C语言教程——函数(1)


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系列文章目录

前言

1、函数是什么

 2、C语言中函数的分类

2.1库函数

2.2自定义函数 

 3、函数的参数

3.1实际参数(实参)

 3.2形式参数(形参)

4、函数的调用

4.1传值调用

4.2传址调用

4.3例子

总结


前言

函数的出现,为程序员解决了大量问题,同时这里也是每个程序员必须要会的地方,希望可以熟练掌握其内容和用法。


1、函数是什么

比如我们之前介绍的一样,跟数学里也会有函数,二者的概念差不多,如f(x)=y,都是可以通过传入一个x通过f( )过程来得到最终结果y。

维基百科中对于函数的定义:

子程序(函数)

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,有一个或者多个语句模块组成。它负责完成某项的特定任务,而且相对于其它代码,具备相应的独立性。

一般会输入参数并有返回值,提供过程的封装和细节的隐藏,这些代码通常被集成为软件库。

 2、C语言中函数的分类

1.库函数

2.自定义函数

2.1库函数

为什么会有库函数,我们要这个库函数有什么用?

1.我们知道我们在学习C语言编程的时候,总是在一个代码编写完成后迫不及待的想知道运行结果,想要把这个结果打印在屏幕上看看,看看自己是否成功,程序是否有哪些不足,这个时候我们呢就会频繁使用一个功能:将信息按照一定的格式打印到屏幕上(printf)。

2.在编程的过程中我们也会频繁的做一些字符串的拷贝工作(strcpy)。

3.在编程的时候我们也计算,总是计算n的k次方这样的运算(pow)。

像上面描述的基础功能,它们不是业务性的代码,我们在开发过程中每个程序员否可以用到,为了支持可移植性和提高程序的效率,所以C语言的基础库中提供了一系列的类似的库函数,方便程序员进行软件开发。

这部分代码因为使用的频繁,不能每次都重新写一次,所以C出现了库函数——标准库,这样就可以不需要自己来实现这一个功能,提高我们开发的效率,这些函数的名字都一样,所以每个程序员写的都一样,方便可移植性。

上图就是C语言的标准库。 

简单总结,C语言常见的库函数都有:

1.IO函数

2.字符串操作函数

3.字符操作函数

4.内存操作函数

5.时间、日期函数

6.数学函数

7.其它库函数

IO函数又叫做输入输出函数,例如scanf、printf等等,字符串操作函数类似strlen、 strcmp等等,字符操作函数类似大小写转换,字符分类等等,内存操作函数例如memcpy、memove、memset等等,数学函数类似pow、sqrt等等。其实还有很多,后续慢慢学习。 

在使用库函数的时候,一定要先来定义库函数所要#include 的头文件。

2.2自定义函数 

如果函数能干所有的事情,那么还需要程序员干什么?

库里面的函数有一定的局限性,有的话程序员就没事干了,程序员所以要做大量的自定义函数,所有更加重要的是自定义函数,自定义函数和库函数一样,有函数名,返回值和函数参数。

函数的组成:

ret_type fun_name(paral, * )
{
    statement;//语句项
}

ret_type 返回类型
fun_name 函数名
paral    函数参数

所有的函数基本组成大概和上述代码一样。

我们之前写过求两个函数最大值的代码,则我们就可以通过函数来实现比较两个数同时找出最大值。

int get_max(int x,int y)
{
    if(x>y)
        return x;
    if(y>x)
        return y;
}


int main( )
{
    int a=0;
    int b=0;
    scanf("%d %d",&a,&b);
    itn m = get_max(a,b);   //用m来接收函数中两个数的最大值
    printf("%d\n",m);
    return 0;
}

上述就是写一个比较两个整数大小的函数,而主函数里面通过调用这个函数传入参数来找出最大值,最后打印出来。 

当我们这样写的时候,则不需要传参数,直接调用函数就可以 :

void test(void)
{
    printf("okok\n");
}
int main( )
{
    test( );
    return 0;
}

 主函数直接调用函数,通过函数来打印okok,不需要填任何参数,同时void test(void)括号里面的void可以省略。

再举一个例子,一个函数可以交换两个整形变量的内容:

void Swap1(int x,int y)
{
    int c=0;
    x=c;
    x=y;
    y=c;
}
int main( )
{
    int a=0;
    int b=0;
    scanf("%d %d",&a,&b);
    printf("交换前 :a= %d b= %d\n",a,b);
    Swap1(a,b);
    printf("交换后 :a= %d b= %d\n",a,b);
    return 0;
}

我们可能会这样写,我也是这样写的,但是它的结果如下图:

它实际输出的结果并没有实现数字交换的功能,但是代码又没有发生问题和报错,这是怎么回事呢? 

