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09-C语言函数

简介: 函数基本概念 C源程序是由函数组成的 例如: 我们前面学习的课程当中,通过main函数+scanf函数+printf函数+逻辑代码就可以组成一个C语言程序 C语言不仅提供了极为丰富的库函数, 还允许用户建立自己定义的函数。

函数基本概念

  • C源程序是由函数组成的
    • 例如: 我们前面学习的课程当中,通过main函数+scanf函数+printf函数+逻辑代码就可以组成一个C语言程序
  • C语言不仅提供了极为丰富的库函数, 还允许用户建立自己定义的函数。用户可把自己的算法编写成一个个相对独立的函数,然后再需要的时候调用它
    • 例如:你用C语言编写了一个MP3播放器程序,那么它的程序结构如下图所示
    • img_56989a38200575f21691a320a6add5ab.png
  • 可以说C程序的全部工作都是由各式各样的函数完成的,所以也把C语言称为函数式语言

函数的分类

  • 在C语言中可从不同的角度对函数分类
  • 从函数定义的角度看,函数可分为库函数和用户定义函数两种
    • 库函数: 由C语言系统提供,用户无须定义,也不必在程序中作类型说明,只需在程序前包含有该函数原型的头文件即可在程序中直接调用。在前面各章的例题中反复用到printf、scanf、getchar、putchar等函数均属此类
    • 用户定义函数:由用户按需编写的函数。对于用户自定义函数,不仅要在程序中定义函数本身,而且在主调函数模块中还必须对该被调函数进行类型说明,然后才能使用
  • 从函数执行结果的角度来看, 函数可分为有返回值函数和无返回值函数两种
    • 有返回值函数: 此类函数被调用执行完后将向调用者返回一个执行结果,称为函数返回值。(必须指定返回值类型和使用return关键字返回对应数据)
    • 无返回值函数: 此类函数用于完成某项特定的处理任务,执行完成后不向调用者返回函数值。(返回值类型为void, 不用使用return关键字返回对应数据)
  • 从主调函数和被调函数之间数据传送的角度看,又可分为无参函数和有参函数两种
    • 无参函数: 在函数定义及函数说明及函数调用中均不带参数。主调函数和被调函数之间不进行参数传送。
    • 有参函数: 在函数定义及函数说明时都有参数,称为形式参数(简称为形参)。在函数调用时也必须给出参数,称为实际参数(简称为实参)

函数的定义

  • 定义函数的目的

    • 将一个常用的功能封装起来,方便以后调用
  • 自定义函数的书写格式

返回值类型 函数名(参数类型 形式参数1,参数类型 形式参数2,…) {
    函数体;
    返回值;
}
  • 示例
int main(){
    printf("hello world\n");
    retrun 0;
}
  • 定义函数的步骤
    • 函数名:函数叫什么名字
    • 函数体:函数是干啥的,里面包含了什么代码
    • 返回值类型: 函数执行完毕返回什么和调用者

  • 无参无返回值函数定义
    • 没有返回值时return可以省略
    • 格式:
    void 函数名() {
        函数体;
    }
    
    • 示例:
    // 1.没有返回值/没有形参
    // 如果一个函数不需要返回任何数据给调用者, 那么返回值类型就是void
    void printRose() {
        printf(" {@}\n");
        printf("  |\n");
        printf(" \\|/\n"); // 注意: \是一个特殊的符号(转意字符), 想输出\必须写两个斜线
        printf("  |\n");
      // 如果函数不需要返回数据给调用者, 那么函数中的return可以不写
    }
    

  • 无参有返回值函数定义
    • 格式:
    返回值类型 函数名() {
        函数体;
        return 值;
    }
    
    • 示例:
    int getMax() {
        printf("请输入两个整数, 以逗号隔开, 以回车结束\n");
        int number1, number2;
        scanf("%i,%i", &number1, &number2);
        int max = number1 > number2 ? number1 : number2;
        return max;
    }
    

  • 有参无返回值函数定义
    • 形式参数表列表的格式: 类型 变量名,类型 变量2,......
    • 格式:
    void 函数名(参数类型 形式参数1,参数类型 形式参数2,…) {
        函数体;
    }
    
    • 示例:
    void printMax(int value1, int value2) {
        int max = value1 > value2 ? value1 : value2;
        printf("max = %i\n", max);
    }
    

