C语言基础——（7）函数

函数

C语言里可以采用分组方式管理语句，每个语句分组叫做一个函数。

多函数程序执行模式：

1、整个程序的执行时间被分成几段，不同时间段被分配给不同函数使用。

2、所有时间段之间不能重叠，并且是连续的。

3、如果函数A在工作过程中把一段分配给函数B使用则函数B完成工作后必须把后面的时间还给函数A。

如果函数A在工作过程中把一段时间分配给函数B，则它们之间存在函数调用关系。在这个函数调用关系中函数A叫做调用函数，函数B叫做被调用函数。只有被调用函数工作的时间范围内函数调用关系才存在。

在调用函数中使用函数调用语句才能产生函数调用关系。

例如：

#include <stdio.h>
void func(void){//被调用函数
    printf("2\n");
}
int main(){
    printf("1\n");
    func();//调用函数func
    return 0;
}

这里要注意：

不可以跨函数使用变量，并且不同函数里的变量可以重名，如果一个函数多次执行则它里面的变量每次运行的时候代表的存储区可能不同。（这一部分我会在随后的变量一节中详细讲述）。

声明变量的时候可以使用volatile关键字。如果变量对应的存储区也会被其他程序使用，声明这种变量的时候就应该使用volatile关键字。

函数调用过程中通常会伴随着两个函数之间的数据传递。数据传递存才两个完全相反的方向，可以从调用函数向被调用函数传递也可以从被调用函数向调用函数传递。

任何方向的数据传递都是通过被调用函数提供的存储区实现的。

只能从被调用函数向调用函数传递一个数字，这个数字只能在被调用函数结束的时刻才能传递，这个数字叫做被调用函数的返回值，被调用函数需要提供一个存储区用来存放这个返回值，在被调用函数的名称前要写上这个存储区的类型名称。被调用函数里使用return关键字把返回值存放到专门的存储区里。调用函数里把函数调用语句当做数字使用就可以获得函数的返回值。

例如：

#include <stdio.h>
int read(void){
    int num = 0;
    printf("请输入一个数字：");
    scanf("%d", &num);
    return num;
}
int main(){
    int num = 0;
    num = read();
    printf("num = %d\n", num);
    return 0;
}

如果被调用函数里没有使用return关键字指定返回值则用来存放返回值的存储区里的内容是随机的。

调用函数获得返回值以后或者立刻使用或者转存到其他存储区。如果函数不需要向调用函数传递数据就应该在函数名称前面写void。如果函数名称前什么都没写在C89规范里表示函数提供一个整数类型存储区用来存放返回值，在C99规范里不允许这样。

被调用函数不可以采用数组记录返回值

可以从调用函数向被调用函数传递任意多个各种类型的数据。

在被调用函数的小括号里编写一组变量声明语句，这些变量对应的存储区用来实现从调用函数向被调用函数传递数据。

这些变量叫做函数的形式参数，小括号里的所有内容叫做函数的形式参数列表。不同形式参数声明之间用逗号分开，每个形式参数类型名称都不可以省略。

例如：

#include <stdio.h>
void func(int num){//被调用函数
    printf("%d\n", num);
}
int main(){
    func(12);//调用函数func
    return 0;
}

在函数调用语句里需要为每个形式参数提供一个对应的数字，这些数字叫做实际参数。计算机把实际参数记录在对应形式参数的存储区里，被调用函数可以通过形式参数得到实际参数的数字。只要可以作为数字使用的内容都可以作为实际参数使用。

如果函数不需要从调用函数获得任何数字就应该在小括号里写void表示不提供形式参数的存储区。

函数名称后的小括号里什么都不写表示函数可以提供任意多个任意类型的形式参数。

数组可以作为形式参数使用：

#include <stdio.h>
void print(int arr[5]){//被调用函数
    int num = 0;
    for(num = 0; num <= 4; num++){
        printf("%d ", arr[num]);
    }
    printf("\n");
}
int main(){
    int arr[] = {1,2,3,4,5};
    print(arr);//调用语句
    return 0;
}

通常使用数组名称作为实际参数和数组形式参数配合使用。虽然写成数组的样子，但是真正的形式参数并不是一个数组，而是一个可以当做数组使用的变量。数组形式参数里包含的所以存储区都不是被调用函数提供的。通过数组形式参数可以让被调用函数使用其他函数提供的存储区。调用函数和被调用函数都可以使用数组形式参数里的存储区，使用可以利用数组形式参数实现双向数据传递。这种参数叫做输入输出参数。

声明数组形式参数的时候可以省略数组里包含的存储区个数。这个时候需要使用另外的整数类型形式参数表示数组里的存储区个数。

变长参数

C语言中允许函数的形式参数的个数不确定，这种参数叫做变长参数。

变长参数不能再编写函数的时候命名，在被调用函数里需要使用特殊的方法才能获得变长参数里的内容。

隐式声明

如果编译器先遇到函数调用语句就猜测被调用函数的个数。猜测结果里认为函数有一个整数类型存储区用来存放返回值，函数可以提供任意多个任意类型的形式参数。这个猜测结果叫做函数的隐式声明。

隐式声明中形式参数的类型只能是整数类型或双精度浮点类型。如果隐式声明的格式和函数真正的格式不一致就会编译出错。

函数大括号前面的部分叫做函数声明，可以把函数声明单独写成一条语句放在文件开头，这个时候就可以省略形式参数名称。这样做叫做函数的显式声明。显式声明可以避免隐式声明导致的一系列问题。除了主函数以外的所有函数都应该进行显式声明。

exit 标准函数

exit标准函数可以立刻结束程序的执行，为了使用这个标准函数需要包含stdlib.h头文件。使用这个函数的时候需要提供一个整数类型的实际参数，这个实际参数的作用和主函数返回值的作用一直。

递归函数

C语言里函数可以调用自己，这种函数叫做递归函数。

例如：

#include <stdio.h>
void print(void){//被调用函数
    printf("1 \n");
    print();
}
int main(){
    print();
    return 0;
}

上面这个函数会持续不断打印“1”，永远不会结束。

如果一个问题可以分解成几个小问题，其中至少一个小问题和原来的大问题在本质上一样。这种问题就适合采用递归方式解决。

递归函数编写步骤

1、编写语句描述问题的分解方式（假设递归函数已经编写完成）；

2、在函数的开头编写分支处理不可分解的情况，这个分支必须保证函数可以结束。

例如：

#include <stdio.h>
void print(int num){//被调用函数
    if(num == 1)
    {
        printf("1 \n");
        return ;
    }
    print(num - 1);
    printf("%d\n", num);
}
int main(){
    print(5);
    return 0;
}

用递归函数解决问题的方法叫做递归；

用循环解决类似问题的方法叫递推。