C语言函数

Posted 2021-06-05 任我驰骋°

目录

• 前言
• 一、函数是什么？
• 二、库函数
• 三、函数的参数
• • 1.实际参数（实参）
  • 2.形式参数（形参）:
• 四、函数的调用
• • 1.传值调用
  • 2.传址调用
• 五、函数的嵌套调用和链式访问
• • 1.嵌套调用
  • 2.链式访问
• 六、函数的声明和定义
• • 1.函数声明:
  • 2.函数定义
• 七、函数递归
• • 1.什么是递归
  • 2.递归的两个必要条件
• 练习
• • 1.简单递归
  • 2.递归和迭代
• 提示

前言

主要关于C语言函数的内容。

一、函数是什么？

  函数是子程序，是一个大型程序中的某部分代码，由一个或多个语句块组成。他负责完成某项特定任务，相较于其他代码，具备相对的独立性。

二、库函数

1.为了使用方便、便捷，可调用C语言的库函数。
例如：
memset函数

void*memset(void *ptr,int value,size_t num);

void为空类型，不能直接用来定义变量。
void*可以用来定义变量，该变量可用于接收任意类型，常用于接收指针类型。
void在不同操作系统中运行不同。
memset操作的基本单位为字节。

三、函数的参数

1.实际参数（实参）

  真实传给函数的参数，叫实参。实参可以是：常量、变量、表达式、函数、等。无论是实参何种类型的量，在进行函数调用时，他们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。

2.形式参数（形参）:

  形式参数是指函数名后括号中的变量，因为形式参数只有在函数被调用的过程中才实例化（分配内存单元），所以叫形式参数。形式参数当函数调用完成之后就自动销毁了。因此形式参数只在函数中有效。
注意：形参实例化之后相当于实参的一份临时拷贝。

四、函数的调用

1.传值调用

  函数的形参和实参分别占有不同内存块，对形参的修改不会影响实参。

2.传址调用

  传址调用是把函数外部创建变量的内存地址传递给函数参数的一种调用函数的方式。
  这种传参方式可以让函数和函数外边的变量建立起正真的联系，也就是函数内部可以直接操
作函数外部的变量。

五、函数的嵌套调用和链式访问

1.嵌套调用

#include <stdio.h>
void new_line()
{
 printf("hehe\\n");
}
void three_line()
{
    int i = 0;
 for(i=0; i<3; i++)
   {
        new_line();
   }
}
int main()
{
 three_line();
 return 0; }

2.链式访问

  由内向外，函数调用形参实例化 为自右向左实例化。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char arr[20] = "hello";
 int ret = strlen(strcat(arr,"bit"));//这里介绍一下strlen函数
 printf("%d\\n", ret);
 return 0; }
#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
    //结果是啥？
    return 0; 
}

六、函数的声明和定义

1.函数声明:

   告诉编译器有一个函数叫什么，参数是什么，返回类型是什么。但是具体是不是存在，无关
紧要。
   函数的声明一般出现在函数的使用之前。要满足先声明后使用。
   函数的声明一般要放在头文件中的。

2.函数定义

函数的定义是指函数的具体实现，交待函数的功能实现。

test.h的内容 放置函数的声明

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//函数的声明
int Add(int x, int y);
#endif //__TEST_H__

test.c的内容 放置函数的实现

#include "test.h"
//函数Add的实现
int Add(int x, int y) {
 return x+y; }

七、函数递归

1.什么是递归

  程序调用自身的编程技巧称为递归（ recursion）。 递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用。 一个过程或函数在其定义或说明中有直接或间接调用自身的一种方法，它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解，递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，大大地减少了程序的代码量。 递归的主要思考方式在于：把大事化小。

2.递归的两个必要条件

1.存在限制条件，当满足这个限制条件的时候，递归便不再继续。
2.每次递归调用之后越来越接近这个限制条件。

练习

1.简单递归

1.接受一个整型值（无符号），按照顺序打印它的每一位。 例如： 输入：1234，输出 1 2 3 4.

#include <stdio.h>
void print(int n) {
 if(n>9)
 {
 print(n/10);
 }
 printf("%d ", n%10);
}
int main()
{
 int num = 1234;
 print(num);
 return 0; }

2.编写函数不允许创建临时变量，求字符串的长度。

#incude <stdio.h>
int Strlen(const char*str)
{
 if(*str == '\\0')
 return 0;
 else return 1+Strlen(str+1);
}
int main()
{
 char *p = "abcdef";
 int len = Strlen(p);
 printf("%d\\n", len);
 return 0; }

2.递归和迭代

3.求n的阶乘。（不考虑溢出）

int factorial(int n) {
 if(n <= 1)
 return 1;
 else
 return n* factorial(n-1);
}

4.求第n个斐波那契数。（不考虑溢出）

int fib(int n) {
 if (n <= 2)         
 return 1;
    else
    return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

但是发现有问题

  在使用 fib 这个函数的时候如果要计算第50个斐波那契数字的时候特别耗费时间。
  使用 factorial 函数求10000的阶乘（不考虑结果的正确性），程序会崩溃。

如何改进呢？

  在调试 factorial 函数的时候，如果你的参数比较大，那就会报错：`stackoverflow（栈溢出） 这样的信息。 系统分配给程序的栈空间是有限的，但是如果出现了死循环，或者（死递归），这样有可能导致一直开辟栈空间，最终产生栈空间耗尽的情况，这样的现象我们称为栈溢出。

那如何解决上述的问题：

  1. 将递归改写成非递归。
  2. 使用static对象替代nonstatic局部对象。在递归函数设计中，可以使用static对象替代nonstatic局部对象（即栈对 象），这不仅可以减少每次递归调用和返回时产生和释放nonstatic对象的开销，而且static对象还可以保存递归调用的中间状态，并且可为各个调用层所访问。
比如：

//求n的阶乘
int factorial(int n) {
        int result = 1;
        while (n > 1)
       {
             result *= n ;
             n -= 1;
       }
        return result; }
//求第n个斐波那契数
int fib(int n) {
     int result;
     int pre_result;
     int next_older_result;
     result = pre_result = 1;
     while (n > 2)
     {
           n -= 1;
           next_older_result = pre_result;
           pre_result = result;
           result = pre_result + next_older_result;
     }
     return result; }

提示

1. 许多问题是以递归的形式进行解释的，这只是因为它比非递归的形式更为清晰。
2. 但是这些问题的迭代实现往往比递归实现效率更高，虽然代码的可读性稍微差些。
3. 当一个问题相当复杂，难以用迭代实现时，此时递归实现的简洁性便可以补偿它所带来的运行时开
销。