本专栏C语言专栏持续更新中

1.函数的概念：

概念：函数 (function)，有些人也翻译成子程序，函数就是一个完成某项特定任务的一段代码

函数也是可以复用的，提升了开发软件的效率

C语言中的函数有两类：

• 库函数
• 自定义函数

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2.库函数

2.1标准库和头文件

C语言的国际标准ANSI C规定了一些常用的函数标准，被称为标准库 

printf、scanf都是库函数，这些函数已经是现成的，我们只要学会就能直接使用了

2.2库函数的使用方法

库函数的学习和查看工具：

C/C++ 官方链接  

第三方

举例：sqrt

double sqrt(double x);
//sqrt 是函数名
//x 是函数的参数，表示调用sqrt函数需要传递⼀个double类型的值 
//double 是返回值类型 - 表示函数计算的结果是double类型的值

解析：

函数功能：Compute square root 计算平方根    Returns the square root of x.（返回平方根）

头文件包含：

库函数是在标准库中对应的头文件中声明的，所以库函数的使用，务必包含对应的头文件

代码实战：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
	double d = 16.0;
	double r = sqrt(d);
	printf("%lf\n", r);
	return 0;
}

输出结果：

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3.自定义函数

自定义函数为程序员提供了更大的编程创意空间

3.1函数的语法形式

ret_type fun_name(形式参数)
{

}

解析：

1. ret_type 指定函数的返回值类型，当返回类型为 void 时表示该函数不返回任何值。
2. fun_name 是函数的标识符，类似于人的姓名，便于调用。建议根据函数功能为其命名，使其具有明确的含义。
3. 函数参数可以声明为 void，表示该函数不需要参数。若存在参数，则需明确说明参数类型、名称及数量。
4. 由 { } 包裹的部分称为函数体，其中包含了实现函数功能的执行代码。

3.2自定义函数的举例

问题：写一个加法函数，完成2个整型变量的加法

思路：给函数取名为Add，函数Add需要接收2个整型类型的参数，函数计算的结果也是整型

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	//输入 
	scanf("%d %d", &a, &b);
	//调用加法函数，完成a和b的相加 
	//求和的结果放在r中 
	int r = Add(a, b);
	//输出 
	printf("%d\n", r);
	return 0;
}

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4.形参和实参

函数的参数分为实参和形参

4.1实参

上面的加法代码中，调用Add函数时，传递给函数的参数a和b，称为实际参数，简称实参

int r = Add(a, b);//a和b是实参

4.2形参

int Add(int x, int y)//x和y是形参
{
    return x + y;
}

Add 后的括号中写的 x 和 y ，称为形式参数，简称形参

如果只是定义 Add 函数而不调用时，其参数 x 和 y 只是形式上的存在，不会实际占用内存空间，因此称为形式参数。只有当函数被调用时，为了存储实际参数传递的值，才会为形参分配内存空间，这个过程就是形参的实例化。

4.3实参和形参的关系

实参和形参各自是独立的内存空间，但是它们之间又是有关系的

我们调试观察：

x和y确实得到了a和b的值，但是x和y的地址和a和b的地址是不一样的，所以我们可以理解为形参是实参的一份临时拷贝

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5.return 语句：

return语句使用的注意事项：

• 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

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6.数组作为函数参数

数组传参的几个重点知识：

• 函数的形式参数要和函数的实参个数匹配
• 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

问题：写一个函数将一个整型数组的内容，全部置为-1，再写一个函数打印数组的内容

思路：我们假设set_arr是将数组全部置为-1的函数，print_arr是打印数组内容的函数，这里的set_arr函数要能够对数组内容进行设置，就得把数组作为参数传递给set_arr函数，同时set_arr函数内部在设置数组每个元素的时候，也得遍历数组，需要知道数组的元素个数。所以我们需要给set_arr传递2个参数，一个是数组，另外一个是数组的元素个数。仔细分析print_arr也是一样的，只有拿到了数组和元素个数，才能遍历打印数组的每个元素。

#include <stdio.h>
void set_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		arr[i] = -1;
	}
}

void print_arr(int arr[], int sz)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	set_arr(arr, sz);//调用函数
	print_arr(arr, sz);//调用函数
	return 0;
}

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7.嵌套调用

定义：在一个函数的执行过程中，调用另外一个函数

假设我们计算某年某月有多少天？如果要函数实现，可以设计2个函数:

is_leap_year()：根据年份确定是否是闰年

get_days_of_month()：调用is_leap_year确定是否是闰年后，再根据月计算这个月的天数

#include <stdio.h>
int is_leap_year(int y)
{
	if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
		return 1;
	else
		return 0;
}

int get_days_of_month(int y, int m)
{
	int days[] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
	int day = days[m];
	if (is_leap_year(y) && m == 2)
		day += 1;
		return day;
}

int main()
{
	int y = 0;
	int m = 0;
	scanf("%d %d", &y, &m);
	int d = get_days_of_month(y, m);
	printf("%d\n", d);
	return 0;
}