  • 有参有返回值函数定义
    • 格式:
    返回值类型 函数名(参数类型 形式参数1,参数类型 形式参数2,…) {
        函数体;
        return 0;
    }
    
    • 示例:
     int printMax(int value1, int value2) {
        int max = value1 > value2 ? value1 : value2;
        return max;
    }
    

  • 函数定义注意
    • 函数不能嵌套定义
    void test() {
        void test2() { // 错误写法
        }
    }
    
    • 函数名称不能相同
    void test() {
    }
    void test() { // 报错
    }
    

函数的参数和返回值

  • 形式参数
    • 定义函数时,函数名后面小括号()中定义的变量称为形式参数,简称形参
    • 形参变量只有在被调用时才分配内存单元,在调用结束时,即刻释放所分配的内存单元。
    • 因此,形参只有在函数内部有效,函数调用结束返回主调函数后则不能再使用该形参变量
int max(int number1, int number2) //  形式参数
{
    return number1 > number2 ? number1 : number2;
}

  • 实际参数
    • 调用函数时, 传入的值称为实际参数,简称实参
    • 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,它们都必须具有确定的值,以便把这些值传送给形参
    • 因此应预先用赋值,输入等办法使实参获得确定值
int main() {
    int num = 99;
    // 88, num, 22+44均能得到一个确定的值, 所以都可以作为实参
    max(88, num, 22+44); // 实际参数
    return 0;
}

  • 形参、实参注意点
    • 调用函数时传递的实参个数必须和函数的形参个数必须保持一致
    int max(int number1, int number2) { //  形式参数
        return number1 > number2 ? number1 : number2;
    }
    int main() {
        // 函数需要2个形参, 但是我们只传递了一个实参, 所以报错
        max(88); // 实际参数
        return 0;
    }
    
    • 形参实参类型不一致, 会自动转换为形参类型
    void change(double number1, double number2) {//  形式参数
       // 输出结果: 10.000000, 20.000000
       // 自动将实参转换为double类型后保存
       printf("number1 = %f, number2 = %f", number1, number2);
    }
    int main() {
        change(10, 20);
        return 0;
    }
    
    • 当使用基本数据类型(char、int、float等)作为实参时,实参和形参之间只是值传递,修改形参的值并不影响到实参函数可以没有形参
    void change(int number1, int number2) { //  形式参数
        number1 = 250; // 不会影响实参
        number2 = 222;
    }
    int main() {
        int a = 88;
        int b = 99;
        change(a, b);
        printf("a  = %d, b = %d", a, b); // 输出结果: 88, 99
        return 0;
    }
    

  • 返回值类型注意点
    • 如果没有写返回值类型,默认是int
    max(int number1, int number2) {//  形式参数
        return number1 > number2 ? number1 : number2;
    }
    
    • 函数返回值的类型和return实际返回的值类型应保持一致。如果两者不一致,则以返回值类型为准,自动进行类型转换
    int height() {
        return 3.14; 
    }
    int main() {
      double temp = height();
      printf("%lf", temp);// 输出结果: 3.000000
    }
    
    • 一个函数内部可以多次使用return语句,但是return语句后面的代码就不再被执行
    int max(int number1, int number2) {//  形式参数
        return number1 > number2 ? number1 : number2;
        printf("执行不到"); // 执行不到
        return 250; // 执行不到
    }
    

函数的声明

  • 在C语言中,函数的定义顺序是有讲究的:
    • 默认情况下,只有后面定义的函数才可以调用前面定义过的函数
  • 如果想把函数的定义写在main函数后面,而且main函数能正常调用这些函数,那就必须在main函数的前面进行函数的声明, 否则
    • 系统搞不清楚有没有这个函数
    • 系统搞不清楚这个函数接收几个参数
    • 系统搞不清楚这个函数的返回值类型是什么
  • 所以函数声明,就是在函数调用之前告诉系统, 该函数叫什么名称, 该函数接收几个参数, 该函数的返回值类型是什么
  • 函数的声明格式:
    • 将自定义函数时{}之前的内容拷贝到调用之间即可
    • 例如: int max( int a, int b );
    • 或者: int max( int, int );
// 函数声明
void getMax(int v1, int v2);
int main(int argc, const char * argv[]) {
    getMax(10, 20); // 调用函数
    return 0;
}
// 函数实现
void getMax(int v1, int v2) {
    int max = v1 > v2 ? v1 : v2;
    printf("max = %i\n", max);
}
  • 函数的声明与实现的关系
    • 声明仅仅代表着告诉系统一定有这个函数, 和这个函数的参数、返回值是什么
    • 实现代表着告诉系统, 这个函数具体的业务逻辑是怎么运作的
  • 函数声明注意点:
    • 函数的实现不能重复, 而函数的声明可以重复
    // 函数声明
    void getMax(int v1, int v2);
    void getMax(int v1, int v2);
    void getMax(int v1, int v2); // 不会报错
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        getMax(10, 20); // 调用函数
        return 0;
    }
    // 函数实现
    void getMax(int v1, int v2) {
        int max = v1 > v2 ? v1 : v2;
        printf("max = %i\n", max);
    }
    
