C 语言学习历程：（第六章）函数・程序中的逻辑封装艺术

第六章：函数

C 语言中的函数就是一个完成某项特定任务的一小段代码。

1. 库函数

不同编译器提供的一系列函数的实现，就被称为库函数。这些库函数根据功能的划分，都在不同的头文件中进行声明。

库函数相关头文件：C Standard Library headers - cppreference.com

2. 自定义函数

语法形式

函数返回类型 函数名(形式参数){}

2.1 形参和实参

• 形参：在自定义函数的括号中写的参数，称为形式参数
• 实参：真是传递给函数的参数
• 函数的形式参数要和和实参个数匹配

只有在函数被调用的过程中存放实参传递过来的值，才会向内存申请空间

加法函数，完成两个整形变量的加法操作：

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<stdio.h>#include<stdbool.h>//第六章：函数//此时是形参，在不调用此函数时，不会分配内存空间，//当调用函数时，形参便会分配内存空间（和实参各自有独立的空间）intadd(inta,intb){returna+b;//将a+b的值返回出去}intmain(){inta=0;intb=0;intc=add(a,b);//调用函数，将变量传递进去，此时是实参scanf("%d",&c);printf("两个数之和是：%d",c);return0;}

2.2 return 语句

• 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语句执⾏后，函数就彻底返回，后边的代码不再执⾏。
• 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。
• 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。
• 函数的返回类型如果不写，编译器会默认函数的返回类型是int。
• 函数写了返回类型，但是函数中没有使⽤return返回值，那么函数的返回值是未知的。

2.3 数组做函数参数

• 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

写一个函数将一个整形数组的内容，全部置为 -1，再写一个函数打印数组内容

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<stdio.h>#include<stdbool.h>//数组做函数参数，数组的实参和形参是同一块内存空间//将数组内容全部置换为 -1voidset_arr(intarr[],intsz)//此时不设置长度，根据传过来的大小底层自动推断{for(inti=0;i<sz;i++){arr[i]=-1;}}//打印数组voidprint_arr(intarr[],intsz){for(inti=0;i<sz;i++){printf("%d ",arr[i]);}}intmain(){//定义数组intarr[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};//计算数组长度intsz=sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);//调用置换数组函数set_arr(arr,sz);//调用打印数组函数print_arr(arr,sz);return0;}

3. 嵌套调用和链式访问

3.1 嵌套调用

函数之间的互相调用称为嵌套调用。

实现计算某年某月有多少天：

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<stdio.h>#include<stdbool.h>//嵌套调用//定义函数判断是否为闰年boolis_leap_year(intyear){if((year%4==0&&year%100!=0)||year%400==0){returntrue;}returnfalse;}//定义函数计算某年某月有多少天intget_days(intyear,intmonth){// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12intdays[]={0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};//前面补0，方便月份和下标对应if(is_leap_year(year)&&month==2)//嵌套调用判断是否是闰年和2月{days[month]+=1;//如果是闰年2月，则天数加1returndays[month];}returndays[month];//不是闰年，则直接返回对应月份的天数}intmain(){intyear=0;intmonth=0;scanf("%d%d",&year,&month);intdays=get_days(year,month);printf("%d年%d月有%d天\n",year,month,days);return0;}

3.2 链式访问

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

//链式访问#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<stdio.h>intmain(){//printf的返回值是输出字符的个数，包括换行符和空格//输出 43 3 2printf("%d ",printf("%d ",printf("%d ",43)));return0;}

4. 函数声明和定义

4.1 单个文件

当我们将自定义的函数放在 main 函数后，也就是调用此函数之后，需要在函数调用前声明一下此函数。函数的调用要满足先声明后使用，函数的定义是一种特殊的声明。

• 函数声明：函数返回类型 函数名（函数参数）

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<stdio.h>#include<stdbool.h>boolis_leap_year(intyear);//函数声明intmain(){intyear=0;intmonth=0;scanf("%d%d",&year,&month);intdays=get_days(year,month);printf("%d年%d月有%d天\n",year,month,days);return0;}//定义函数判断是否为闰年boolis_leap_year(intyear){if((year%4==0&&year%100!=0)||year%400==0){returntrue;}returnfalse;}

4.2 多个文件

函数的声明和类型的声明放在头文件中 (.h) ，函数的实现放在其他源文件中 (.c) ，此时 main 函数所在的源文件要包括自定义的头文件。

add.h

#pragmaonce//头文件用于声明函数、类、变量等，防止重复包含intadd(inta,intb);

add.c

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS//函数的定义intadd(inta,intb){//将a+b的值返回出去returna+b;}

test.c

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<stdio.h>//包含自定义头文件，注意使用双引号#include"add.h"intmain(){inta=0;intb=0;scanf("%d%d",&a,&b);intc=add(a,b);printf("和是：%d\n",c);}

4.3 关键字使用

作用域：一段程序中所用到的名字并不是总有效，可用性的代码范围称为作用域

• 局部变量：变量所在的局部范围
• 全局变量：整个项目

生命周期：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：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
• 全局变量：整个程序的声明周期

4.3.1 extern

用于声明外部符号，如果一个全局的符号在A文件中定义，在B文件中想使用，就需要使用extern进行声明。

4.3.2 static

修饰局部变量

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。

修饰全局变量或函数

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。函数同理

test2.c

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS//定义全局变量//全局变量默认具有链接属性，其他文件可以通过extern进行访问//如果此时加上static，则变为内部链接属性，其他源文件无法访问//函数原理同上intnum=10;

test.c

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#include<stdio.h>//static 和 extern关键字的使用voidtest();//函数声明externintnum;//声明外部变量intmain(){for(inti=0;i<5;i++){test();}printf("num = %d\n",num);return0;}voidtest(){//静态变量，只初始化一次（在程序编译时），仅改变生命周期，生命周期为整个程序运行期间//如果不加入static关键字，则每次调用变量时，变量都会重新初始化，即局部变量staticinta=0;a++;printf("%d\n",a);}

声明

本文是在鹏哥 C 语言集训营学习过程中所记录的学习笔记，梳理了核心知识点，同时也记录了本人实操验证的代码案例，供后续学习复盘使用。