C语言函数基础预习

1.函数的声明与定义

函数的声明就是声称一个函数的名字,只是说明函数的名字,不涉及函数的实现,即没有函数体,所以函数的声明只包括前三个部分。

函数的定义就是确定一个函数的意义,即让函数具有某项功能,但是这里可不是只有函数体,你要指明这个函数体就是那个函数,所以函数的定义包含了一个函数的所以部分。


2.形式参数与实际参数的区别

形式参数就是定义函数时候的参数表,只是定义了调用时参数的个数、类型和用来引用的名字,并没有具体的内容。形参未被调用时,不占存储单元。形参只在调用过程中占用存储单元。
在调用函数时,给形参分配存储单元,实参可以是常量、变量或者表达式,且要与形参类型一致!而且实参要有确定的值,在调用过程中实参将值赋给形参,并将实际参数对应的数值传递给形式参数;
调用结束后,形参单元被释放,实参单元仍然保留 并且维持原值。所以说,实参是调用函数传递的具体数据。实参对形参数据传递时时单向传递。在存储单元中是不同的单元。

下面这段程序中
#include<stdio.h>
int fun(int a,int b)
{a+=10; b=a+b*2;
return a+b;
}
void main()

{
int x=3,y=5,z;
z=fun(x,y);
printf("%d %d %d\n",x,y,z);
}
a和b都是形式参数,x和y都是实际参数。

程序从主函数开始运行,等到运行到z=fun(x,y)开始调用被调用函数,以被调用函数的形式进行运算,然后把计算的值返回后赋值给z,这样一个运算就算完成了。在调用过程中,形参a和b的值都发生了改变,但是在main函数中,x和y的值都未发生变化。所以说实参向形参的值的传递是单向的。

3.函数中参数是如何传递的

实参出现在主调函数当中,当函数调用时,主调函数把实参的值传送给被调函数的形参,从而实现函数间的数据传递。传递方式有两种:值传递和地址传递方式。当形参定义为变量时,实参可以是常量、变量和表达式,这种函数间的参数传递为值传递方式。值传递的特点是参数的“单向传递”;

数组元素(下标变量)作为函数的参数进行的数据传递是值传递方式,数组名(数组首地址)、数组元素的地址(&arr[0])作为函数参数进行的数据传递是地址传递方式。
实参为数组名是,形参接收时可以有三种形式:带下标的数组名(arr[0])。不带下标的数组名(arr)、可接收地址值的指针变量名(*a)。由于是参数组和形参数组都指向同一段内存单元,故它们操作的是同一批数据,所以形参的改变就是改变了实参中的数据。


4.如何编写有多个返回值的函数

方法1:利用全局变量 
   
  分析:全局变量作为C语言的一个知识点,虽然我们都了解它的特点,但在实际教学过程中应用得并不是很多。由于全局变量的作用域是从定义变量开始直到程序结束,而对于编写有多个返回值的C语言函数,我们可以考虑把要返回的多个值定义成全局变量。当函数被调用时,全局变量被更改,我们再把更改后的全局变量值应用于主调函数中。函数被调用后被更改后的全局变量值即为函数的数个返回值。下面以一个实例演示该方法的应用。 
  实例1:编写函数求3个数中的最大值与最小值。 
  方法:把最大值、最小值分别定义成2个全局变量max、min,在用户自定义函数中把求出来的最大值与最小值分别赋给全局变量max、min。函数调用完毕后全局变量的max、min值即保存了函数要求返回的值。程序参考代码如下: 
  #include "stdio.h" 
  #include "conio.h" 
  int max,min;/*定义两个全局变量用于保存函数返回值*/ 
  void max_min(int a,int b,int c) /*定义求最大最小值的函数*/ 
  {max=min=a; /*初始化最大最小值*/ 
   if(max   if(max   if(min>b)min=b; 
  if(min>c)min=c; 
  } 
  main() 
  {int x,y,z; 
  printf(" 请输入3个整数:\n"); 
  scanf("%d,%d,%d",&x,&y,&z); 
  max_min(x,y,z) ;/*调用求最大值与最小值的函数*/ 
  printf("三个数中的最大值为:%d;最小值为:%d",max,min);/*输出最大值与最小值*/ 
  getch(); 
  } 
  调试结果如下: 
  请输入3个整数: 
  5,-6,2 
  三个数中的最大值为:5;最小值为:-6 
  注意:该方法虽然可以实现有多个返回值的函数,但由于全局变量不能保证值的正确性(因为其作用域是全局,所以程序范围内都可以修改它的值,如果出现错误将非常难以发现),并且全局变量增加了程序间模块的耦合,所以该方法要慎用。 
   
