C语言-函数

Posted 2022-12-19 霏ིྀ宇ིྀ

函数

• • 定义
  • 说明:
  • 函数的分类：
  • • 1.从函数的定义角度分类
    • 2.从有无参数的定义角度分类
    • 3.从有无返回值的角度分类
    • 4.从函数作用域的角度分类
  • 模块化程序设计思想
  • • 函数特点
• 函数定义的一般形式
• 函数的定义方法
• • 定义函数应包括以下几个内容:
  • 定义无参函数
  • 定义有参函数
  • 定义空函数
• 函数的调用、参数和返回值
• • 函数的语句调用
  • 函数表达式调用
  • 函数的调用几种形式：
  • 函数的嵌套调用
  • 函数的递归调用
  • • 形式参数和实际参数:
  • 函数的返回值
  • • 关于函数返回值的说明:
• 形式参数与实在参数的两种传递方式
• • 值传递方式：
  • 地址传递方式：
• 变量的作用域（局部变量和全局变量）
• 变量的存储类别(自动、静态、外部)，变量的生存期
• • register：
  • • 说明：
  • auto
  • • 说明：
  • static
  • • 说明：
  • extern
  • 内存中的用户存储区划分如下
  • 总结：

定义

若干相关的函数可以合并成一个“模块”

一个C程序由一个或多个源程序文件组成

一个源程序文件由一个或多个函数组成

说明:

一个源程序文件由一个或多个函数组成。

一个C程序由一个或多个源程序文件组成。

C程序的执行从main函数开始，调用其他函数后流程回到main函数，在main函数中结束整个程序运行。

所有函数都是平行的，即函数定义时是互相独立的，一个函数并不从属于另一个函数。

函数的分类：

1.从函数的定义角度分类

1. 标准函数，即库函数

  目前为止，我们所学习的printf()、scanf()等都是ANSI C标准定义的库函数。任意符合ANSI C的编译器，不管它支持什么平台，都必须提供这些函数供用户使用。

main()稍微特殊一点点C程序的执行从main函数开始调用其他函数后流程回到main函数在main函数中结束整个程序运行

2. 用户自定义函数

用户按自己的意愿编写自己的函数，完成人员功能。

简单的用户自定义函数

#include <stdio.h>
void pstar();
main()

    pstar();


void pstar()

    printf("*******************\\n");

#include "stdio.h"

int f(int x)

    x += 10;
    return x;


int main()

    int y = 0, x = 10;

    y = f(x);
    printf("%d,%d\\n", y, x);

2.从有无参数的定义角度分类

(1)无参函数。无参函数是指不带任何参数的函数。在调用一个无参函数时，主调函数与被调函数之间不进行参数传递。上图1

(2)有参函数。有参函数是指在函数定义和函数调用时带有参数的函数。函数定义时的参数称为形式参数(简称形参)，函数调用时的参数称为实际参数(简称实参)在调用一个有参函数时，主调函数将实际参数的值传递给形式参数，供被调函数使用。

3.从有无返回值的角度分类

(1)有返回值函数。有返回值函数在被调用执行完后会:向主调函数返回一个执行结果，这个结果就称为函数的返回值。如数学函数就属于有返回值函数。在定义-一个有返回值函数时，应该对其返回值作类型说明。

(2)无返回值函数。无返回值函数用于完成某项特定的处理任务，执行完后不向主调函数返回一个函数值。如，前面例1中的pstar函数就是-一个无返回值函数。通常，定义一一个无返回值函数时，可说明其返回值类型为空类型，即void类型

4.从函数作用域的角度分类

(1)内部函数。内部函数是指只能被本程序文件中的其他函数调用的函数。

(2)外部函数。外部函数是指除了能被本程序文件中的其他函数调用之外，还可以被其他文件中的函数调用的函数。

模块化程序设计思想

函数特点

●C函数是一种独立性很强的程序模块，所有的函数都处于平等地位，不存在从属关系。
●一 个C程序的各个函数可以放在一一个程序文件内，也可以分散放在几个不同的程序文件中。
●通过函数调用可以实现不同函数之间的逻辑联系。
●一个C程序 总是从main函数开始执行，由main函数调用其他函数，而其他函数之间又可以相互调用。

函数定义的一般形式

定义函数的一般形式
类型标识符 函数名(形式参数表)

    函数体

函数的定义方法

C语言规定，函数、变量等，都应该遵循原则:先定义、后使用。如果想要
使用函数，就必须在使用前进行定义。

定义函数应包括以下几个内容:

(1)指定函数的名字，以便以后按名调用;

(2)指定函数的类型，即函数的返回值类型.

