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函数详解
一、函数的概念
数学中我们其实就见过函数的概念,比如:一次函数 y=kx+b ,k和b都是常数,给一个任意的x,就得到一个y值。
其实在C语言也引入函数(function)的概念,有些翻译为:子程序,子程序这种翻译更加准确⼀些。C语言中的函数就是一个完成某项特定的任务的一小段代码。这段代码是有特殊的写法和调用方法的。C语言的程序其实是由无数个小的函数组合而成的,也可以说:一个大的计算任务可以分解成若干个较小的函数(对应较小的任务)完成。同时一个函数如果能完成某项特定任务的话,这个函数也是可以复用的,提升了开发软件的效率。
在C语言中我们一般会见到两类函数:
• 库函数 :现成的函数,可以直接使用
• 自定义函数 :自己创造的函数
二、库函数
2.1标准库和头文件
C语言标准中规定了C语言的各种语法规则,C语言并不提供库函数;C语言的国际标准ANSIC规定了一些常用的函数的标准,被称为标准库,那不同的编译器厂商根据ANSI提供的C语言标准就给出了一系列函数的实现。这些函数就被称为库函数。
我们前面内容中学到的 printf 、 scanf 都是库函数,库函数的也是函数,不过这些函数已经是现成的,我们只要学会就能直接使用了。有了库函数,一些常见的功能就不需要程序员自己实现了,一
定程度提升了效率;同时库函数的质量和执行效率上都更有保证。
各种编译器的标准库中提供了一系列的库函数,这些库函数根据功能的划分,都在不同的头文件中进行了声明。
库函数相关头文件:添加链接描述
2.2库函数的使用方法
库函数的学习和查看工具很多,比如:
C/C++官方的链接:添加链接描述
cplusplus.com:添加链接描述
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
代码演示:
三、自定义函数
了解了库函数,我们的关注度应该聚焦在自定义函数上,自定义函数其实更加重要,也能给程序员写代码更多的创造性。
3.1函数的语法形式
其实自定义函数和库函数是一样的,形式如下:
• ret_type 是函数返回类型
• fun_name 是函数名
• 括号中放的是形式参数
• {}括起来的是函数体
• ret_type 是用来表示函数计算结果的类型,有时候返回类型可以是 void ,表示什么都不返回
• fun_name 是为了方便使用函数;就像人的名字一样,有了名字方便称呼,函数有了名字方便调用,所以函数名尽量要根据函数的功能起的有意义。
• 函数的参数也可以是 void ,明确表示函数没有参数。如果有参数,要交代清楚参数的类型和名字,以及参数个数。
• {}括起来的部分被称为函数体,函数体就是完成计算的过程。
3.2函数的举例
举个例子:
写一个加法函数,完成2个整型变量的加法操作。
代码演示:
函数的参数部分需要交代清楚:参数个数,每个参数的类型是啥,形参的名字叫啥。
上面只是一个例子,未来我们是根据实际需要来设计函数,函数名、参数、返回类型都是可以灵活变化的。
四、形参和实参
在函数使用的过程中,把函数的参数分为,实参和形参。
代码演示:
4.1实参
实际参数就是真实传递给函数的参数。
4.2形参
为什么叫形式参数呢?实际上,如果只是定义了函数,而不去调用的话,函数的参数只是形式上存在的,不会向内存申请空间,不会真实存在的,所以叫形式参数。形式参数只有在函数被调用的过程中为了存放实参传递过来的值,才向内存申请空间,这个过程就是形式的实例化。
4.3实参和形参的关系
虽然我们提到了实参是传递给形参的,他们之间是有联系的,但是形参和实参各自是独立的内存空间。
这个现象是可以通过调试来观察的。代码演示:
我们在调试的可以观察到,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。
五、return 语句
在函数的设计中,函数中经常会出现return语句,这里讲一下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。
代码演示:
• return语句执行后,函数就彻底返回,后边的代码不再执行。
代码演示:
• 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。
代码演示;
六、数组做函数参数
在使用函数解决问题的时候,难免会将数组作为参数传递给函数,在函数内部对数组进行操作。
比如:写一个函数对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。
解题思路;
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函数,同时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。
代码演示:
这里我们需要知道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。如:地址不变。
七、嵌套调用和链式访问
7.1嵌套调用
嵌套调用就是函数之间的互相调用,每个函数就行一个乐高零件,正是因为多个乐高的零件互相无缝的配合才能搭建出精美的乐高玩具,也正是因为函数之间有效的互相调用,最后写出来了相对大型的程序。
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
代码演示:
这一段代码,完成了一个独立的功能。代码中反应了不少的函数调用:
• main 函数调用 scanf 、 printf 、 get_days_of_month
• get_days_of_month 函数调用 is_leap_year
未来的稍微大一些代码都是函数之间的嵌套调用,但是函数是不能嵌套定义的。
7.2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。
比如:
#include <stdio.h>
int main()
{
int len = strlen("abcdef");//1.strlen求⼀个字符串的⻓度
printf("%d\n", len);//2.打印⻓度
return 0;
}
前面的代码完成动作写了2条语句,把如果把strlen的返回值直接作为printf函数的参数呢?这样就是一个链式访问的例子了。
#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?
总结
好了,本篇博客到这里就结束了,如果有更好的观点,请及时留言,我会认真观看并学习。
不积硅步,无以至千里;不积小流,无以成江海。