【C 语言基础】C 世界函数的故事（1）

男娘i 2021-09-13 18:44 489阅读 0赞

### 维系C世界框架的英雄 ###

> 今天是关于C语言函数的故事。我相信很多人，学习C语言的第一段代码就是：

#include <stdio.h>
    int main()
    { 
        printf("Hello World!\n");
        return 0;
    }

> 而从一开始，最重要的函数main()，就出现在了我们的世界。

### 函数是什么？ ###

> 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。

### 函数的分类 ###

> 1.  库函数
> 2.  自定义函数

### 库函数 ###

>  *  库函数（Library function）是将函数封装入库，供用户使用的一种方式。方法是把一些常用到的函数编完放到一个文件里，供不同的人进行调用。**调用的时候把它所在的文件名用\#include<>加到里面**就可以了。一般是放到lib文件里的。
>  *  如我们用的输入输出函数（scanf，printf），拷贝字符串的函数（strcpy），求x的y次幂函数（pow）等等，都是我们常用的库函数。

#### 库函数大致分类（举了下列函数类别含有的一些常见函数） ####

>  *  IO函数：printf（输出）、scanf（输入）
>  *  字符串操作函数：strcmp（字符串比较）、strlen（计算字符串长度）
>  *  字符操作函数：toupper（小写转大写）
>  *  内存操作函数：memcpy（内存拷贝）、memset（内存初始化）
>  *  时间/日期函数：time（时间）
>  *  数学函数：sqrt（开平方）、pow（求x的y次幂）
>  *  其他函数

#### 我们该怎样学习库函数呢？ ####

> 1.  在日常学习C语言的过程中，我们要学会积累库函数
> 2.  要学会并善于使用一些查询工具，如[http://zh.cppreference.com][http_zh.cppreference.com]或者[www.cplusplus.com][]

### 自定义函数 ###

> 自定义函数和库函数一样，有函数名，返回值和函数参数。是程序员根据需求自己定义的一种函数。

> 自定义函数的组成

return_type fun_name(para)
    { 
    	statement;
    }
    //return_type 返回类型
    //fun_name 函数名
    //para 函数参数
    //statement 语句项

##### 例子1：（写一个函数，求两个数较大值） #####

#include <stdio.h>
    //得到较大值函数的设计
    int get_max(int x, int y)
    { 
    	return (x>y)?(x):(y);
    }
    int main()
    { 
     	int a = 10;
     	int b = 20;
        //函数的调用
     	int max = get_max(a, b);
     	printf("max = %d\n", max);
     	return 0;
    }
    //rereturn_type: int
    //fun_name: get_max
    //para: int x,int y
    //statement: return (x>y)?(x):(y);

>  *  该函数就像是你打球累了，你想去喝水，你就让你（女）朋友去帮你买瓶饮料。（女）朋友买饮料就相当于**函数名**，而你告诉她，你要喝的饮料名字（还有给的钱），就相当于**函数参数**。你女朋友去买饮料的过程就相当于函数体的**语句项**。而她最后把饮料给你就相当于**返回类型**的值，至于其他函数可能因为返回值的不同，所以函数类型就是不同的，甚至还不需要返回值，这时函数类型就是（void）

##### 例子2：（写一个函数，打印一个直角边长为n的等腰直角三角形） #####

#include <stdio.h>
    void print(int n)
    { 
        int i=0;
        for(i=0;i<n;i++)
        { 
            int j=0;
            for(j=0;j<=i;j++)
            { 
                printf("* ");
            }
            printf("\n");
        }
    }
    int main()
    { 
        int n = 10;
    	print(n);
        return 0;
    }
    //rereturn_type: void
    //fun_name: print
    //para: int n
    //statement: {int i=0...for(...)}

>  *  该函数就是无返回值的函数，故函数类型就用void。**而如果你不写函数类型的话，其实默认返回类型就是int**，但不建议这么做。
>  *  无返回值的函数就相当于你写作业一样，哦豁，你不会，你找小青蛙帮你写，但是你不要她教你方法，而是你要她帮你写，答案她就直接帮你搞定了，而不需要你自己再动笔\\ (~ 、~）/

