）

例3——计算某年某月有多少天？ ✧。ヾ(◍°∇°◍)ﾉ✧。

思路——

1. 因为年份分平年与闰年导致2月天数不同；首先定义函数判断闰年。
2. 再定义函数，用来接收输入的数值（年、月份），输出天数；可以创建一个数组存储天数；因为2月份的特殊性，需要针对判断。

#include <stdio.h>//函数1
int is_leap_year(int y)
{
	if ((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0) || (y % 400 == 0))
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return 0;
	}
}

//函数2
int get_days_of_month(int y, int m)
{
	int days[] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
    //因为输入时给访问数组的地址，从0开始，而我们要从1开始输入，那可以将第0位占用
	int day = days[m];
	if (is_leap_year(y) == 1 && m == 2)
	{
		day++;
	}
	return day;
}

//主体
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;
}

6.2 链式访问（strlen函数）

--链式访问：将函数的返回值作为另一个函数的参数。

比如——

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	size_t len = strlen("abcdef");
	printf("%zu\n", len);
	return 0;
}

//将strlen
int main()
{
	printf("%zu\n", strlen("abcdef"));
	return 0;
}

对与strlen函数，这里做点笔记：

• 头文件—<string.h>
• 返回类型—size_t（如果不包含头文件，则会返回int）(size of也是返回size_t)
• 打印时使用—%zd/%zu
• 计算字符串—不算"\0"（sizeof会计算）

（这是因为strlen计算的是字符串长度，而sizeof计算的是内存大小）

7. 函数的声明和定义

--对于单个文件，前面的( ͡° ͜ʖ ͡°) → 2.2.3 有介绍，不在赘述；

7.1 多个文件

--在实际中，不会将函数的定义、声明、调用等放在同一源文件中。

通常是将它们分在.h文件和.c文件中 ——（以自定义add函数示范/自行添加文件)

• 函数声明放置在.h文件中

add.h
int add(int x, int y);

• 函数定义和调用分别放置在不同的.c文件中

add.c
int add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

test.c
#include <stdio.h>
#include "add.h"

int main()
{
    int c = 10;
    int d = 20;
    int sum = add(c, d);
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}

请注意：包含自定义的头文件时，用""。

8. static和extern

--在对解释两种函数作用是，先简单来点铺垫工作。 (。-ω-)zzz`

8.1 变量的作用域和生命周期

作用域：限定变量可用范围；生命周期：变量从生成到撤销的时间段（内存分配到内存释放/变量占用内存的时间）

局部变量：作用域—创建变量坐在的小区间；生命周期—进入变量的作用域时开始，出作用域时结束。

全局变量；作用域—整个项目程序；生命周期—整个程序的生命周期。

8.2 static修饰局部变量

--static会显著改变变量的存储期、生命周期，不会改变作用域；发生改变实际是延长了生命周期，普通变量存储在栈内存中（函数调用时创建，返回时销毁/生命周期=函数的执行期间）每次调用函数都会重新创建变量，而static修饰变量存储在静态存储区（程序启动时分配，结束释放/生命周期=程序的运行时间）重新调用函数不会再创建变量，对上次结果累加计算。

--static局部变量只初始化一次，在后续函数的调用会保留上一次修改后的数值。

代码实现——

void test()
{
	int i = 0;
	i++;
	printf("%d", i);
}
int main()
{
	int i;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		test();
	}
	return 0;
}
输出：11111

void test()
{
	static int i = 0;
	i++;
	printf("%d", i);
}
int main()
{
	int i;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		test();
	}
	return 0;
}
输出：12345

8.3 static修饰全局变量（提到extern）

--被static修饰的全局变量只能在所在的源文件（.c文件）中使用。其本质：全局变量默认是有外部链接属性的，当想在其他源文件中使用只需要 extern 进行外部声明；但是static修饰后，外部链接属性就改成了内部链接属性，即使进行 extern 也没用。

--"extern"——“外部的”，即用来声明外部符号的。

8.4 static修饰函数

--static修饰函数本质上与修饰全局变量一样，函数在整个工程中进行适当声明后都能使用（分为几个.c文件），而修饰后只能在一个文件中使用

结语：本篇文章到此结束，主要讲了函数的一些内容，后续会继续学习函数递归；如果这篇文章对你的学习有帮助的话，欢迎三连~~~