C语言函数-阿里云开发者社区

函数是什么？

在学数学的时候，我们会经常碰到函数，比如y=2x+1等。其实，C语言也有函数的概念，但是你了解C语言中的函数吗？

维基百科中对函数的定义：子程序

在计算机科学中，子程序（英语：Subroutine, procedure, function, routine,method, subprogram, callable unit），是一个大型程序中的某部分代码，由一个或多个语句块组成。它负责完成某项特定任务，而且相较于其他代码，具备相对的独立性。

一般会有输入参数并有返回值，提供对过程的封装和细节的隐藏。这些代码通常被集成为软件库。

C语言中函数的分类

1. 1.库函数
2. 2.自定义函数

1.库函数

为什么要有库函数

1. 我们知道在我们学习C语言编程的时候，总是在一个代码编写完成之后迫不及待的想知道结果，想把这个结果打印到我们的屏幕上看看。这个时候我们会频繁的使用一个功能：将信息按照一定的格式打印到屏幕上（printf）。

2. 在编程的过程中我们会频繁的做一些字符串的拷贝工作（strcpy）。

3. 在编程是我们也计算，总是会计算n的k次方这样的运算（pow）。

像上面我们描述的基础功能，它们不是业务性的代码。我们在开发的过程中每个程序员都可能用的到，为了支持可移植性和提高程序的效率，所以C语言的基础库中提供了一系列类似的库函数，方便程序员进行软件开发。如果没有这些库函数的话，就会导致开发效率低、没有统一标准以及容易出bug的问题。在C语言的标准中，给定库函数的函数名、功能、参数以及返回类型，然后库函数的实现就交给编译器的厂商了。

那博主在这里推荐一个学习库函数的网站：http://www.cplusplus.com 。

简单地总结一下，C语言常用的库函数有：

IO函数
字符串操作函数
字符操作函数
内存操作函数
时间/日期函数
数学函数
其他库函数

注意：使用库函数，必修包含#include对应的头文件。

我们并不需要将库函数全部记住，但我们只需要在用的时候知道怎么用就行了。

2.自定义函数

其实库函数只能帮我我们解决一些问题，但不能解决所有的问题。如果库函数能解决所有的问题，那还要程序员干什么？所以更加重要的是自定义函数。自定义函数和库函数一样，有函数名，返回值类型和函数参数。但是不一样的是这些都是我们自己来设计。这给程序员一个很大的发挥空间。

函数的组成：

ret_type fun_name(para1, ... )
{
  statement;//语句项
}
ret_type 返回类型
fun_name 函数名
para1   函数参数

举个例子：写一个函数实现交换两个整型变量的内容。

代码示例：

#include <stdio.h>
//实现成函数，但是不能完成任务
void Swap1(int x, int y)
{
  int tmp = 0;
  tmp = x;
  x = y;
  y = tmp;
}
//正确的版本
void Swap2(int* px, int* py)
{
  int tmp = 0;
  tmp = *px;
  *px = *py;
  *py = tmp;
}
int main()
{
  int num1 = 1;
  int num2 = 2;
  Swap1(num1, num2);
  printf("Swap1::num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
  Swap2(&num1, &num2);
  printf("Swap2::num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
  return 0;
}

输出结果：

函数的参数

1.实际参数（实参）

真实传给函数的参数，叫实参。
实参可以是：常量、变量、表达式、函数等。
无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。

2.形式参数（形参）

形式参数是指函数名后括号中的变量，因为形式参数只有在函数被调用的过程中才实例化（分配内存单元），所以叫形式参数。形式参数当函数调用完成之后就自动销毁了。因此形式参数只在函数中有效。

上面Swap1和 Swap2函数中的参数 x，y，px，py 都是形式参数。在main函数中传给Swap1的 num1 ，num2 和传给Swap2函数的 &num1 ， &num2 是实际参数。

这里我们对函数的实参和形参进行分析：

我们可以看到Swap1函数在调用的时候， x ， y 拥有自己的空间，同时拥有了和实参一模一样的内容。所以我们可以简单的认为：形参实例化之后其实相当于实参的一份临时拷贝。

函数的调用

1.传值调用

函数的形参和实参分别占有不同内存块，对形参的修改不会影响实参。

2.传址调用

传址调用是把函数外部创建变量的内存地址传递给函数参数的一种调用函数的方式。

这种传参方式可以让函数和函数外边的变量建立起真正的联系，也就是函数内部可以直接操作函数外部的变量。

3.练习

写一个函数可以判断一个数是不是素数

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int is_prime(int n)
{
  int i = 0;
  for (i = 2; i <= sqrt(n); i++)
  {
    if (n % i == 0)
    {
      return 0;
    }
  }
  return 1;
}
int main()
{
  int i = 0;
  for (i = 100; i <= 200; i++)
  {
    if (is_prime(i) == 1)
    {
      printf("%d ", i);
    }
  }
  return 0;
}

