函数概念
数学中我们其实就见过函数的概念，比如：一次函数 y=kx+b ，k和b都是常数，给⼀个任意的x，就得到⼀个y值，且x与y是一一对应的
C语言也同样引入了函数的概念，C语言中的函数就是⼀个完成某项特定的任务的一小段代码。这段代码是有特殊的写法和调用方法的。
C语言的程序其实是由无数个小的函数组合而成的，也可以说：一个大的计算任务可以分解成若干个较小的函数（对应较小的任务）完成。同时⼀个函数如果能完成某项特定任务的话，这个函数也是可以重复用的，提升了开发软件的效率。
在C语言中我们⼀般会见到两类函数：
• 库函数
• 自定义函数
下面我们主要对这两个函数进行较深入的讲解
库函数
标准库和头文件
C语言标准中规定了C语言的各种语法规则，C语言并不提供库函数；C语言的国际标准ANSI C规定了⼀些常用的函数的标准，被称为标准库，那不同的编译器厂商根据ANSI提供的C语言标准就给出了⼀系列函数的实现。这些函数就被称为库函数。
我们前面内容中学到的 printf 、 scanf 都是库函数，库函数的也是函数，不过这些函数已经是现成的，我们只要学会就能直接使用了，各种编译器的标准库中提供了⼀系列的库函数，这些库函数根据功能的划分，都在不同的头文件中进行了声明（所以我们也可以去这些文件中查找相关的函数）。
有了库函数，⼀些常见的功能就不需要程序员自己实现了，一定程度提升了效率；同时库函数的质量和执行效率上都更有保证。
库函数的使用方法
后期我们可以在这个网址上查找各个函数的定义，慢慢学习函数。
头文件包含
库函数是在标准库中对应的头文件中声明的，所以库函数的使用，务必包含对应的头文件，不包含是
可能会出现⼀些问题的。
比如识别不了你用的函数（除非你自己创造一个函数）
我们用一个代码来说明一下
#include <stdio.h> #include <math.h> int main() { double d = 16.0; double r = sqrt(d); printf("%lf\n", r); return 0; }
这里包含了头文件stdio.h和math.h
我们运行看一下结果如何
但当我们把头文件去掉会怎么样？
int main() { double d = 16.0; double r = sqrt(d); printf("%lf\n", r); return 0; }
我们可以看到sqrt和printf未定义，这就是没有包含头文件所导致的，因此在写代码时一定要包含头文件
库函数文档的一般格式
库函数文档的一般格式为：
- 函数原型
- 函数功能介绍
- 参数和返回类型说明
- 代码举例
- 代码输出
- 相关知识链接
自定义函数
有时库函数并不能满足程序员自身的需要，因此有了自定义函数后，程序员可以自己创造属于自己的函数来满足自身需求。
函数的语法形式
其实自定义函数和库函数是一样的，形式如下：
ret_type fun_name(形式参数) { }
• ret_type 为函数返回类型，用来表示函数计算结果的类型，有时候返回类型可以是void，表示什么都不返回
• fun_name 为函数名，是为了方便使用函数；就像人的名字一样，可以叫张三或者李四，只要取的有意义好理解就行
• 括号中放的是形式参数，函数的参数也可以是 void ，明确表示函数没有参数。如果有参数，要交代清楚参数的类型和名字，以及参数个数
• {}括起来的是函数体，函数体就是完成计算的过程
函数例子
写一个n！的函数求5！ #include<stdio.h> void dianzan(int a) { int b = a, i = 1; if (a ==0||a==1) { a=1; printf("%d", a); } else { for (i = 1; i <=b - 1; i++) { a = i * a; } printf("%d", a); } } int main() { int n = 0; scanf("%dd", &n); dianzan(n); return 0; } 写一个加法函数，完成两个整数的加法 #include <stdio.h> int Add(int x, int y) { int z = 0; z = x + y; return z; } int main() { int a = 0; int b = 0; //输⼊ scanf("%d %d", &a, &b); //调⽤加法函数，完成a和b的相加 //求和的结果放在r中 int r = Add(a, b); //输出 printf("%d\n", r); return 0; } Add函数也可以简化为： int Add(int x, int y) { return x + y; }
函数的参数部分需要交代清楚：参数个数，每个参数的类型是啥，形参的名字叫啥
形参和实参
在函数使用的过程中，把函数的参数分为，实参和形参。
我们看看前面写的一个代码：
#include <stdio.h> int Add(int x, int y) { int z = 0; z = x + y; return z; } int main() { int a = 0; int b = 0; //输⼊ scanf("%d %d", &a, &b); //调⽤加法函数，完成a和b的相加 //求和的结果放在r中 int r = Add(a, b); //输出 printf("%d\n", r); return 0; }
