C语言学习笔记(六): 探索函数与变量

快来打我* 2023-09-24 17:57 112阅读 0赞

## 函数的定义 ##

![image-20211214210659467][]

## 形参和实参 ##

在定义函数时函数名后面括号中的变量名称为“形式参数”（简称“形参”）或“虚拟参数”。

在主调函数中调用一个函数时，函数名后面括号中的参数称为“实际参数”（简称“实参”）。

当函数被调用时,系统为形参分配内存空间。无论形参与实参的名称是否相同,它们都各自占用自己的存储空间。

## 函数的声明 ##

函数声明是在程序中声明函数的名称、参数列表和返回类型的语句。它不包括函数的主体，也就是实际的代码。它的目的是向编译器说明接下来将定义的函数的类型，以便编译器知道如何处理函数调用

在函数声明中的形参名可以省略，只写形参的类型。

float add(float x, float y);
    float add(float, float);		//不写参数名，只写参数类型
    float add(float a,  float b);	//参数名不用x,y，而用a,b。合法

## 函数的递归调用 ##

在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用该函数本身，称为函数的递归调用。

程序中不应出现无终止的递归调用，而只应出现有限次数的、有终止的递归调用，这可以用if语句来控制，只有在某一条件成立时才继续执行递归调用；否则就不再继续。

例如这个例子，有5个学生坐在一起，问第5个学生多少岁，他说比第4个学生大2岁。问第4个学生岁数，他说比第3个学生大2岁。问第3个学生，又说比第2个学生大2岁。问第2个学生，说比第1个学生大2岁。最后问第1个学生，他说是10岁。请问第5个学生多大1.

include <stdio.h>
    int main()
    {
        	int age(int n);					//对age函数的声明
    	printf("NO.5,age:%d\n",age(5)); 	//输出第5个学生的年龄
    	return 0;
    } 
    
    int age(int n) 						//定义递归函数
    {
        	int c; 						//c用作存放函数的返回值的变量
    	if(n==1) 						//如果n等于1
    		c=10;					//年龄为10
    	else 							//如果n不等于1
    		c=age(n-1)+2;			//年龄是前一个学生的年龄加2(如第4个学生年龄是第3个学生年龄加2)
    	return(c); 					//返回年龄
    }

## 数组作为函数参数 ##

数组元素可以用作函数实参，但是不能用作形参。

因为形参是在函数被调用时临时分配存储单元的，不可能为一个数组元素单独分配存储单元(数组是一个整体，在内存中占连续的一段存储单元)。

在用数组元素作函数实参时，把实参的值传给形参，是==“值传递”==方式。数据传递的方向是从实参传到形参，单向传递。

数组可以作为函数实参,通过==“地址传递”==的方式将值传递给形参

int test(int *p) {
        
    	int i = p[0];
    	return i;
    }
    
    int main()
    {
        
    	int a[] = {
         1,2,3,4,5 };
    	printf("%d", test(a)); //数组作为实参
    }

### 一维数组作函数参数 ###

例如下述例子，有一个一维数组score，内放10个学生成绩，求其平均成绩。函数的实参是一个数组名，其本质上属于值传递

include <stdio.h>
    int main()
    {
        	float average(float array[],int n);
    	float score[10]={
        67.5,89.5,99,69.5,77,89.5,76.5,54,60,99.5};//定义长度为10的数组
    
    	printf("The average of class B is %6.2f\n",average(score,10)); //用数组名score和10作实参
    	return 0;
    }
    
    float average(float array[],int n) //定义average函数，未指定形参数组长度
    {
        	int i;
    	float aver,sum=array[0];
    	for(i=1;i<n;i++)
    		sum=sum+array[i];	    //累加n个学生成绩
    	aver=sum/n;
    	return(aver);
    }

### 二维数组作函数参数 ###

![image-20211215221924729][]

如下例子所示, 有一个3×4的矩阵，求所有元素中的最大值。可以发现函数的参数是一个二维数组

include <stdio.h>
    int main()
    {
        	int max_value(int array[][4]);		//函数声明
    	int a[3][4]={
        {
        1,3,5,7},{
        2,4,6,8},{
        15,17,34,12}};	 //对数组元素赋初值
    	printf("Max value is %d\n",max_value(a));
    	//max_value(a)为函数调用
    	return 0;
    }
    
    int max_value(int array[][4])	//函数定义
    {
        	int i,j,max;
    	max=array[0][0];
    	for(i=0;i<3;i++)
    		for(j=0;j<4;j++)
    			if(array[i][j]>max) max=array[i][j];	//把大者放在max中
    	return(max);
    }