写一个函数判断某一年是不是闰年

#include <stdio.h>
int is_year(int n)
{
  return (((n % 4 == 0) && (n % 100 != 0)) || (n % 400 == 0));
}
int main()
{
  int year = 0;
  for (year = 1000; year <= 2000; year++)
  {
    if (is_year(year) == 1)
    {
      printf("%d ", year);
    }
  }
  return 0;
}

写一个函数实现一个整形有序数组的二分查找

#include <stdio.h>
//int binary_search(int* arr, int k, int sz)
int binary_search(int arr[], int k, int sz)
{
  int left = 0;
  int right = sz-1;
  while (left<=right)
  {
    int mid = left + (right - left) / 2;
    if (arr[mid] > k)
    {
      right = mid - 1;
    }
    else if (arr[mid] < k)
    {
      left = mid + 1;
    }
    else
    {
      return mid;//找到了
    }
  }
  return -1;//找不到
}
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//计算好数组的元素个数再传进二分查找的函数
  //在函数内部无法求出sz
  int k = 7;
  //找到了返回下标，0~9
  //找不到返回 -1
  //数组传参，传递的是数组首元素的地址
  int ret = binary_search(arr, k, sz);
  if (-1 == ret)
    printf("找不到\n");
  else
    printf("找到了，下标是:%d\n", ret);
  return 0;
}

函数的嵌套调用和链式访问

1.嵌套调用

代码示例：

#include <stdio.h>
void new_line()
{
  printf("zhangjoy\n");
}
void three_line()
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 3; i++)
  {
    new_line();
  }
}
int main()
{
  three_line();
  return 0;
}

注意：函数可以嵌套调用，但是不能嵌套定义。

2.链式访问

代码示例：

#include <stdio.h>
int main()
{
  printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
  //结果是啥？
  //注：printf函数的返回值是打印在屏幕上字符的个数
  //分析:先打印43,然后printf函数的返回值是2,然后再打印2,
  //printf函数的返回值是1,最后打印1
  //所以输出结果是:4321
  return 0;
}

printf函数的原型如下：

int printf ( const char * format, ... );

输出结果：

函数的声明和定义

1.函数声明

告诉编译器有一个函数叫什么，参数是什么，返回类型是什么。但是具体是不是存在，函数声明决定不了。
函数的声明一般出现在函数的使用之前。要满足先声明后使用。
函数的声明一般要放在头文件中的。

2.函数定义

函数的定义是指函数的具体实现，交待函数的功能实现。

在互联网公司中，函数经常分模块实现。如下所示：

Add.h

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y);

Add.c

#include "Add.h"
int Add(int x, int y)
{
  return x + y;
}

Test.c

int main()
{
  int x = 0;
  int y = 0;
  printf("请输入两个整数:>");
  scanf("%d%d", &x, &y);
  Add(x, y);
  return 0;
}

函数递归

1.什么是递归

程序调用自身的编程技巧称为递归（ recursion）。递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用。一个过程或函数在其定义或说明中有直接或间接调用自身的一种方法，它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解，递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，大大地减少了程序的代码量。递归的主要思考方式在于：把大事化小。

2.递归的两个必要条件

存在限制条件，当满足这个限制条件的时候，递归便不再继续。

每次递归调用之后越来越接近这个限制条件。

注意：上面的两个条件，缺少任意一个条件，都会有可能形成死递归。

练习

接受一个整型值（无符号），按照顺序打印它的每一位。
例如：输入：1234，输出 1 2 3 4.

代码示例：

#include <stdio.h>
void print1(unsigned int n)
{
  if (n > 9)
  {
    print1(n / 10);
  }
  printf("%d ", n % 10);
}
void print2(unsigned int n)//1234
{
  if (n < 10)
    printf("%d ", n);
  else
  {
    print2(n / 10);//123
    printf("%d ", n%10);
  }
}
int main()
{
  unsigned int num = 1234;
  print1(num);
  printf("\n");
  print2(num);
  return 0;
}

画图分析：

编写函数不允许创建临时变量，求字符串的长度。

代码示例：

#include <stdio.h>
int my_strlen(const char* str)
{
  if (*str == '\0')
    return 0;
  else
    return 1 + my_strlen(str + 1);
}
int main()
{
  char* p = "abcdef";
  int len = my_strlen(p);
  printf("%d\n", len);
  return 0;
}