    • 函数声明可以写在函数外面,也可以写在函数里面, 只要在调用之前被声明即可
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        void getMax(int v1, int v2); // 函数声明, 不会报错
        getMax(10, 20); // 调用函数
        return 0;
    }
    // 函数实现
    void getMax(int v1, int v2) {
        int max = v1 > v2 ? v1 : v2;
        printf("max = %i\n", max);
    }
    
    • 当被调函数的函数定义出现在主调函数之前时,在主调函数中也可以不对被调函数再作声明
    // 函数实现
    void getMax(int v1, int v2) {
        int max = v1 > v2 ? v1 : v2;
        printf("max = %i\n", max);
    }
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        getMax(10, 20); // 调用函数
        return 0;
    }
    
    • 如果被调函数的返回值是整型时,可以不对被调函数作说明,而直接调用
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        int res = getMin(5, 3); // 不会报错
        printf("result = %d\n", res );
        return 0;
    }
    int getMin(int num1, int num2) {// 返回int, 不用声明
        return num1 < num2 ? num1 : num2;
    }
    

main函数分析

  • main的含义:
    • main是函数的名称, 和我们自定义的函数名称一样, 也是一个标识符
    • 只不过main这个名称比较特殊, 程序已启动就会自动调用它
  • return 0;的含义:
    • 告诉系统main函数是否正确的被执行了
    • 如果main函数的执行正常, 那么就返回0
    • 如果main函数执行不正常, 那么就返回一个非0的数
  • 返回值类型:
    • 一个函数return后面写的是什么类型, 函数的返回值类型就必须是什么类型, 所以写int
  • 形参列表的含义
    • int argc :
      • 系统在启动程序时调用main函数时传递给argv的值的个数
    • const char * argv[] :
      • 系统在启动程序时传入的的值, 默认情况下系统只会传入一个值, 这个值就是main函数执行文件的路径
      • 也可以通过命令行或项目设置传入其它参数
      • img_25340e91f73b0b222fc211a6eed81c6f.png
      • img_ef3d59cc83f424ca6fdc81c0cb93c78b.png

  • 函数练习
    • 写一个函数从键盘输入三个整型数字,找出其最大值
    • 写一个函数求三个数的平均值

递归函数(了解)

  • 什么是递归函数?
    • 一个函数在它的函数体内调用它自身称为递归调用
    void function(int x){
        function(x);
    }
    
  • 递归函数构成条件
    • 自己搞自己
    • 存在一个条件能够让递归结束
    • 问题的规模能够缩小
  • 示例:
    • 获取用户输入的数字, 直到用户输入一个正数为止
void getNumber(){
    int number = -1;
    while (number < 0) {
        printf("请输入一个正数\n");
        scanf("%d", &number);
    }

    printf("number = %d\n", number);
}
void getNumber2(){
    int number = -1;
    printf("请输入一个正数abc\n");
    scanf("%d", &number);
    if (number < 0) {
//        负数
        getNumber2();
    }else{
//        正数
       printf("number = %d\n", number);
    }
}
  • 递归和循环区别

    • 能用循环实现的功能,用递归都可以实现
    • 递归常用于"回溯", "树的遍历","图的搜索"等问题
    • 但代码理解难度大,内存消耗大(易导致栈溢出), 所以考虑到代码理解难度和内存消耗问题, 在企业开发中一般能用循环都不会使用递归
  • 递归练习

    • 有5个人坐在一起,问第5个人多少岁?他说比第4个人大两岁。问 第4个人岁数,他说比第3个人大两岁。问第3个人,又说比第2个 人大两岁。问第2个人,说比第1个人大两岁。最后问第1个人, 他说是10岁。请问第5个人多大?
    • 用递归法求N的阶乘
    • 设计一个函数用来计算B的n次方

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