(3)指定函数的参数，包括参数的类型、个数、名称、顺序

(4)指定函数的功能，这是最重要的，一个函数应该能够完成一个或若干个功能，不能完成功能的函数没有存在的意义。

定义无参函数

一般形式

类型名 函数名()

   函数体


或

类型名 函数名(void)


    函数体

函数名后面括号内的void表示为空，即函数没有参数。

函数体包括声明部分和语句部分

定义有参函数

例子

int f(int x)

    x += 10;
    return x;

一般形式

类型名 函数名(形式参数表列)

   函数体

函数体包括声明部分和语句部分

定义空函数

类型名 函数名()


    

例如

void dummy()

函数的调用、参数和返回值

函数调用的一般形式为：
函数名（）；
函数名（实参表）；
变量名=函数表达式（实参表）；

函数的语句调用

一般形式为：
                  函数名（实参表);

说明：
这种调用方式用于调用不带有返回值的函数。
如果调用的函数无形式参数，则实参表可以没有，但函数名后面的小括号不能省略

例子

#include <stdio.h>
void sum(int a, int b, int c);

main()

    int num1, num2, num3;
    printf("num1=");
    scanf("%d", &num1);
    printf("num2=");
    scanf("%d", &num2);
    printf("num3=");
    scanf("%d", &num3);
    sum(num1, num2, num3);


void sum(int a, int b, int c)

    int s;
    s = a + b + c;
    printf("%d+%d+%d=%d", a, b, c, s);

函数表达式调用

一般形式为：
                  变量名=函数表达式（实参表）

说明：
这种调用方式用于调用带有返回值的函数，函数的返回值将参加表达式的运算

例子

//表达式
int sum(int a, int b, int c);

main()

    int num1, num2, num3, s;
    printf("num1=");
    scanf("%d", &num1);
    printf("num2=");
    scanf("%d", &num2);
    printf("num3=");
    scanf("%d", &num3);

    s = sum(num1, num2, num3);
    printf("%d+%d+%d=%d", num1, num2, num3, s);


int sum(int a, int b, int c)

    int s;
    s = a + b + c;
    return s;

函数的调用几种形式：

1. 无参数，无返回值时的调用

pstar ()

2. 有参数，无返回值时的调用

min(a, b) ;

3. 有参数，有返回值时的调用

c = min(a,b) ;

4. 函数调用作为算术表达式的一部分

sum=f (num1) +f (num2) ;

5. 函数调用作为另外-一个函数调用的参数

minnum = min(min(a,b)， c) ;

函数的参数用于建立函数之间的数据联系。当一个函数调用另一个函数时，实际参数的值会传递给形式参数，以实现主调函数与被调函数之间的数据通信。同时，函数参数的运用还可提高一个函数的灵活性和通用性。

用函数的方法求1+2+100

#include <stdio.h>

void fun1();

main()

    fun1();


void fun1()

    int i, s = 0;
    for (i = 1; i <= 100; i++)
        s += i;
    printf("%d", s);

函数的嵌套调用

使用函数嵌套调用，求三个数的最小值

#include <stdio.h>
int min_3(int, int, int);
int min_2(int, int);

main()

    int a, b, c, minnum;
    printf("a=");
    scanf("%d", &a);
    printf("b=");
    scanf("%d", &b);
    printf("c=");
    scanf("%d", &c);
    minnum = min_3(a, b, c);
    printf("min is %d\\n", minnum);


int min_3(int x, int y, int z)

    int minnum;
    minnum = min_2(min_2(x, y), z);
    return minnum;

int min_2(int x, int y)

    if (x < y)
        return x;

    else
        return y;

函数的递归调用

形式参数和实际参数:

形式参数(简称“形参”)是指定义函数时，跟在函数名后的小括号内的变量名。实际参数(简称“实参”)则是指调用函数时，跟在函数名后的小括号内的表达式。

实际参数与形式参数的关系如下:

(1)实参的数量应该与形参相同。如果一一个函数在定义时没有形参，则调用该函数时就不应有实参。

(2)实参的类型必须与形参一一致。

(3)定义函数时的形参只能是变量名，而调用函数时的实参则可以是变量名，也可以是常量或表达式。

(4)当简单变量作函数参数时，参数的传递是“值传递”，这是一种单向传递，即数据只能由实参传给形参，而不能由形参传回给实参。

函数的返回值

通常我们希望通过函数调用使主调函数能得到一个确定的值，这就是函数的返回值。

1. 函数的返回值是通过函数中的 return 语句获得的。return语句将被调函数中的一个确定的值带回到主调函数中，供主调函数使用。
   

2.函数值的类型。既然函数有返回值，这个值当然应属于某一个确定的类型，应当在定义函数时指定函数值的类型，例如下面是3个函数的首行；

  int max(float x,float y)    ;  //函数值为整型
   char letter(char c1 ,char c2);   //函数值为字符型
   double min (int x,int y) ;  //函数值为双精度型

在定义函数时指定的函数类型一般应该和return语句中的表达式类型一致。函数类型决定返回值的类型

对于不带回值的函数，应当用定义函数为void类型

关于函数返回值的说明:

1.并不是每-一个自定义函数都必须有returm语句，如果–个函数不需要带回任何数据，那么这个函数可以没有returm语句。

2.函数中可以有多个returm语句，但这并不意味着一一个函数可以同时返回多个值。当执行到被调函数中的第-一个return语句时，就会立即返回到主调函数。也就是说，多个return语句中只有-一个return语句才有机会被执行。该函数时就不应有实参。