实参
在上面代码中，第2~7行是 Add 函数的定义，有了函数后，再第17行调用Add函数的。我们把第17行调用Add函数时，传递给函数的参数a和b，称为实际参数，简称实参。实际参数就是真实传递给函数的参数
形参
在上面代码中，第2行定义函数的时候，在函数名 Add 后的括号中写的 x 和 y ，称为形式参数，简称形参。
为什么叫形式参数呢？实际上，如果只是定义了 Add 函数，而不去调用的话， Add 函数的参数 x和 y 只是形式上存在的，不会向内存申请空间，不会真实存在的，所以叫形式参数。
形式参数只有在函数被调用的过程中为了存放实参传递过来的值，才向内存申请空间，这个过程就是形式的实例化。
实参和形参的关系
实参和形参其实是存在一定联系的，我们可以理解为形参是实参的⼀份临时拷贝
return 语句
在函数的设计中，return语句会经常使用，下面有一些return语句的注意点。
• return后边可以是⼀个数值，也可以是⼀个表达式，如果是表达式则先执行表达式，再返回表达式的结果。
• return后边也可以什么都没有，直接写 return; 这种写法适合函数返回类型是void的情况。
• return返回的值和函数返回类型不一致，系统会自动将返回的值隐式转换为函数的返回类型。
• return语句执行后，函数就彻底返回，后边的代码不再执行。
• 如果函数中存在if等分支的语句，则要保证每种情况下都有return返回，否则会出现编译错误
数组做函数参数
在使用函数解决问题的时候，难免会将数组作为参数传递给函数，在函数内部对数组进行操作。
比如：写⼀个函数对将⼀个整型数组的内容，全部置为-1，再写⼀个函数打印数组的内容。
#include <stdio.h> int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; set_arr();//设置数组内容为-1 print_arr();//打印数组内容 return 0; }
这里的set_arr函数要能够对数组内容进行设置，就得把数组作为参数传递给函数，同时函数内部在设置数组每个元素的时候，也得遍历数组，需要知道数组的元素个数。
所以我们需要给set_arr传递2个参数，一个是数组，另外一个是数组的元素个数。
仔细分析print_arr也是一样的，只有拿到了数组和元素个数，才能遍历打印数组的每个元素
#include <stdio.h> int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); set_arr(arr, sz);//设置数组内容为-1 print_arr(arr, sz);//打印数组内容 return 0; }
数组作为参数传递给了set_arr 和 print_arr 函数了，那这两个函数应该如何设计呢？
这里我们需要知道数组传参的几个重点知识：
• 函数的形式参数要和函数的实参个数匹配
• 函数的实参是数组，形参也是可以写成数组形式的
• 形参如果是一维数组，数组大小可以省略不写
• 形参如果是二维数组，行可以省略，但是列不能省略
• 数组传参，形参是不会创建新的数组的
• 形参操作的数组和实参的数组是同一个数组
根据上述的信息，我们就可以实现这两个函数：
void set_arr(int arr[], int sz) { int i = 0; for (i = 0; i < sz; i++) { arr[i] = -1; } } void print_arr(int arr[], int sz) { int i = 0; for (i = 0; i < sz; i++) { printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); }
嵌套调用和链式访问
嵌套调用
嵌套调用就是函数之间的互相调用，只有每个函数相互配合，才能写出较好的程序。
假设我们计算某年某月有多少天？如果要函数实现，可以设计2个函数
is_leap_year()：根据年份确定是否是闰年
• get_days_of_month()：调用is_leap_year确定是否是闰年后，再根据月计算这个月的天数
int is_leap_year(int y) { if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0)) return 1; else return 0; } int get_days_of_month(int y, int m) { int days[] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 }; int day = days[m]; if (is_leap_year(y) && m == 2) day += 1; return day; } int main() { int y = 0; int m = 0; scanf("%d %d", &y, &m); int d = get_days_of_month(y, m); printf("%d\n", d); return 0; }
这⼀段代码，完成了⼀个独立的功能。代码中反应了不少的函数调用：
• main 函数调用 scanf 、 printf 、get_days_of_month