  3方法2:传递数组指针 
   
  分析:在教学过程中,我们知道C语言函数参数的传递方式有值传递与地址传递。当进行值传递时,主调函数把实参的值复制给形参,形参获得从主调函数传递过来的值运行函数。在值传递过程中被调函数参数值的更改不能导致实参值的更改。而如果是地址传递,由于传递过程中从实参传递过来的是地址,所以被调函数中形参值的更改会直接导致实参值的更改。因此,我们可以考虑把多个返回值作为数组元素定义成一个数组的形式,并使该数组的地址作为函数的形式参数,以传址方式传递数组参数。函数被调用后,形参数组元素改变导致实参改变,我们再从改变后的实参数组元素中获得函数的多个返回值。以下实例演示该方法的应用。 
  实例2:编写函数求一维整形数组的最大值与最小值,并把最大值与最小值返回给主调函数。 
  方法:以指针方式传递该一维数组的地址,然后把数组的最大值与数组的第一个元素交换,把数组的最小值与最后一个元素交换。函数被调用完毕后,实参数组中的第一元素为数组的最大值,实参数组中最后一个元素为数组的最小值,从而实现返回数组的最大值与最小值的功能。程序参考代码如下: 
  #include "stdio.h" 
  #include "conio.h" 
  void max_min(int *ptr,int n) /*定义求数组最大值最小值的函数,传递数组指针*/ 
  {int i,j,k;/*j保存最大值所在位置,k保存最小值所在位置*/ 
  int *temp;/*用于交换位置*/ 
  *temp=*ptr; 
  for(i=0;i  { 
  if(*ptr<*(ptr+i))/*最大值与第一个元素进行交换*/ 
  { 
  k=i; 
  *temp=*ptr; 
  *ptr=*(ptr+k); 
  *(ptr+k)=*temp ; 
  } 
  if(*(ptr+n-1)>*(ptr+i))/*最小值与最后一个元素进行交换*/ 
  { 
  j=i; 
  *temp =*(ptr+n-1); 
  *(ptr+n-1)=*(ptr+j); 
  *(ptr+j)= *temp ;} 
  } 
  } 
  /*调用最大最小值函数*/ 
  main() 
  { 
  int A[6],i; 
  for(i=0;i<6;i++) 
   scanf("%d",&A[i]); 
  max_min(A,6); 
  printf("max=%d, min=%d\n \n",A[0],A[5]); 
  getch(); 
  } 
  调试结果如下: 
  请输入6个整形数,以空格隔开: 
  5 8 9 32 -6 4 
  max=32,min=-6


注意:该方法适用于多个返回值的数据类型一致的情况。当返回值数据类型不一致时,不适用该方法。 
   
  4方法3:传递结构体指针 
   
  分析:结构体作为教学中的一个难点,教材对它介绍的内容并不多,应用的实例更是少之又少,所以学生对于结构体普遍掌握情况不理想。其实,编写返回多个值的C语言函数,也可以考虑采用结构体的方式去实现。通过方法2,我们知道如果返回的数个数值的数据类型不一致,可以通过定义全局变量实现有多个返回值的C语言函数,也可以考虑把要求返回的数个值定义成一个结构体,然后同样以传递结构体指针方式把结构体的指针传递给形参结构体指针,那么函数中对形参结构体的修改即是对实参结构体的修改,函数被调用后获取的实参结构体成员即为函数的多个返回值,下面以实例演示该方法的应用。 
  实例3:编写一个用户自定义函数,允许用户录入学生的基本信息(包括学号、姓名、所属班级、总评成绩),并返回这些基本信息给主调函数。 
  




  方法:把学生基本信息定义成一个结构体,在用户自定义函数中传递该结构体的指针,则自定义函数中对结构体成员的录入操作即是对实参结构体成员的录入操作,从而实现多个返回值。参考代码如下: 
  #include "stdio.h" 
  #include "conio.h" 
  struct inf{/*定义学生结构体,分别包含成员学号、姓名、班别、总评成绩*/ 
   char xh[12]; 
   char name[20]; 
   char class[15]; 
   int chj; 
  }; 
  main(void) 
  { 
  struct inf a1; /*定义学生结构体类型变量*/ 
  void xxxx(struct inf *ptr); 
  printf("请输入学号,姓名,班别,总评成绩,以空格隔开:\n") ; 
  xxxx(&a1);/*调用函数,以学生结构体类型变量地址作为实参*/ 
  printf("学号:%s,姓名: %s,班别:%s,总评成绩:%d",a1.xh, a1.name,a1.class,a1.chj); 
  getch(); 
  } 
  void xxxx(struct inf *ptr)/*该函数实现对结构体成员数据的录入操作*/ 
  { 
   char xh1[12],name1[20],class1[15]; 
   int chj1; 
  scanf("%s%s%s%d",xh1,name1,class1,&chj1); 
   strcpy(ptr->xh,xh1); 
  strcpy(ptr->name,name1); 
  strcpy(ptr->class,class1); 
  ptr->chj=chj1; 
   } 
  调试结果如下: 
  请输入学号,姓名,班别,总评成绩,以空格隔开: 
  200102LiLi200185 
  学号:200102,姓名: LiLi,班别:2001,总评成绩:85 
  注意:当函数要求返回的多个值是相互联系的或者返回的多个值数据类型不一致时可以采用该方法。 
   
