--- title: C语言-3 date: 2022-11-23 20:56:10 tags: [C语言, 笔记] categories: 笔记 --- ## 函数 ### 1、为什么需要： - 程序需要多次实现某一功能 - 程序需要实现多种功能 组装思想—>模块化程序设计 ### 2、什么是函数： 函数（function）：函数就是功能，每一个函数用来实现某一个特定的功能 ### 3、函数从哪来： - 库函数 - 编译函数 - 自己编写函数 ### 4、函数的分类 - 无参函数 - 有参函数 ### 5、其他 - 一个C程序由一个或多个源文件组成 - 一个源文件由一个或多个函数组成 ## 怎么定义函数 ### 1、为什么要定义 - 程序中用到的所有函数必须“先定义，后使用” - 同变量定义的道理类似，需要事先告知系统该函数功能、参数等信息，具体包括： > 函数的名字，一遍按名调用 > 函数的类型，即函数返回值的类型 > 函数的参数名字即类型，以便调用函数时像他们传递数据 > 函数完成什么操作，即功能 ### 2、定义函数的方法 note blue no-icon 定义无参函数 endnote ```c 类型名 函数名() //()内可以加void，可不加 { 函数体 } 例： void pr() { ptintf("hello world!"); } ``` note blue no-icon 定义有参函数 endnote ```c 类型名 函数名(形参列表) { 函数体 } 例： int max(int a,int b) { return(a>b?a:b); } ``` note blue no-icon 定义空函数 endnote ``` 类型名 函数名() {} 例： void fun() {} ``` ## 调用函数 一般形式：函数名(实参表列） ### 1、调用函数的形式 ``` 函数调用语句 例： pr(); 函数表达式 //函数调用语句出现在另一个表达式中 例： c=2*max(a,b); //调用函数带回一个确定值并参 加表达式的运算 函数参数 //函数调用作为另一个函数调用时的参数 例： m=max(a,max(b,c)); //将调用max函数的结果再重新作为下一次调用max函数的参数 ``` ### 2、函数调用时的数据传递 在调用有参函数时，系统会把实参的值传传给被调用函数的形参，该值在函数调用期间有效。 **1.形参：定义函数时，函数名括号后面的变量称为形式参数（或虚拟参数）** - 形参在函数调用时被分配内存单元，调用结束后立即释放 - 形参为变量时，实参与形参的数据传递是“值传递”，即“单向传递”。 **2.实参：在主调函数中调用一个函数时，函数名后面括号中的参数称为实际参数** - 实参可以是常量、变量或表达式，但要求有确定值。 - 应保证形参与实参个数、类型、顺序的一致（字符型与整型可通用）。 - 形参与实参的类型应相同或i赋值兼容。 note red modern 注：实参向形参的数据传递是“值传递”，单向传递，只能由实参传给形参，而不能由形参传给实参。 实参和形参在内存中占有不同的存储单元，实参无法得到形参的值。 endnote ### 3、函数的返回值 调函数调用函数希望得到一个确定值，这就是函数的返回值 - 函数的返回值是通过return语句获得的 - 可以有多个return语句，但只能有一个起作用。即函数只能返回一个值 - 函数返回值的类型取决于定义函数时指定的函数值的类型 ``` int max(int x,int y) //函数值为整型 double min(int x,int..y) //函数值为double类型 ``` - 在定义函数时指定的函数类型一般应该和return语句中的表达式一致，若不一致，则以函数类型为 准，即函数类型决定返回值类型。 - 对于不带返回值的函数，应当定义为void类型。 **小结** - 函数——即想要实现某一功能所编写的程序，可将其理解为一个黑匣子，给它相应的输入（由调用 者决定），它经过加工操作，给出你一个输出（结果）。 - 函数的定义可理解为该制作该黑匣子，需要包括以下信息： > 需要明确告知该函数的名字（一般以黑匣子的功能简称作为名字，做到见名知意） > 使用该函数需要提供的输入（包括明确规定需要提供几个输入以及每个输入的类型） > 该函数能够实现什么功能（黑匣子的详细功能介绍） > 函数类型，也称函数返回值类型（即执行完毕后会输出什么） > > > 该输出值由return语句带回。 > > 若不用带回值，则不用写return语句，同时函数定义为void类型 > > 返回值类型应与函数类型一致，若不一致，则以函数类型为准。 - 函数调用：使用该黑匣子的过程，若需要提供输入，则涉及到形参和实参之间的数据传递 ## 对被调用函数的声明和函数原型 **1、调用函数时应该具备的条件** - 被调用函数必须是已经定义的函数 - 若该被调用函数为库函数，则需要在文件开头，用#include指令调用 - 若该被调用函数为用户自己定义的函数，而该函数的位置在调用它的函数的后面，则需要在主调函数中对被调函数做声明。 - 声明是为了提前将该函数的相关信息告知编译系统，以允许编译系统检查调用是否合法。 **2、函数声明的形式(2种)** - 1.函数类型函数名(参数类型1参数名1,参数类型2c参数名2,……参数类型n参数名n); - 2.函数类型函数名(参数类型1,参数类型2,……参数类型n) ## 函数的嵌套调用 **在调用一个函数的过程中，又调用另一个函数** ```c #include int fun2(int m) { return m*m; } int fun1(int x,int y) { return fun2(x) + fun2(y); } int main() { int a,b; scanf("%d%d",&a,&b); printf("%d",fun1(a,b)); return0; } ``` ## 函数的递归调用 **在调用一个函数的过程中又直接或间接地调用该函数本身** ```c #include unsigned fac(int n) { unsigned f; if (n==0) f = 1; else f = fac(n-1)*n; return f; } int main() { unsigned n,y; scanf("%d",&n); y = fac(n); printf("%d!=%d\n",n,y); return0; } ``` ## 数组作为函数参数(数组元素和数组名) - 调用有参函数时，需要提供实参。 - 实参可以是常量、变量、表达式。 - 数组元素和数组名也可以作为函数的实参。 ### 1、数组元素作为函数参数 - 与变量作用相当，凡是变量可以出现的地方，都可以用数组元素代替。 - 数组元素**只可以作为函数的实参，不可以用作形参。** - 因为形参是在函数被调用时临时分配存储单元的，不可能为一个数组元素单独分配存储单元。 - 而实参的传递是单向值传递。 ```c //已知10个三角形的三边长,求它们的面积。 #include #include float area(float a,float b,float c) { float p,s; p = (a+b+c)/2; s = sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c)); return(s); } int main() { floata[10],b[10],c[10],s[10]; int i; for(i=0;i<10;i++) { scanf("%f%f%f",&a[i],&b[i],&c[i]); s[i]=area(a[i],b[i],c[i]); printf("s[%d]=%f\n",i+1,s[i]); } return0; } ``` ### 2、数组名作为函数参数 #### 1、一维数组名作为函数参数 - 数组名既可以作形参，也可以作实参。 - 数组名表示的是数组第一个元素的地址 - 形参数组可以不指定大小，但在定义数组时，需要在数组名后加上一个空的方括号 ```c float average(float array[]) //定义average函数，形参数组不指定大小 ``` - 由于用数组名作函数实参时，不是把数组元素的值传给形参，而是把实参数组的首元素地址传递给形参数组，因此这两个数组共用一段内存单元。即形参数组中各元素的值如果发生了变化，会使实参数组元素的值同时发生变化。 ```c //形参和实参共享一段内存单元 #include void fun(int b[]) { int i; for (i=0;i<=4;i++) { b[i] = 100; } } int main() { int a[5] = {0}; int i; fun(a); for (i=0;i<=4;i++) { printf("%d",a[i]); } return0; } ``` #### 2、多维数组名作函数参数 - 多维数组元素可以作为函数参数，在被调用函数中，对形参数组定义时，可以指定每一维大小，也可省略第一维大小。 ```c //一下两种均合法 int array[3][10]; int array[][10]; ``` - 但不能将2为或更高维的大小省略 ``` //错误示范 int array[][] int array[3][] ``` - 第二维大小相同的前提下，形参数组第一维可以与实参数组不同 ```c 实参数组定义：int score[5][10]; 形参数组定义：int array[][10]; 或 int array[8][10]; ``` ## 局部变量和全局变量 - 量必须先定义，后使用 - 在一个函数中定义的变量，在其他函数中能否被引用？====》**作用域** - 在**函数内**定义的变量是**局部变量**，在**函数外**定义的变量是**外部变量**，**外部变量**是**全局变量** ### 1、定义变量的三种情况 - 在函数开头定义（作用范围：从定义处开始至本函数结束）局部变量 - 在函数内的复合语句内定义（作用范围：本复合语句范围内）局部变量 ```c #include int main() { int a=1,b=2; { int c; c = a+b; printf("%d",c); //可以输出 } //c的作用范围仅限于该复合语句块内 printf("%d",c); //会报错，显示c未被定义 return0; } ``` - 在函数的外部定义（作用范围：从定义变量的位置开始到本源文件结束）外部变量 ### 2、其他注意事项 - 在一个函数中既可以使用本函数中的局部变量，也可以使用有效的全局变量 - 设置全局变量可以增加函数间数据联系的渠道，但也因此如果在一个函数中改变了全局变量的值， - 就会影响到其他函数全局变量的值。 - 因函数调用只能带回一个函数返回值，因此有时可以利用全局变量得到一个以上的值。 - 不成文的规定：将全局变量首字母大写 - 非必要不使用全局变量 - 长时间占用存储空间 - 函数通用性降低 - 增加了耦合性（各函数之间关联变多） - 移植性差 - 降低了清晰性 - 若在同一个源文件中，全局变量和局部变量同名，在局部变量的作用范围内，全局变量会被屏蔽。 ## 变量的存储方式和生存期 - 从变量值的存在时间（生存期）来看，变量的存储可以分为**静态存储方式**和**动态存储方式**。 - 静态存储方式：程序运行期间由系统分配固定的存储空间（全局变量全部存放在静态存储区中） - 动态存储方式：程序运行期间，根据需要动态的分配存储空间。（函数形参，自动变量，函数调用时的现场保护和返回地址） ### 1、局部变量的存储类别 #### 1、自动变量（auto） - 特点：在调用该函数时，系统会给这些变量分配存储空间，在函数调用结束时就自动释放这些存储空间 - 函数中的形参和在函数中定义的局部变量都属于自动变量 - 不写auto则隐含指定为自动存储类别 ``` int fac(int a) { auto int b,c=3; //与intb,c=3;完全等价 ..... } ``` #### 2、静态局部变量（static） - 特点：函数中局部变量的值在函数调用结束后不消失而继续保留原值，在下一次调用该函数时，该变量已有值。 #### 3、寄存器变量（register） - 对于一些频繁使用的变量，可将其存储在具有高速存取速率的寄存器中，这种变量叫寄存器变量 ``` register int f; ``` - 目前已不需要，遇到能看懂即可。 ### 全局变量的存储类别 **1、在一个文件内扩展外部变量的作用域(extern关键字)** **2、将外部变量的作用域扩展到其他文件(extern关键字)** **3、将外部变量的作用域限制在本文件中(定义变量时加上static声明)** - 对局部变量用static声明，把它分配在静态存储区，该变量在整个程序执行期间不释放，其所分配的空间始终存在。 *对全局变量用static声明，则该变量的唑酮与只限于本文件模块（即被声明的文件中）。 ## 关于变量的声明和定义 ### 1、对于函数而言 - 函数的声明时函数的原型，函数的定义是对函数功能的定义。 ### 2、对变量而言 *建立存储空间的声明称为定义，不建立存储空间的声明称为声明。 ## 内部函数和外部函数 - 根据函数能否被其他源文件调用，将函数区分为内部函数和外部函数 ### 1、内部函数（静态函数） 如果一个函数只能被本文件中其他函数所调用，则称为内部函数。定义内部函数时，在函数名和函数类型的前面加static，即 ``` static 类型名 函数名(形参名） ``` ### 2、外部函数 如果在定义函数时，在函数首部的左端加关键字extern，则此函数时外部函数，可供其他文件调用 ``` extern int fun(int a,int b) ``` 若在定义时省略extern，则默认为外部函数