C语言函数详解（入门到进阶）

Posted 2021-07-28 攻城狮白玉

目录

前言

一、什么是函数

二、函数的构成

三、函数的调用和声明

四、函数的参数

五、函数的递归

总结

写在后面

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前言

最近帮家里的小朋友整理一些学习C语言的知识点

有整体入门基础文章——【C语言】拯救新手，半小时从零到一认识C语言基础

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问了小妹她C语言还有哪些不懂得，提到了函数的应用，那么就安排函数的详解。

一、什么是函数

函数是由一系列语句组合而成的，是一组语句的封装。函数的使用可以让我们避免重复的代码编写，让我们的程序更加的模块化。

其实，咱们从接触C语言开始的时候，就已经接触了函数了。每个C语言程序至少会有一个函数，那就是main()函数。main()函数是C语言程序的入口。除了main()函数，咱们在输出的控制台信息的时候用到的printf()也是一个函数。

函数还有很多叫法，比如方法、子例程或程序，等等。

二、函数的构成

函数是由函数类型，函数名，形参列表，函数主体这几部分构成的。

函数类型 函数名(形参列表){

        函数主体;

}

• 函数类型，决定了函数最后return的返回值类型，比如是int型函数，那么在函数体里面要用return返回int型的值，如果是char型函数，则返回char型的值。如果不需要返回值的话，则函数类型写为void
• 函数名，是我们在调用函数时使用的，就跟变量名一个道理
• 参数列表，咱们在调用函数时，往函数里面传入的参数，这里的参数是可有可无的，写在函数定义的参数列表的参数叫做形式参数（形参），当我们调用函数的时候，填入的叫实际参数（实参）
• 函数主体，用花括弧{}括起来的，包含所有组成函数的语句。如果函数不是void型的，则函数主体里面要有return语句返回对应类型的值

三、函数的调用和声明

函数的调用方式：

函数名(实参列表);

这里的实参列表，可以是变量（包括普通变量和指针变量），常量，表达式，函数等。实参列表里多个实参之间用逗号【,】来隔开。当定义函数时没有形参列表，则在调用函数的时候也不用传入实参。

在咱们最熟悉的输出语句printf()就是函数的调用，例如

char str[] = "Hello Baiyu";
printf("%s\\n",str);//调用printf()函数，里面的"%s\\n",str就是实际参数

• “%s\\n”这个是常量
• str这个是字符串变量

下面用代码演示一下函数的定义、以及几种函数的调用形式：

#include<stdio.h>

//此处定义一个比较两个数取最大值函数
int max(int x, int y) {
    if (x > y) {
        return x;
    }
    else {
        return y;
    }
}
 
 //定义一个无返回值类型的函数，用于调用max()函数输出最大值 
void output(){
    int i_baiyu = 10;
    int i_zhh = 20;

    // 函数作为表达式的一部分
    int i_max = max(i_baiyu, i_zhh);
    int i_max2 = max(i_zhh, i_baiyu) + 100;
    
    // 函数作为自身函数的实参，同时函数也作为表达式的一部分
    int i_max3 = max(max(i_zhh, i_baiyu), i_max2);

    // 函数作为一个单独语句
    printf("i_max的值为：%d\\n", i_max);
    printf("i_max3的值为：%d\\n", i_max3);

    //函数作为调用另一个函数时的实参
    printf("函数作为调用另一个函数时的实参：%d\\n", max(max(i_zhh, i_baiyu), i_max2));
} 
 

//主函数
int main() {
    output();
    return 0;
}

由于C语言代码是从上往下依次执行的，所以对于函数的调用，咱们有两种方式

1. 函数定义在函数调用之前，函数可以直接调用。
2. 函数定义在函数调用之后，则需要在函数调用之前先声明被调用的函数之后再调用。

上面这两句话可能看起来有点绕。不能理解，那我们把上面这个比较大小的代码稍微调整一下，把函数定义放在main()函数后面

#include<stdio.h>

//主函数
int main() {
    output();
    return 0;
}
 
 //输出最大值 
void output(){
    int i_baiyu = 10;
    int i_zhh = 20;

    // 函数作为表达式的一部分
    int i_max = max(i_baiyu, i_zhh);
    int i_max2 = max(i_zhh, i_baiyu) + 100;
    
    // 函数作为自身函数的实参，同时函数也作为表达式的一部分
    int i_max3 = max(max(i_zhh, i_baiyu), i_max2);

    // 函数作为一个单独语句
    printf("i_max的值为：%d\\n", i_max);
    printf("i_max3的值为：%d\\n", i_max3);

    //函数作为调用另一个函数时的实参
    printf("函数作为调用另一个函数时的实参：%d\\n", max(max(i_zhh, i_baiyu), i_max2));
} 
 
//此处定义一个比较两个数取最大值函数
int max(int x, int y) {
    if (x > y) {
        return x;
    }
    else {
        return y;
    }
}