形式参数与实在参数的两种传递方式

形式参数就是在定义函数时，写在参数列表里面的内容。实际参数就是在调用函数时，传入的量。

1. 形参出现在函数定义中，在整个函数体内都可以使用，离开该函数则不能使用。实参出现在主调函数中，进入被调函数后，实参变量不能使用。

2. 形参变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时，即刻释放所分配的内存单元。而实参在主调函数中已分配内存单元。

3. 实参可以是常量、变量、表达式、函数等，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，都必须具有确定的值，以便把这些值传送给形参。

4. 实参和形参在数量上，类型上，顺序上应严格一致，否则会发生类型不匹配”的错误。

5. 函数调用中发生的数据传送是单向的。即只能把实参的值传送给形参，而不能把形参的值反向地传送给实参。

值传递方式：

#include<stdio.h>
void fun(int a, int b)  // 此处a， b为形参

    a++;
    b++;

void mian()

    int a=1, b=2;    
    fun(a, b);  // 按传值方式调用函数fun，此处a，b为实参
    printf("%d, %d\\n", a, b);  // 输出a=1， b=2

地址传递方式：

#include<stdio.h>
void fun(int *a, int *b)  

    *a = 4;
    *b = 5;

void mian()

    int a=1, b=2;    
    fun(&a, &b);  // 按传地址方式调用函数fun
    printf("%d, %d\\n", a, b);  // 输出a=4， b=5

变量的作用域（局部变量和全局变量）

变量按作用域分：

全局变量：在整个工程文件内都有效；“在函数外定义的变量”，即从定义变量的位置到本源文件结束都有效。由于同一文件中的所有函数都能引用全局变量的值，因此如果在一个函数中改变了全局变量的值， 就能影响到其他函数中全局变量的值。
静态全局变量：只在定义它的文件内有效，效果和全局变量一样，不过就在本文件内部；
静态局部变量：只在定义它的函数内有效，只是程序仅分配一次内存，函数返回后，该变量不会消失；静态局部变量的生存期虽然为整个工程，但是其作用仍与局部变量相同，即只能在定义该变量的函数内使用该变量。退出该函数后， 尽管该变量还继续存在，但不能使用它。 　　　　

局部变量：在定义它的函数内有效，但是函数返回后失效。“在函数内定义的变量”，即在一个函数内部定义的变量，只在本函数范围内有效。

变量的存储类别(自动、静态、外部)，变量的生存期

有4种存储类型，分别是auto（自动型）、static（静态型）、register（寄存器型）和extern（外部型）

register：

变量值存放在运算器的寄存器中

说明：

只有非静态局部变量和形参可定义为register变量，全局变量和静态局部变量不能定义为register变量。
一个系统中的寄存器数目是有限的，不能定义任意多个register变量。
在实践中很少使用register变量，因为目前很多编译器都具有优化选项，会自动把一些频繁使用的变量放在寄存器中以提高效率

auto

变量值存放在主存储器的动态存储区变量定义若缺省存储类型，则默认为“auto”。

说明：

动态存储方式，存储在动态存储区
变量定义中存储类别省略时，默认为auto型
auto型变量在函数/语句块被调用时分配内存，每次调用都重新分配，重新赋初值，调用结束则释放空间。
auto型变量如果不赋初值，则其值是一个不确定的值。

static

变量值存放在主存储器的静态存储区；程序执行开始至结束，始终占用该存储空间；

说明：

静态存储方式，在静态存储区分配单元，在程序运行期间都不释放。
静态局部变量具有可继承性，在整个程序运行期间只赋一次初值，以后调用不在重新赋初值，而只是保留上次调用后的值。
在定义时如果没有赋初值，则自动赋初值为该类型的零值。
静态局部变量具有全局的寿命和局部的可见性，作用域仍然是该函数/语句块内。。

extern

：声明可以多次，定义只能一次。

变量值存放在主存储器的静态存储区；程序执行开始至结束，始终占用该存储空间，其值可供其他源文件使用；

extern使用方法总结

变量的生存期：变量从生成到被撤销的这段时间。实际上就是变量占用内存的时间。
按其生存期可分为　动态变量和静态变量

变量只能在其生存期内被引用，而变量的作用域直接影响变量的生存期

局部变量的作用域和生存期

在函数内部作定义说明的变量，也成内部变量，仅限于函数内。

生存期是从函数被调用的时刻到函数返回调用处的时刻（静态局部变量除外）。

内存中的用户存储区划分如下

程序	程序代码
静态存储区	全局变量，静态局部变量
动态存储区	局部变量，形式参数等

##变量的生存期

所有变量都占着内存，变量什么时候占着内存，什么时候从内存消失，这叫做变量的生存周期。

总结：

对变量的定义，有两种属性：数据类型和存储类别，例如：

static int x;（定义静态局部变量或定义限于本文件使用的全局变量）

auto int y;（定义自动变量，即局部变量）

regiter int a；（定义寄存器变量，函数内部定义）

extern int b;（定义可被外文件引用的全局变量或声明已经定义的全局变量）