## 局部变量和全局变量 ##

### 局部变量 ###

在一个函数内部，可以在复合语句中定义变量，这些变量只在本复合语句中有效，这种复合语句也称为“分程序”或“程序块”。

形式参数也是局部变量。只在定义它的函数中有效。其他函数中不能直接引用形参。

### 全局变量 ###

函数之外定义的变量称为外部变量,外部变量是全局变量(也称全程变量)。全局变量可以为本文件中其他函数所共用。它的有效范围为从定义变量的位置开始到本源文件结束。

若函数内的局部变量和全局变量同名，则局部变量会覆盖全局变量。

## 变量的生存期 ##

从变量值存在的时间（即生存期）来观察，有的变量在程序运行的整个过程都是存在的，而有的变量则是在调用其所在的函数时才临时分配存储单元，而在函数调用结束后该存储单元就马上释放了，变量不存在了。

## 变量的存储方式 ##

### 静态存储方式 ###

静态存储的变量通常在程序整个生命周期中存在，不能在运行期间被删除，空间分配静态，因此使用静态存储的变量是程序中最常见的存储方式。静态存储的变量可以用关键字 “static” 声明

### 动态存储方式 ###

动态存储是在程序运行时动态分配空间的存储方式。动态存储的变量可以在运行期间删除，不需要预先分配空间，因此可以根据需要调整内存分配。动态存储的变量用关键字 “malloc” 声明，使用 “free” 释放

## 变量的存储类别 ##

### 自动变量 ###

若局部变量不专门声明为static（静态）存储类别，都是动态地分配存储空间的，数据存储在动态存储区中。函数中的形参和在函数中定义的局部变量（包括在复合语句中定义的局部变量），都属于此类。在调用该函数时，系统会给这些变量分配存储空间，在函数调用结束时就自动释放这些存储空间。因此这类局部变量称为自动变量。自动变量用关键字auto作存储类别的声明

int f(int a)			//定义f函数，a为形参
    {
        
    	auto int b,c=3;	//定义b,c为自动变量，新版本auto不能加在数据类型前面了
    	   
    }

### 静态局部变量 ###

若希望变量调用完后值还留着，即其占用的存储单元不释放，在下一次再调用该函数时，该变量的值就是上次用的值。这时就应该指定该局部变量为静态局部变量，用关键字static进行声明。

静态局部变量属于静态存储类别，在静态存储区内分配存储单元。在程序整个运行期间都不释放。而自动变量（即动态局部变量）属于动态存储类别，分配在动态存储区空间而不在静态存储区空间，函数调用结束后即释放。

### 寄存器变量 ###

为提高执行效率，允许将局部变量的值放在CPU中的寄存器中，需要用时直接从寄存器取出参加运算，不必再到内存中去存取。这种变量叫做寄存器变量，用关键字register作声明，如`register int f;`

### 外部变量 ###

外部变量是在函数的外部定义的全局变量，它的作用域是从变量的定义处开始，到本程序文件的末尾

如下代码所示，在文件内扩展外部变量的作用域

include <stdio.h>
    int main()
    {
        	int max();
    	extern int A,B,C;	//把外部变量A,B,C的作用域扩展到从此处开始
    	printf("Please enter three integer numbers:");
    	scanf("%d %d %d",&A,&B,&C);		//输入3个整数给A,B,C
    	printf("max is %d\n",max());
    	return 0;
    }
    int A,B,C;				//定义外部变量A,B,C
    int max()
    {
        	int m;
    	m=A>B?A:B;		//把A和B中的大者放在m中
    	if(C>m) m=C;		//将A,B,C三者中的大者放在m中
    	return(m);		//返回m的值
    }

如下代码所示，将外部变量的作用域扩展到其他文件

include <stdio.h>
    int A;				//定义外部变量
    int main()
    {
        	int power(int);		//函数声明
    	int b=3,c,d,m;
    	printf("enter the number a and its power m:\n");
    	scanf("%d,%d",&A,&m);
    	c=A*b;
    	printf("%d*%d=%d\n",A,b,c);
    	d=power(m);
    	printf("%d**%d=%d\n",A,m,d);
    	return 0;
    }

extern A;
    //把file1中定义的外部变量的作用域扩展到本文件
    int power(int n)
    {
        	int i,y=1;
    	for(i=1;i<=n;i++)
    	y*=A;
    	return(y);
    }

若不希望本文件的变量被外部文件引用，可以使用关键字`static`声明变量

![image-20211217200751491][]

## 变量的声明 ##

*  定义性声明：像`int a`这种需要建立存储空间的，称为定义性声明
 *  引用性声明：像extern int a这种不需要建立存储空间的，称为引用性声明

[image-20211214210659467]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ee7ce4db799c5867b0858a2ef2078e12.png
[image-20211215221924729]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/3b00c7abe4e4f5a5c09355a6fb8cd4ea.png
[image-20211217200751491]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/8bb4d670c805f4753f670700879efb54.png