这个时候，我们执行程序可能会发现其编译时会有告警，这是因为我们的函数定义放在了函数调用之后。函数在调用的时候找不到函数的定义。

因此，我们只需要在函数调用之前，对函数进行声明，这样子的话，函数定义就可以放在程序的任意位置了。

函数的声明格式如下：

函数类型 函数名(形参列表)；

我们发现，函数声明跟函数定义差不多，只是把函数定义时的函数体去掉。

修改后的代码如下:

#include<stdio.h>
void output(); //这里增加output函数的声明
int max(int x, int y);//这里增加max函数的声明

//主函数
int main() {
    output();
    return 0;
}
 
 //输出最大值 
void output(){
    int i_baiyu = 10;
    int i_zhh = 20;

    // 函数作为表达式的一部分
    int i_max = max(i_baiyu, i_zhh);
    int i_max2 = max(i_zhh, i_baiyu) + 100;
    
    // 函数作为自身函数的实参，同时函数也作为表达式的一部分
    int i_max3 = max(max(i_zhh, i_baiyu), i_max2);

    // 函数作为一个单独语句
    printf("i_max的值为：%d\\n", i_max);
    printf("i_max3的值为：%d\\n", i_max3);

    //函数作为调用另一个函数时的实参
    printf("函数作为调用另一个函数时的实参：%d\\n", max(max(i_zhh, i_baiyu), i_max2));
} 
 
//此处定义一个比较两个数取最大值函数
int max(int x, int y) {
    if (x > y) {
        return x;
    }
    else {
        return y;
    }
}

四、函数的参数

前面咱们说过，函数的形式参数列表，可以是变量（包括普通变量和指针变量），常量，表达式，函数等。实参列表里多个实参之间用逗号【,】来隔开

这里单独要再强调一下，就是形参就像是函数内其他的局部变量一样。在函数调用结束之后，会进行销毁。我们在向函数传递变量时，会有两种传递参数形式。这也是为啥前面我在变量那里会强调指出有普通变量跟指针变量

1. 传值调用：该方法会把实际参数的值复制到函数的形式参数，此时，修改函数内形式参数的值并不会影响实际参数的值
2. 引用调用：通过指针变量来传递，形参会指向实参地址的指针，当对形参指向的值进行操作时，就相当于对实参本身进行操作

上面这样子讲可能不太好理解，还是上代码

这里咱们举一个例子就是来写一个函数，用于交换两个变量的值。

#include <stdio.h>
// 通过普通变量，进行值传递
void swap(int x, int y) {
    printf("交换前x的值为：%d,y的值为：%d\\n", x, y);
    int temp = x;
    x = y;
    y = temp;
    printf("交换后x的值为：%d,y的值为：%d\\n", x, y);
}
// 通过指针变量，进行引用传递
void swap_p(int* x, int* y) {
    printf("交换前x的值为：%d,y的值为：%d\\n", *x, *y);
    int temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
    printf("交换后x的值为：%d,y的值为：%d\\n", *x, *y);

}

int main() {
    int i_baiyu = 66;
    int i_zhh = 77;
    printf("swap交换前i_baiyu的值为：%d,i_zhh的值为：%d\\n", i_baiyu,i_zhh);
    swap(i_baiyu, i_zhh);
    printf("swap交换后i_baiyu的值为：%d,i_zhh的值为：%d\\n", i_baiyu,i_zhh);
    printf("-------------------------------------------\\n");
    printf("swap_p交换前i_baiyu的值为：%d,i_zhh的值为：%d\\n", i_baiyu, i_zhh);
    swap_p(&i_baiyu, &i_zhh);
    printf("swap_p交换后i_baiyu的值为：%d,i_zhh的值为：%d\\n", i_baiyu, i_zhh);
    return 0;
}

五、函数的递归

在开始讲函数的递归之前，给大家将一个耳熟能详的故事

从前有座山，山里有座庙，庙里有个老和尚给一个小和尚讲故事，讲什么呢？老和尚说

从前有座山，山里有座庙，庙里有个老和尚给一个小和尚讲故事，讲什么呢？老和尚说

从前有座山，山里有座庙，庙里有个老和尚给一个小和尚讲故事，讲什么呢？老和尚说

......

在C语言中，当函数直接或者间接调用函数本身，就叫做函数的递归。

在使用函数递归的时候，我们要注意设置好一个从函数退出的条件，否则就会进入一个死循环，就像老和尚给小和尚讲故事一样，是无限循环的。

函数的递归，这样子讲可能不太容易懂，下面举几个例子，让大家一起熟悉一下

通过递归求n的阶乘

我们从数学公式可知

n！ = n *（n-1）！

#include <stdio.h>

double factorial(unsigned int i)
{
    if (i <= 1)//这里就是结束递归的判断条件
    {
        return 1;
    }
    return i * factorial(i - 1);
}
int  main()
{
    int i_baiyu = 6;// 这里我们计算6的阶乘。
    printf("%d 的阶乘为 %f\\n", i_baiyu, factorial(i_baiyu));
    return 0;
}

 6！= 6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 720

总结

本文讲述了C语言函数的定义、基本使用，和函数的递归。从零到一带各位同学熟悉C语言中函数的使用。

写在后面

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