• get_days_of_month 函数调用 is_leap_year
未来的稍微大一些代码都是函数之间的嵌套调用，但是函数是不能嵌套定义的。
链式访问
所谓链式访问就是将一个函数的返回值作为另外一个函数的参数，像链条一样将函数串起来就是函数的链式访问。
比如：
#include <stdio.h> int main() { int len = strlen("abcdef");//1.strlen求⼀个字符串的⻓度 printf("%d\n", len);//2.打印⻓度 return 0; }
前面的代码完成动作写了2条语句，把如果把strlen的返回值直接作为printf函数的参数呢？这样就是一个链式访问的例子了。
#include <stdio.h> int main() { printf("%d\n", strlen("abcdef"));//链式访问 return 0; }
我们再来看一个例子：
#include <stdio.h> int main() { printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43))); return 0; } 第三个printf打印43，在屏幕上打印2个字符，再返回2 第⼆个printf打印2，在屏幕上打印1个字符，再放回1 第⼀个printf打印1 所以屏幕上最终打印：4321
我们来看看一种比较有趣的情况：
#include <stdio.h> int main() { printf("%d", printf("%d\n", printf("%d\n", 43))); return 0; }
结果如下：
为什么会是这个结果呢？
其实是第三个printf先是打印了43再换行
可能有人会认为这里只有43这两个字符，其实\n也算一个字符，这是很多人经常忽略的一个点，因此是3个字符，返回3
第二个printf则是先打印3然后换行，总共两个字符，返回2
第一个printf就打印2
函数的声明和定义
单个文件
一般我们在使用函数的时候，直接将函数写出来就使用了。
比如：我们要写一个函数判断一年是否是闰年。
#include <stido.h> //判断⼀年是不是闰年 int is_leap_year(int y) { if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0)) return 1; else return 0; } int main() { int y = 0; scanf("%d", &y); int r = is_leap_year(y); if (r == 1) printf("闰年\n"); else printf("⾮闰年\n"); return 0; }
这种场景下是函数的定义在函数调用之前，没问题，那如果我们将函数的定义放在函数的调用后边，如下：
#include <stdio.h> int main() { int y = 0; scanf("%d", &y); int r = is_leap_year(y); if (r == 1) printf("闰年\n"); else printf("⾮闰年\n"); return 0; } //判断⼀年是不是闰年 int is_leap_year(int y) { if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0)) return 1; else return 0; }
这个代码在VS2022上编译，会出现下面的警告信息：
这是因为C语言编译器对源代码进行编译的时候，从第一行往下扫描的，当遇到第7行的is_leap_year
函数调用的时候，并没有发现前面有is_leap_year的定义，就报出了上述的警告。
怎么解决这个问题呢？就是函数调用之前先声明⼀下is_leap_year这个函数，声明函数只要交代清
楚：函数名，函数的返回类型和函数的参数。
如：int is_leap_year(int y)；这就是函数声明，函数声明中参数只保留类型，省略掉名字也是可以的。
代码变成这样就能正常编译了。
#include <stdio.h> int is_leap_year(int y);//函数声明 int main() { int y = 0; scanf("%d", &y); int r = is_leap_year(y); if (r == 1) printf("闰年\n"); else printf("⾮闰年\n"); return 0; } //判断⼀年是不是闰年 int is_leap_year(int y) { if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0)) return 1; else return 0; }
函数的调用一定要满足，先声明后使用；
函数的定义也是一种特殊的声明，所以如果函数定义放在调用之前也是可以的。
多个文件
⼀般我们写代码时候，代码多的情况下，不会将所有的代码都放在一个文件中，因为那样就太多了，根本看不过来。
所以我们往往会根据程序的功能，讲代码拆分放在多个文件中。
⼀般情况下，函数的声明、类型的声明放在头文件（.h）中，函数的实现是放在原文件（.c）文件中。
如下