Swap传入的参数是实参,传入函数内的是形参,当函数调用的时候,实参传递给形参,这时形参是实参的一份历史拷贝,形参有自己的存储空间,所以对形参的修改并不影响实参的。这里面x和y的地址和a和b的地址不同,而最后输出的是a和b的结果,也就是访问a与b地址的值,所以就不会发生影响。

我们要解决这个问题,就应该要解决函数和主函数里面参数的联系。可以先看下面的代码:

int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;
	*pa = 20;
	printf("%d", a);
	return 0;
}

我们知道如果我定义了一个整形变量a的值为10,要是改变这个a的数值的话,可以在后面直接写一个a=20,这样就(改变)覆盖了之前的数,我们还可以像上面一样写,通过定义一个指针变量pa,让a的地址指向pa,这样通过改变pa就可以达到给a赋值的效果。 

通过这个原理就可以改变之前交换a和b的代码。

void Swap2(int* pa, int* pb)
{
    int tmp = *pa; //tmp=a;
    *pa = *pb;
    *pb = tmp;     //b=tmp; 
}
int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    scanf_s("%d %d", &a, &b);
    printf("交换前 :a= %d b= %d\n", a, b);
    Swap2(&a, &b);
    printf("交换后 :a= %d b= %d\n", a, b);
    return 0;
}

上述代码结果:

我们可以看见,这时候两个数发生了交换。Swap2函数的参数变成了两个指针变量来接收主函数里面要交换两个数的地址,这样地址就相同了,可以通过函数内部代码来做出操作,这样两个操作的对象都相同了,就解决了形参和实参的问题。

通过定义一个第三整形变量tmp将*pa的值赋给它,因为*p接收的是a的地址,就相当于将a的值赋给了tmp,之后将*pb的值赋给*pa,也就是将b的值赋给a,最后再通过tmp(里面是a的值)赋给*pb,也就是让b的值变成了a的值,这样就实现了两个数的交换,主函数里面函数扩号里面

通过取地址符号可以传入a和b的地址。 

当函数内部可能会改变主函数里面的内容就可以通过地址来修改,要是没有修改那么不用通过地址来改变,正常写就行。

 3、函数的参数

3.1实际参数(实参)

真实传给函数的参数,叫做实参。

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,在进行函数调用的时候,它们都必须有确定的值,以便把这些值传送给形参。

//实参可以是:常量、变量、表达式、函数等。
int m = get_max(a,b);              //变量
int m = get_max(54,32);            //常量
int m = get_max(3+5,6);            //表达式
int m = get_max(get_max(3,7),5);   //函数

假设get_max是一个函数,则可以传入以上参数等,其中表达式必须可以算出一个准确的值才可以 ,其它也需要。

 3.2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后就自动销毁了。因此形式参数只有在函数中才有效。

 当我们没有调用函数的时候,它并没有分配空间,只有调用后才分配内存单元,所以它只是一种形式上的存在,括号里面也就是形式参数(形参)。它只在函数的这个局部范围内有效。

4、函数的调用

4.1传值调用

函数的形参和实参分别占有不同内存块,对形参的修改不会影响实参。

通过调用函数,主函数里面的参数传入后并不会影响其实参。 

4.2传址调用

传址调用是吧函数外部创建的内存地址传递给函数参数的一种函数调用的方式。

这种传参方式可以让函数和函数外边的变量建立起真正的联系,也就是函数内部可以直接操作函数外部的变量。

如果形参想要找到实参,远程找到实参的时候就可以考虑传址调用。 

4.3例子

我们就可以通过函数来写一个判断是不是素数的代码:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int is_prime(int n)
{
    int j=0;
    for(j =2;j<=sqrt(n);j++)
    {
        if(n % j==0)
        {
            return 0;    //不是素数
        }
        else
            return 1;    //是素数
    }
int main( )
{
    int i=0;
    for(i=100;i<=200;i++)
        {
            //判断i是否为素数
            if(if_prime(i))
            {    
                printf("%d\n",i);
            }
        }
    return 0;
}


总结

函数的出现还是很香的哈哈,祝你我都能成为大牛。

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