解析：

main 函数调用 scanf 、 printf 、 get_days_of_month

get_days_of_month 函数调用 is_leap_year，这些就是嵌套调用

注意：函数可以嵌套调用，但是不能嵌套定义

8.链式访问

所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

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%d\n", strlen("abcdef"));//链式访问  
	return 0;
}

在看一个有趣的代码，下面代码执行的结果是什么呢？

提示：printf函数返回的是打印在屏幕上的字符的个数。

解析：

上面的例子中，第一个printf打印的是第二个printf的返回值，第二个printf打印的是第三个 printf的返回值。

第三个printf打印43，在屏幕上打印2个字符，再返回2

第二个printf打印2，在屏幕上打印1个字符，再放回1

第一个printf打印1 

所以屏幕上最终打印：4321

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9.函数的声明和定义

9.1单个文件

一般我们在使用函数的时候，直接将函数写出来就使用了

比如：我们要写一个函数判断一年是否是闰年

上面代码中红色的部分是函数的定义，绿色的部分是函数的调用。 这种场景下是函数的定义在函数调用之前，没问题

但是如果我们将函数的定义放在函数调用的后面就会报错：

这是因为C语言编译器对源代码进行编译的时候，是从第一行往下扫描的，当遇到第7行的is_leap_year 函数调用的时候，并没有发现前面有is_leap_year的定义，就报出了上述的警告。

怎么解决这个问题呢？就是函数调用之前先声明一下is_leap_year这个函数，声明函数只要交代清 楚：函数名，函数的返回类型和函数的参数。 如：int is_leap_year(int y)；这就是函数声明，函数声明中参数只保留类型，省略掉名字也是可以的

函数的调同一定要满足，先声明后使用， 函数的定义也是一种特殊的声明，所以如果函数的定义放在调用之前也是可以的

9.2多个文件

一般在企业中我们写代码时候，代码可能比较多，不会将所有的代码都放在一个文件中，我们往往会根据程序的功能，将代码拆分放在多个文件中

一般情况下，函数的声明、类型的声明放在头文件（.h）中，函数的实现是放在源文件（.c）文件中。

举例：

add.c

//函数的定义
int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

add.h

//函数的声明
int Add(int x, int y);

test.c

#include <stdio.h>
#include "add.h"
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//函数调用
	int c = Add(a, b);
	printf("%d\n", c);
	return 0;
}

运行结果：

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10.static和extern

static 和 extern 都是C语言中的关键字

作用域（scope）是程序设计概念，通常来说，一段程序代码中所用到的名字并不总是有效（可用） 的，而限定这个名字的可用性的代码范围就是这个名字的作用域。

1. 局部变量的作用域仅限于其所在的代码块内。
2. 全局变量的作用域涵盖整个工程项目。

生命周期指的是变量的创建(申请内存)到变量的销毁(收回内存)之间的一个时间段。

• 局部变量的生命周期是：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。
• 全局变量的生命周期是：整个程序的生命周期

10.1static修饰局部变量

对比两段代码

代码1的test函数中的局部变量i是每次进入test函数先创建变量 i（生命周期开始）并赋值为0，然后 ++，再打印，出函数的时候变量 i 生命周期结束（释放内存）。代码2中，我们从输出结果来看，i的值有累加的效果，其实test函数中的i创建好后，出函数的时候是不会销毁的，重新进入函数也就不会重新创建变量，直接上次累积的数值继续计算。

结论：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，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

使用建议：未来一个变量出了函数后，我们还想保留它的值，等下次进入函数继续使用，就可以使用 static 修饰

10.2static 修饰全局变量

extern 是用来声明外部符号的，如果一个全局的符号在A文件中定义的，在B文件中想使用，就可以使用 extern 进行声明，然后使用。 代码1正常，代码2在编译的时候会出现链接性错误。

结论： 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；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使用了，其他文件，即使声明了，也是无法正常使用的。

使用建议：如果一个全局变量，只想在所在的源文件内使用，不想被其他文件发现，就可以使用 static 修饰

10.3static修饰函数

代码1是能够正常运行的，但是代码2就出现了链接错误。

其实使用 static 修饰函数和全局变量的效果是相同的：

• 默认情况下，函数和全局变量具有外部链接属性，可以在整个工程中通过适当声明来使用
• 使用 static 修饰后，它们会被限制为内部链接属性，仅能在定义它们的源文件内部访问
• 其他文件将无法正常链接和使用这些被 static 修饰的函数或变量

使用建议：一个函数只想在所在的源文件内部使用，不想被其他源文件使用，就可以使用 static 修 饰。

完