画图分析：

3.递归与迭代

练习

求n的阶乘。（不考虑溢出）

代码示例：

#include <stdio.h>
int Fac(int n)
{
  if (n <= 1)
    return 1;
  else
    return n * Fac(n - 1);
}
int main()
{
  int n = 0;
  printf("请输入一个整数:>");
  scanf("%d", &n);
  int ret = Fac(n);
  printf("%d的阶乘是%d\n", n, ret);
  return 0;
}

求第n个斐波那契数。（不考虑溢出）

代码示例：

#include <stdio.h>
int Fib(int n)
{
  if (n <= 2)
    return 1;
  else
    return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
}
int main()
{
  int n = 0;
  printf("请输入一个整数:>");
  scanf("%d", &n);
  int ret = Fib(n);
  printf("第%d个斐波那契数是%d\n", n, ret);
  return 0;
}

但是我们发现有问题：1.在使用Fib这个函数的时候如果我们要计算第50个斐波那契数字的时候特别耗费时间；2.使用Fac函数求10000的阶乘（不考虑结果的正确性），程序会崩溃。

为什么会这样呢？因为Fib函数在调用的过程中很多计算其实在一直重复，效率就会特别低。

计算第三个斐波那契数的运算次数

代码示例：

#include <stdio.h>
int count = 0;
int Fib(int n)
{
  if (n == 3)
    count++;
  if (n <= 2)
    return 1;
  else
    return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
}
int main()
{
  int n = 0;
  printf("请输入一个整数:>");
  scanf("%d", &n);
  int ret = Fib(n);
  printf("第%d个斐波那契数是%d\n", n, ret);
  printf("count = %d\n", count);
  return 0;
}

输出结果：

我们可以看到，程序已经计算第三个斐波那契数高达三千九百多万次，效率太低了。

那如何解决上述的问题：

1. 将递归改写成非递归。

2. 使用static对象替代nonstatic局部对象。在递归函数设计中，可以使用static对象替代nonstatic局部对象（即栈对象），这不仅可以减少每次递归调用和返回时产生和释放 nonstatic 对象的开销，而且static对象还可以保存递归调用的中间状态，并且可为各个调

用层所访问。

那么，下面的代码就采用了非递归的方式来实现：

代码示例：

#include <stdio.h>
int Fac(int n)
{
  int ret = 1;
  while (n)
  {
    ret *= n;
    n--;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int n = 0;
  printf("请输入一个整数:>");
  scanf("%d", &n);
  int ret = Fac(n);
  printf("%d的阶乘是%d\n", n, ret);
  return 0;
}

#include <stdio.h>
int Fib(int n)
{
  int a = 1;
  int b = 1;
  int c = 1;
  while (n>2)
  {
    c = a + b;
    a = b;
    b = c;
    n--;
  }
  return c;
}
int main()
{
  int n = 0;
  printf("请输入一个整数:>");
  scanf("%d", &n);
  int ret = Fib(n);
  printf("第%d个斐波那契数是%d\n", n, ret);
  return 0;
}

温馨提示：

1. 许多问题是以递归的形式进行解释的，这只是因为它比非递归的形式更为清晰。

2. 但是这些问题的迭代实现往往比递归实现效率更高，虽然代码的可读性稍微差些。

3. 当一个问题相当复杂，难以用迭代实现时，此时递归实现的简洁性便可以补偿它所带来的运行时开销。

以上就是本篇博客的全部内容了，如果大家觉得有收获的话，可以点个三连支持一下！谢谢大家啦！

结语

每个优秀的人都有一段沉默的时光，那段时光是付出了很多努力却得不到结果的日子，我们把它叫做扎根。

C语言函数

函数是什么？

C语言中函数的分类

1.库函数

2.自定义函数

函数的参数

1.实际参数（实参）

2.形式参数（形参）

函数的调用

1.传值调用

2.传址调用

3.练习

函数的嵌套调用和链式访问

1.嵌套调用

2.链式访问

函数的声明和定义

1.函数声明

2.函数定义

函数递归

1.什么是递归

2.递归的两个必要条件

3.递归与迭代

结语

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

热门

活动广场

任务中心

开发者评测

高校计划

乘风者计划

训练营

阿里云MVP

话题

直播

下载

镜像站

技术资料

插件

C语言函数

函数是什么？

C语言中函数的分类

1.库函数

2.自定义函数

函数的参数

1.实际参数（实参）

2.形式参数（形参）

函数的调用

1.传值调用

2.传址调用

3.练习

函数的嵌套调用和链式访问

1.嵌套调用

2.链式访问

函数的声明和定义

1.函数声明

2.函数定义

1.什么是递归

2.递归的两个必要条件

3.递归与迭代

结语

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景