add.c //函数的定义 int Add(int x, int y) { return x + y; } add.h //函数的声明 int Add(int x, int y); test.c #include <stdio.h> #include "add.h" int main() { int a = 10; int b = 20 //函数调⽤ int c = Add(a, b); printf("%d\n", c); return 0; }
static和extern
static 和 extern 都是C语言中的关键字。
static是 静态的 的意思，可以用来：
• 修饰局部变量
• 修饰全局变量
• 修饰函数
extern是用来声明外部符号的。
在讲解static和extern之前再讲⼀下：作用域和生命周期。
作用域是程序设计概念，通常来说，一段程序代码中所用到的名字并不总是有效的，而限定这个名字的可用性的代码范围就是这个名字的作用域。
- 局部变量的作用域是变量所在的局部范围。
- 全局变量的作用域是整个工程
生命周期指的是变量的创建(申请内存)到变量的销毁(收回内存)之间的⼀个时间段
局部变量的生命周期是：进⼊作用域生命周期开始，出作用域生命周期结束。
全局变量的生命周期是：整个程序的生命周期。
static 修饰局部变量
//代码1 #include <stdio.h> void test() { int i = 0; i++; printf("%d ", i); } int main() { int i = 0; for (i = 0; i < 5; i++) { test(); } return 0; }
//代码2 #include <stdio.h> void test() { //static修饰局部变量 static int i = 0; i++; printf("%d ", i); } int main() { int i = 0; for (i = 0; i < 5; i++) { test(); } return 0; }
对比代码1和代码2的效果，理解static修饰局部变量的意义。
代码1的test函数中的局部变量i是每次进入test函数先创建变量（生命周期开始）并赋值为0，然后
++，再打印，出函数的时候变量生命周期将要结束（释放内存）。
代码2中，我们从输出结果来看，i的值有累加的效果，其实test函数中的i创建好后，出函数的时候是
不会销毁的，重新进入函数也就不会重新创建变量，直接上次累积的数值继续计算。
结论：static修饰局部变量改变了变量的生命周期，生命周期改变的本质是改变了变量的存储类型，本
来⼀个局部变量是存储在内存的栈区的，但是被static修饰后存储到了静态区。存储在静态区的变量和全局变量是⼀样的，生命周期就和程序的生命周期⼀样了，只有程序结束，变量才销毁，内存才回收。但是作用域不变的
static修饰全局变量
代码1 add.c 1 int g_val = 2018 test.c #include <stdio.h> extern int g_val; int main() { printf("%d\n", g_val); return 0; }
代码2 add.c 1 static int g_val = 2018 test.c #include <stdio.h> extern int g_val; int main() { printf("%d\n", g_val); return 0 }
extern 是用来声明外部符号的，如果一个全局的符号在A文件中定义的，在B文件中想使用，就可以使用extern进行声明，然后使用。
代码1正常，代码2在编译的时候会出现连接性错误
结论：
⼀个全局变量被static修饰，使得这个全局变量只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使用。本
质原因是全局变量默认是具有外部链接属性的，在外部的文件中想使用，只要适当的声明就可以使用；但是全局变量被static修饰之后，外部链接属性就变成了内部链接属性，只能在自己所在的源文件内部使用了，其他源文件，即使声明了，也是无法正常使用的
static 修饰函数
代码1 add.c int Add(int x, int y) { return x + y; } test.c #include <stdio.h> extern int Add(int x, int y); int main() { printf("%d\n", Add(2, 3)); return 0; }
代码2 add.c static int Add(int x, int y) { return x+y; } test.c #include <stdio.h> extern int Add(int x, int y); int main() { printf("%d\n", Add(2, 3)); return 0; }
代码1是能够正常运行的，但是代码2就出现了链接错误。
其实static 修饰函数和static修饰全局变量是⼀模⼀样的，一个函数在整个工程都可以使用，被static修
饰后，只能在本文件内部使用，其他文件无法正常的链接使用了。
本质是因为函数默认是具有外部链接属性，具有外部链接属性，使得函数在整个工程中只要适当的声
明就可以被使用。但是被static修饰后变成了内部链接属性，使得函数只能在自己所在源文件内部使
⽤。
