C语言-入门-语法-[主函数，头文件](二)

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2023-10-02 20:09 8阅读 0赞

一般来说，C语言的一个程序，是由头文件和主函数组成。

### 头文件 ###

下面这条代码我们这个程序的头文件。

#include <stdio.h>

这是一条预处理指令，告诉编译器在运行之前要做一些预处理工作。通俗来讲就是把`stdio.h`的内容原封不动地导入第一行。  
如果我们想实现一些基本功能，比如说printf()输出，那我们就必须在开头写上这句代码，不然程序就会出错。头文件不止这一个

**比如：**

*  ctype.h定义字符处理函数，例如判断字符是否空白字符、字符大小写转换；
 *  math.h定义数据函数，例如计算三角函数值、指数幂、对数、绝对值、平方、取整、求余等；
 *  stdio.h定义各种输入输出，包括标准输入输出、文件读写、格式化输入输出等；
 *  stdlib.h定义一些通用函数，例如内存分配和释放、字符串和数字类型互相转换、随机函数、排序、查找函数等；
 *  string.h定义字符串处理函数，例如求字符串长度、字符串复制、字符串比较、字符串查找等；
 *  time.h定义时间和日期处理函数，例如获取当前时间。

注：以上是常用的标准库头文件，其它后续用时介绍。

**\#include指令两种写法区别**

*  `#incldue <stdio.h>`表示在系统路径中寻址标准库定义的`stdio.h`文件；  
    \-`#include "stdio.h"`表示先在当前程序目录下搜索自定义的stdio.h头文件，如果找不到，再去系统路径中寻找；
 *  如果是自己写的头文件，`用双引号""`，如果是用标准库或系统定义的头文件，使用`尖括号<>`。

### 什么是主函数？ ###

![在这里插入图片描述][7017617b3dc642fb9c6c17a1b53ff05e.jpeg]  
首先，主函数main，一个标准的主函数如下：

int main()  //  这是主函数
    {
        
        return 0;   //  主函数返回值
    }

main翻译成中文是主要的、最重要的意思，而在C语言里面表示一个主函数。（稍后我们会讨论什么是计算机语言里面的函数，以及主函数在C语言程序中的存在意义。）双斜杠后面的为注释，打一个比较形象的比喻，注释就类似于老师在作业本上的批注。

一般来说，注释用于标注这段代码的用途或解释思路等。因为注释不会被当做代码进行编译，所以无论添加什么注释内容，都不会对代码的实际运行产生任何影响。

如上代码中，用注释标出了哪里为主函数，哪里是函数的返回值。

### 什么是函数？ ###

我们先谈谈什么是函数？在大家的认知里面，函数是数学领域的一个名词，它可能是如下图所示：  
![在这里插入图片描述][5c21998b62fa4061b1e16f58ffd82d35.png]  
但是，这只是数学领域中的函数，与编程语言中的函数完全不同。

在编程语言里面，你可以把函数看做一个盒子，这个盒子有如下几个特性：

*  开始执行时，函数可以被输入一些值
 *  执行过程中，函数可以做一些事情
 *  执行完成后，函数可以返回一些值

![在这里插入图片描述][6a2bb7a9c0d841ae998223a6b92b92f4.png]  
让我们看看我们的这个主函数，在这3个特性上，分别做了什么。  
![在这里插入图片描述][3775dc9e96e843fdb3f2ee439cc7b3dc.png]  
![在这里插入图片描述][142bf61f20b94ffab643afda201aec5e.png]  
其中，int表明了函数的返回值类型，int是integer（整数）的缩写。main是函数名，main后面的括号()内为输入参数，目前为空。return后跟函数的返回值，为0。而0是一个整数，和函数名前面的int对应。  
**我们总结一下函数的写法公式：**

函数返回值类型 函数名(函数输入参数值)  
    {
        
        做点什么事情
        return 函数返回值;
    }

### 写一个自己的函数 ###

我们不如趁热打铁，根据上面的函数写法的公式，写一个两个整数加法的函数。这个函数需要做到：输入两个整数，返回他们相加的结果。这个既然这个函数是用于计算加法的，我们把函数名取名为add。当然自定义函数的函数名可以按照自己的喜好来写，就算写成aaaaa也行。不过，为了函数名拥有语义化，方便人阅读理解，我们一般使用英文来作为函数名。

//  这一段代码被称之为add函数的函数定义
    int add(int a, int b)
    {
        
        return a+b;
    }

![在这里插入图片描述][26c58c59df394173b6efbd9f5aa86eaf.png]  
好的，那我们写完了一个add函数了。这一段代码被称之为add函数的函数定义。

### 主函数是C语言程序的入口 ###

上面我们已经自己定义好了一个add函数，那我们需要怎样来使用它呢？add函数能直接运行嘛？, 答案是不行的。

所有的C语言代码都有一个起始入口，而这个入口就是主函数main。进入了主函数以后，才能经由主函数来调用其他函数。

这也意味着，每个C语言代码，只能有且只有一个main函数。我们把代码稍微修改，现在代码如下。

#include <stdio.h>
    int add(int a, int b)  
    {
        
        return a + b;
    }
    
    int main()
    {
        
        int result;
        result = add(2, 3);
        printf("%d", result);
        return 0;
    }

当程序运行时，首先会进入主函数main。接着调用我们刚刚编写的add函数了。我们传了2个值分别是整数2和3的add函数。 **函数的定义中规定，传2个参数，我们调用的时候，也必须传2个，并且类型也需要一致，否则编译会报错。**  
![在这里插入图片描述][64bd76f23a554408ad29a85b3891aa28.png]  
那么自然地，我们会想到，主函数是被谁调用的？主函数的返回值必须是int吗？主函数在程序开始的时候被自动调用，不需要在程序内主动调用主函数。而主函数的返回值会返回给调用这个程序的程序。C语言标准中规定主函数有返回值且必须是int。如果程序正常结束，一般将返回值设置为0。

### 调用函数，必须先知道函数 ###

我们再来看看，编译器是怎么理解add这个标识符的。编译器会从代码开始，按照从上往下的顺序阅读代码。编译器首先看到了一个函数的定义，描述了一个叫add的函数。接着，在main中需要使用add，由于编译器已经知道了add的定义，因此编译器可以正常编译通过。  
![在这里插入图片描述][56a37cdcf96644eca38186626de0fef6.png]  
但是，如果将函数定义和函数调用反过来呢？首先，编译器看到了add标识符，编译器会很疑惑，add是什么呢？编译器无法理解add究竟是什么。因此，编译器将报错，并停止编译。  
![在这里插入图片描述][6e67bbd8d1784403a30ff314013f373b.png]

我们看看在软件中的效果是怎么样的  
![在这里插入图片描述][b27e70badb2a41d8ac1989cea157c5ac.png]  
**总结：** 也就是在c中所有的函数必须声明在Main函数之前才行

![在这里插入图片描述][e2af4607da624cff9e7bf546663eaa91.gif]

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