玩转C语言——深入理解函数

简介: 玩转C语言——深入理解函数

前言:

       通过前面的学习,大家可能会发现,我的代码或多或少存在着函数(其实不写也是可以的)。由此可见,函数对C语言来说还是很重要的,它不仅可以使代码更加的整洁,也对开发项目至关重要。话不多说,开始我们今天的学习吧!


一、 函数的概念

       我们从小学就开始学习函数了,明白了函数的概念,在C语言中我们同样要学习函数,那么什么是函数呢?

       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 复⽤的,提升了开发软件的效率。

       因此,函数也可以称之为子程序,因为: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。

       那么,函数又可以分为什么呢?答案是:库函数和自定义函数。

二、库函数

       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。有了库函数,⼀些常⻅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。 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。

       以下便是相关头文件:

       

       库函数文档的一般格式:

        1. 函数原型

        2. 函数功能介绍

        3. 参数和返回类型说明

        4. 代码举例        

        5. 代码输出

        6. 相关知识链接

       大家感兴趣可以从c++官网上查询使用方式并实践,这里不过多介绍。

       三、自定义函数

           自定义函数是由程序员自主设计的函数,和库函数一样有函数名、返回类型、形式参数等,今天我们的目标就是学习如何写自定义函数。

       3.1 语法格式

       其实⾃定义函数和库函数是⼀样的,形式如下:

       

1. ret_type fun_name(形式参数)
2. {
3. 
4. }
  •        ret_type 是函数返回类型
  •        fun_name 是函数名
  •        括号中放的是形式参数
  •        {}括起来的是函数体
  •        如若有返回值要return返回  

       3.2 实例

       写一个加法函数来加深理解一下自定义函数

1. #include<stdio.h>
2. int Add(int x, int y)
3. //函数名Add
4. //两个形式参数x,y,类型都是int
5. //返回类型也是int
6. {
7.  return x+y;
8. }
9. int main()
10. {
11.   int a, b;
12.   scanf("%d%d", &a, &b);
13.   int ret = Add(a, b);//加法函数
14.   printf("两个数和为%d\n", ret);
15.   return 0;
16. }

       3.3 作用域与生命周期

       作用域生命周期是C语言中一个特别重要的概念,清楚理解这个概念能帮助我们写出更好的程序,减少bug的产生。

       作⽤域(scope)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(可⽤的,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。

  1. 局部变量的作⽤域是变量所在的局部范围。
  2. 全局变量的作⽤域是整个⼯程(项⽬)。  

       以加法函数以列,x,y的作用域就是加法函数。当加法函数执行结束,它就会被销毁。

      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。

  1. 局部变量的⽣命周期是:进⼊作⽤域变量创建,⽣命周期开始,出作⽤域⽣命周期结束。
  2. 全局变量的⽣命周期是:整个程序的⽣命周期。

       以上面加法函数以列,x,y的生命周期就是其进入函数创建到变量销毁的时间段.

       3.4 形参与实参

         在函数使⽤的过程中,把函数的参数分为,实参和形参。

        实际参数就是真实传递给函数的参数。

        实际参数就是实际存在的参数,也就是主函数main调用函数时传给它的参数。

       形式参数其实就是形式上的参数。它并不是实际存在的,在未使用时并不会向内存申请空间,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。

       3.5 形参与实参关系

       虽然我们提到了实参是传递给形参的,他们之间是有联系的,但是形参和实参各⾃是独⽴的内存空 间。 这个现象是可以通过调试来观察的。请看下⾯的代码和调试演⽰:

1. #include <stdio.h>
2. int Add(int x, int y)
3. {
4.  return x+y;
5. }
6. int main()
7. {
8.  int a = 3;
9.  int b = 5;
10.   int ret = Add(a, b);
11.   printf("%d", ret);
12.   return 0;
13. }

       我们在调试的可以观察到,x和y确实得到了a和b的值,但是x和y的地址和a和b的地址是不⼀样的,所以我们可以理解为形参是实参的⼀份临时拷⻉。

       3.6 return语句

       在函数的设计中,函数中经常会出现return语句,这⾥讲⼀下return语句使⽤的注意事项。

        • 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。

       3.7 数组做函数参数

       我们前面学过的数组自然是也能作为函数的参数来使用,下面是一个具体实例:

1. void print_arr(int arr[], int sz)//打印数组
2. {
3.  int i = 0;
4.  for (i = 0; i < sz; i++)
5.  {
6.    printf("%d ", arr[i]);
7.  }
8.  printf("\n");
9. }

四、嵌套调⽤和链式访问

       4.1 嵌套调用

       我们在前面已经学习了选择结构和循环结构的嵌套使用,那函数嵌套调用又是怎样的呢。其实,简单来说,就是函数中也可以调用函数。

       举个例子,让我们看看下面这段代码:

1. void print2()
2. {
3.  printf("hello world\n");
4. }
5. void print1()
6. {
7.  print2();//调用print2函数
8. }
9. int main()
10. {
11.   print1();//调用print1函数
12. return 0;
13. }

      注:C语言函数支持嵌套调用,但是不支持嵌套定义。

       4.2 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:

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4. printf("%d\n", strlen("abcdef"));//链式访问
5. return 0;
6. }

       以上strlen函数的返回值被printf函数所调用。

   五、函数的定义与声明

       5.1 函数定义

       函数的定义就是指函数具体的实现过程,交代函数具体功能的实现

       5.2 函数声明

       函数的调⽤⼀定要满足,先声明后使⽤是,而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。

       5.3 多文件

       ⼀般在企业中我们写代码时候,代码可能⽐较多,不会将所有的代码都放在⼀个⽂件中;我们往往会 根据程序的功能,将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,函数的实现是放在源⽂件(.c)⽂件中。

       有了函数声明和函数定义的理解,我们写代码就更加⽅便了。

最后:

       我们今天的学习到这里就结束了,有什么问题可在评论区留言,希望大家可以学到知识。

完!

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