C语言(5)----函数

简介: C语言(5)----函数

1.函数的概念

在数学中,有函数这个概念,在C语言中也有这个概念。叫做function。

准确的来说,C语言中的函数二字就是由数学函数这个概念翻译而来的,C语言中的function更准确的翻译是子程序。但是由于它和数学中的函数用法相似,所以将它称为函数会更好理解。

那么为什么C语言中会有函数呢?因为C语言作为一种语言,它只提供一种语法规则,本身并不能执行程序。也就是说,如果你会一种语言的所有知识和概念,但你不知道它怎么去用,不能将它说出来,那么也就不能运用这门语言。

所以这个时候函数出现了。它用来使程序发生,使程序运行,它本身就是运行的指令。

我们可以用数学来类比C语言中的函数概念。注意,接下来所说的函数都是指C语言中的函数。

2.函数是什么?

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。你可以将它理解为一个动作,一个执行活动。它能完成所需要的任务。同时,函数是被用来调用的,当需要它时才会调用它。这里的图便于更好理解调用二字。图中有函数Add,当需要它时就将它调到了主函数中去使用。

3.函数的特点

·可以执行任务:这点无需多说,已经解释过

·可以重复使用:一个函数它包含变量,那么这个变量可以不断变化,所以函数也就可以重复使用了。

另外,函数需要做到高内聚低耦合,这样才能使函数的可变性更高。

4.函数的分类

·库函数:为了用户的需要,ANSIC规定了一些常用的函数标准,这些标准被称为标准库,那么代表这些标准的函数叫做库函数。库函数是官方规定的,是无需用户再创造的

库函数特点:

若要实现函数功能,那么必须要有头文件申明。因为就相当于签订一个协议,如果不提前申明这个协议,是不能理解你为什么用这个函数的。

·自定义函数:有时候库函数不能完成理想的任务,就需要用户自己去创造一个自定义函数来完成任务。

5.函数的格式

其实库函数和自定义函数的格式都是一样的,只是一个无需自己再规定,一个需要自己先自定义。

格式:

ret_type:返回类型。可以是char,int等一些已经规定的内置类型,也可以自定义类型,但如果什么都不返回,那就输入void,如果这里什么都不写的话,则会默认类型为int

fun_name:函数名,可以自定义,一般要具有实际意思方便理解

():形式参数,其实相当于变量,如果有参数,要交代清楚参数的类型和名字,以及参数个数。如果没有参数,类型就是void

{}中的东西:函数体,即具体完成的任务的过程。

执行函数的过程就是输入参数-函数分析参数-输出结果(返回结果)

6.实参和形参

在5中我们已经知道了有个东西叫做形式参数,也就是形参,这里我们来具体介绍实参和形参。

实参:实际参数。也就是实际被应用的参数。它不直接出现在定义的函数中,而是作为需要被实际输出的数据存在于程序中。

形参:形式参数。顾名思义,它只是一个形式,不具有实际的意义,在函数用来临时代表实际参数,相当于实参的一份临时拷贝,它是不占有内存的,对形参的修改是不会影响实参的,但在输出时输出的并不是形式参数而是实际参数。

对二者的理解可以是形参是要去定义和规定的,是先前就有的,它只不过是一个参数。但实参是需要后续再去输入的,也就是说会根据实际情况而改变的,它可以是数字等等。

为了易于理解,也就相当于数学中的一个函数,a+b=10

那么a和b在未输入时就是形式参数,当我们需要输入值时,那么比如a=1,b=9,这个时候具有实际意义了,那么也就是实际参数了。只是便于理解,但本质上还是有差异的。

7.实参和形参的关系

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。

我们可以注意到,a和b的值被传给了x和y,但它们的地址并不是一样的。这其实也印证了形参是实参的一份临时拷贝的说法,

8.return返回

函数中经常会出现return语句,return意思就是返回的意思,那么当返回值时,就会用到它。以下时需要注意的点。

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。这里需要将其与break区分,break的作用是打破循环,但return的作用是结束函数。

• 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,我们必须要考虑到所有的情况,否则会出现编译错误。

9.数组做函数参数

使用函数解决问题时,难免会遇到需要调用有数组的函数。那么含有数组的函数与普通函数有什么区别呢?

• 函数的形式参数要和函数的实参个数匹配,也就是说实参个数有几个,形参个数就要有几个,而实参和形参的名字可以相同

• 函数的实参是数组,形参也是可以写成数组形式的

• 数组传参的时候只写数组名,可以省略元素个数

• 形参如果是⼀维数组,数组⼤⼩可以省略不写,写数组形式即可

• 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,改变形参就是在改变实参

如图下实操

10.嵌套调用和链式访问

·嵌套调用

简单来说就是函数套娃,在函数中调用函数。

因为一个函数是不能定义在另一个函数内部的,但我们可以在另一个函数内部调用这个函数,达到自己的目的。

·链式访问

简单来说就是将多个语句放在同一个语句内,形成连锁反应,像链条一样穿起来。

11.函数的声明和定义

函数的定义顾名思义,就是定义这个函数的作用

函数的声明就是告诉有这个函数,如果不声明的话编译器就理解不了,也就无法使用这个函数。

对于二者的区别,声明相当于函数的名称告诉你这个函数是什么,函数的定义就是这个函数的内容,但内容有时也是会包括名称的。

注意,因为执行函数是从上到下的顺序,所以函数的定义一般放在调用前,此时这个定义既是定义又是声明;如果定义放在调用后了,那此时就要在调用前先声明有这个函数,这样函数才能被理解。总而言之就是一定要先声明才能使用函数。

12.关于多个文件的存储

当我们需要写大量的代码的时候,放在同一个文件中就会显得函数臃肿而且不好修改,那么我们就会把它们分门别类放在不同的文件中。

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。

这样做的优点有很多:

方便协作:多个人之间可以操作同一组代码

逻辑清晰:分开存储使得代码更有逻辑性

隐藏代码:有时候不想让人看见的源码可以放在另一个文件中

13.static和extern关键字

介绍两个概念:作用域scope和生命周期

scope作用域:相当于数学中的取值范围或者是定义域值域等等的概念,也就是说它将代码限制在一个范围内使用,只要超出这个范围这个代码就失效了。

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

生命周期:指的是一个函数的存在的时间长短。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。这里的销毁可以理解为初始化,也就是说如果有循环,那么不会随着原先的函数在此基础上发生改变,而是从初始的状态开始改变。

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。

static

static在中文中的意思是静止,静态,那么顾名思义它的作用可能和静态有关。它可以用来修饰全局变量,局部变量和函数。

这是一个内存

我们可以看到局部变量是放在栈区的,而全局变量和静态变量是放在静态区的,这里的静态就是指的static的那个静态。

对于局部变量,被static修饰之后的生命周期的长度变成了跟全局变量相同的长度,也就是说它具有了和全局变量一样的生命周期性质,其实本质上是因为改变了它在存储中的位置。但是需要注意的是它的作用域并未变化,原先能在哪里发挥作用,现在还是在哪里。

对于全局变量和函数,它们被static修饰之后的变化相差无几。全局变量和函数具有外部链接属性,也就是可以在不同文件中使用,而一旦被static修饰之后它们就只具有内部链接属性了,也就是说作用域变小了,只能在自己所在的源文件中使用。

总结来看:static改变了局部变量的生命周期,改变了全局变量和函数的作用域,并且一个是变大另两个是变小。

extern

extern 是⽤来声明外部符号的,很容易理解,就是当你在a文件中定义了一个函数,需要在b文件中使用时需要用extern声明一下。

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