### 函数的参数 ###

>  *  函数的参数可以分为**实际参数**和**形式参数**
>  *  实参可以与形参命名一样
>  *  不同函数形参的命名可以相同

#### 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。

#### 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**形式参数只在该函数中有效**。

##### 例子3：思考下面函数是否可行（交换两个整形变量a，b的值） #####

#include <stdio.h>
    void Swap(int x,int y)
    { 
        int tmp;
        tmp=x;
        x=y;
        y=tmp;
    }
    int main()
    { 
        int a=10;
        int b=20;
        Swap(a,b);
        printf("%d %d",a,b);
        return 0;
    }

>  *  其中main()函数中Swap(a,b)的a，b就是实际参数
>  *  void Swap（int x, int y）中的x，y就是形式参数
>  *  按思路，我们将a，b的值分别传给x，y。再通过变量tmp将x，y的值交换，这样子我们就将x，y的值交换了，对吧，然后a，b的值好像完全没做改变！！！感觉跟他没有任何的关系呀！！！所以不能传值

> 通过比较参数的地址我们追寻原因（通过调试——窗口——监视，找到参数地址）

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MTM2Nzg0NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

>  *  通过上图我们知道，a，b与x，y的值没有任何联系，因为他们每个本身的地址都是不相同的。
>  *  但却可以将a，b的值传递给x，y，故我们可以认为：**形参实例化之后其实相当于实参的一份临时拷贝**。

> 至于我们怎样去将例3的代码修改正确呢，首先我们要们要知道什么是传值调用，什么是传址调用

### 函数的调用 ###

>  *  计算机编译或运行时，使用某个函数来完成相关命令。对无参函数调用时则无实际参数表。实际参数表中的参数可以是常数、变量或其它构造类型数据及表达式。各实参之间用逗号分隔。
>  *  函数调用分为：**传址调用**和**传址调用**
>  *  **函数可以实行嵌套调用，但不能嵌套定义**

#### 传值调用 ####

>  *  把参数的**实际值**复制给函数的形式参数。在这种情况下，修改函数内的形式参数不会影响实际参数
>  *  函数的形参和实参分别占有不同内存块

> 大家可以参考例1，例2，以及错误的例3来理解

#### 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正真的联系，也就是函数内部可以直接操作函数外部的变量

> 显而易见，例3是通过传值调用，故形参不能去改变形参的值。接下来，通过传址调用，修改例3

#include <stdio.h>
    void Swap(int* x,int* y)
    { 
        int tmp;
        tmp=*x;
        *x=*y;
        *y=tmp;
    }
    int main()
    { 
        int a=10;
        int b=20;
        Swap(&a,&b);
        printf("%d %d",a,b);
        return 0;
    }

>  *  改变1：将Swap中a，b的值，改成其地址，即是将地址传给形参
>  *  改变2：函数形参改用指针来接收实参传来的地址
>  *  改变3：函数体的语句通过指针来将\*x , \*y的值交换

> 我们继续通过地址追寻这其中的不同 （通过调试——窗口——监视，找到参数地址）

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81MTM2Nzg0NQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

> 因为指针变量x，y分别存放着a，b的地址，故解引用时，其实是将指针变量x，y地址存放的值互相交换。虽然a，b变量的地址没有改变，但是其地址存放的值发生了交换。故a，b发生交换。

### 结语 ###

> 函数的故事还为结束，下一章[C世界函数的故事（2）][C_2]我们将继续深入了解函数，如果你喜欢我讲的故事，可以点赞，收藏，关注我哦！！！

[http_zh.cppreference.com]: https://zh.cppreference.com/w/%E9%A6%96%E9%A1%B5
[www.cplusplus.com]: http://www.cplusplus.com/
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[C_2]: https://blog.csdn.net/weixin_51367845/article/details/115975440