第3讲 C语言之函数讲解 Function |
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第3讲 C语言之函数讲解 Function
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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
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) 中的库函数：abs()、 sqrt()、fabs()、pow()、sin() (2) 中的库函数: strlen()、strcpy()、strcat()、strcmp() *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： 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.
（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）
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