☀️光天化日学C语言☀️（33）- 函数入门 | 开启下一个篇章！

Posted 2021-09-14 英雄哪里出来

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了☀️光天化日学C语言☀️（33）- 函数入门 | 开启下一个篇章！相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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一、前言

本文作者是从 2007 年开始学 C语言 的，不久又接触了C++，基本就是 C/C++ 技术栈写了 14 年的样子，不算精通，但也算差强人意。著有《夜深人静写算法》系列，且承诺会持续更新，直到所有算法都学完。主要专攻高中 OI 、大学 ACM、职场 LeetCode 的全领域算法。由于文章中采用 C/C++ 的语法，于是就有不少读者朋友反馈语言层面就被劝退了，更何况是算法。
于是，2021 年 06 月 12 日，《光天化日学C语言》 应运而生。这个系列文章主要服务于高中生、大学生以及职场上想入坑C语言的志同道合之人，希望能给祖国引入更多编程方面的人才，并且让自己的青春不留遗憾！
这一章的主要内容是函数。
【这里补充一个图片，别忘了哟亲~】

二、人物简介

第一位登场的就是今后会一直教我们C语言的老师 —— 光天。
第二位登场的则是今后会和大家一起学习C语言的没什么资质的小白程序猿 —— 化日。

三、函数简介

函数可以把大的计算任务分解成若干较小的任务，然后通过调用的方式达到代码复用。一个逻辑不写多遍，减少代码维护成本。
调用函数的一方不需要了解函数的具体实现，对于他来说，这部分是一个 “黑盒子”，从而使得程序结构更加清晰。
C语言在设计中考虑了函数的 高效性 和 易用性 两个原则。函数的实现应该尽量简短，因为函数可以套函数，一个程序应该尽量由许多小的函数组成，而不是由少量较大函数组成。

四、函数的基本概念

在 ☀️光天化日学C语言☀️（01）- 第一个C语言程序中，我们其实已经接触到了函数的概念。

int main()
{
    printf("5201314\\n");
    return 0;
}

以上就是一个函数，它被称为C语言的 入口函数，或者 主函数。所有程序执行，都是从这个函数开始的，以它为例，我们引出函数的一些基本概念。

1、函数的基本结构

函数的基本结构如下图所示：

通过这个图，我们类比main()这个函数，它的 返回类型 是int32位整型，函数名 为main，参数列表 为空，函数体 为printf("5201314\\n");，返回值 为 0。

2、返回类型

函数的返回类型可以是任意类型，例如：整型、浮点型、字符型、自定义类型等等。返回类型和返回值是配套的，当返回类型为void时，函数内部的返回值部分可以写return ;，也可以直接省略不写。

3、函数名

函数名可以类比我们自己的名字。是给函数调用方用的。例如：main和printf都是函数名。

4、参数列表

函数的参数列表必须用()括起来，参数是函数需要处理的数据，例如：

    printf("光天化日学C语言\\n");

用来输出字符串，"光天化日学C语言\\n"就是一个参数，参数类型是字符串。

5、函数体

函数体内部就是你可以任意发挥的部分，也就是函数的核心逻辑部分，可以是各种语句的组合。当然也可以是另一个函数，也就是函数是支持嵌套的。

6、返回值

函数的返回值则表示了这个函数最后返回给调用方的数据，如果返回值的类型和函数的返回类型不一致，则会进行强制类型转换，前提是能够强转的情况下。

五、函数举例

接下来，我们通过几个简单的例子，阐述一下函数的实际作用。

1、最大值

【例题1】循环输入数据，每组数据为两个数 $a$ 和 $b$ ，要求输出两者中的大者。

这个问题我们可以直接采用条件运算符来求两者中的最大值，C语言实现如下：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a, b, c;
    while(scanf("%d %d", &a, &b) != EOF) {
        c = a > b ? a : b;
        printf("%d\\n", c);
    }
    return 0;
}

如果运用函数的方式，我们可以定义一个函数叫max，具体实现如下：

int max(int a, int b) {
    int c = a > b ? a : b;
    return c;
}

其中，第一个int代表的就是这个函数的 返回类型，max为 函数名，int a, int b是这个函数的 参数列表，函数体 就是条件运算符的计算部分， $c$ 作为 返回值 进行返回。
这样，作为调用方，我们只需要知道max这个函数是用来求两个数的最大值的，实际内部实现我们不需要关心，所以调用部分实现如下：

int main() {
    int a, b;
    while(scanf("%d %d", &a, &b) != EOF) {
        printf("%d\\n", max(a, b));
    }
    return 0;
}

当然，我们还可以改max函数的实现，如下：

int max(int a, int b) {
    if(a > b)
        return a;
    return b;
}

然而，这对于调用方是完全透明的，这就意味着无论函数内部的算法怎么改，调用方始终可以不用改代码，这就是用函数的好处。

2、绝对值

【例题2】循环输入数据，每组数据为一个整数 $a$ ，要求输出它的绝对值。

同样的思路，我们可以定义一个名为absolute的函数，然后再由调用方去调用，实现如下：

#include <stdio.h>
int absolute(int a) {
    return a < 0 ? -a : a;
}
int main() {
    int a;
    while(scanf("%d", &a) != EOF) {
        printf("%d\\n", absolute(a));
    }
    return 0;
}

3、抛物线计算

【例题3】对于一个抛物线 $y = ax^2 + bx + c$ ，给定常数 $a$ 、 $b$ 、 $c$ ，和自变量 $x$ ，求应变量 $y$ 的值。

这个问题中，用f作为函数名，需要接收 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 、 $x$ 四个参数，所以函数可以这么现：

#include <stdio.h>
double f(double a, double b, double c, double x) {
    double y = a*x*x + b*x + c;
    return y;
}
int main() {
    double a, b, c, x;
    while(scanf("%lf %lf %lf %lf", &a, &b, &c, &x) != EOF) {
        printf("%lf\\n", f(a, b, c, x));
    }
    return 0;
}

我们发现，上面的这个问题格外亲切，因为涉及到了数学中的函数，那么数学中的函数和C语言中的函数，是什么关系呢？
米国人把函数称为 “Function”，它除了有 “函数” 的意思，还有一层意思是 “功能”，我们把它翻译成 “函数”，就是因为它和数学上的函数在使用形式上有几分相似。
当然，从本质上看，将 “Function” 理解为 “功能” 或许更恰当，C语言中的函数往往是独立地实现了某项功能。一个程序由多个函数组成。

六、库函数和自定义函数

1、库函数

C语言自带的函数称为 库函数。C语言在发布时已经封装好了很多函数，它们被放置到不同的文件中，使用函数时引入对应的文件即可。这些函数都是专家编写的，执行效率极高，并且考虑到了各种边界情况，各位读者可以放心使用。

2、自定义函数

和库函数相对，我们还可以编写自己的函数，拓展程序的功能，这种函数就是 自定义函数。自定义函数和库函数在编写和使用方式上完全相同，只是前者是系统提供的，后者是我们使用方自己根据业务功能自行实现的。

本文对函数进行了一个简要的介绍，下文将针对函数的定义、声明、参数列表进行一个更加深入的探讨，敬请关注。

通过这一章，我们学会了：
1）函数的基本概念；
2）函数的基本用法；

希望对你有帮助哦 ~ 祝大家早日成为 C 语言大神！

课后习题

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