  5结束语 
   
  对于以上这三种方法,如果想要返回的数个值数据类型一致,可以考虑采用方法2;而对于不同数据类型的返回值,如果各个数值之间是相互联系的,则方法3较为合适;方法1虽然在很多情况下都可以实现多个返回值的C语言函数,但毕竟全局变量应用过程中有很多危险,要慎重使用。 
  通过对以上几种方法的分析讲解,在教学过程中,学生再遇到这样的问题时,就能根据返回值的情况选择合适的途径去实现多个返回值的C语言函数。另外,如果再遇到类似的无法用教材知识点去直接解决的问题时,他们基本都能举一反三地尝试采用间接方式去解决。 


5.为什么要使用回调函数?
首先,回调函数也是函数,就像白马也是马一样。它具有函数的所有特征,它可以有参数和返回值。其实,单独给出一个函数是看不出来它是不是回调函数的。回调函数区别于普通函数在于它的调用方式。只有当某个函数(更确切的说是函数的指针)被作为参数,被另一个函数调用时,它才是回调函数。就像给你一碗饭,你并不能说它是中饭还是晚饭一样,只有当你在某个时候把它吃掉了你才明确它是中饭还是晚饭(这个比喻貌似有点挫。领会精神就好,哈哈)。


那么问题来了,为什么我们要把函数作为参数来调用呢,直接在函数体里面调用不好吗?这个问题问的好。在这个意义上,“把函数做成参数”和“把变量做成参数”目的是一致的,就是以不变应万变。形参是不变的,而实参是变的。唯一不同的是,普通的实参可以由计算机程序自动产生,而函数这种参数计算机程序是无法自己写出来的,因为函数本身就是程序(要是程序可以写程序的话那就是超级人工智能了),它必须由人来写。所以对于回调函数这种参数而言,它的“变”在于人有变或者人的需求有变。


C++ Primer里面举了个例子就是排序算法。为了使排序算法适应不同类型的数据,并且能够按各种要求进行排序,机智的人类把排序算法做成了一个模版(在标准模版库STL里),并且把判断两个数据之间的“大小”(也可以是“字节数”,或者其他某种可以比较的属性)这个任务(即函数)当成一个参数放在排序算法这个函数的参数列表里,而把它的具体实现就交给了使用排序算法的人。这个判断大小的函数就是一个回调函数。



6.函数中的可变参数问题

C语言编程中有时会遇到一些参数个数可变的函数,例如printf()函数,其函数原型为: 


int printf( const char* format, ...); 


它除了有一个参数format固定以外,后面跟的参数的个数和类型是可变的(用三个点“…”做参数占位符),实际调用时可以有以下的形式: 


printf("%d",i); 
printf("%s",s); 
printf("the number is %d ,string is:%s", i, s);   

⑴由于在程序中将用到以下这些宏: 
void va_start( va_list arg_ptr, prev_param ); 
type va_arg( va_list arg_ptr, type ); 
void va_end( va_list arg_ptr ); 
va在这里是variable-argument(可变参数)的意思。 
这些宏定义在stdarg.h中,所以用到可变参数的程序应该包含这个头文件。 


⑵函数里首先定义一个va_list型的变量,这里是arg_ptr,这个变量是存储参数地址的指针.因为得到参数的地址之后,再结合参数的类型,才能得到参数的值。 


⑶然后用va_start宏初始化⑵中定义的变量arg_ptr,这个宏的第二个参数是可变参数列表的前一个参数,即最后一个固定参数。 


⑷然后依次用va_arg宏使arg_ptr返回可变参数的地址,得到这个地址之后,结合参数的类型,就可以得到参数的值。 


⑸设定结束条件,这里的条件就是判断参数值是否为-1。注意被调的函数在调用时是不知道可变参数的正确数目的,程序员必须自己在代码中指明结束条件。至于为什么它不会知道参数的数目,在看完这几个宏的内部实现机制后,自然就会明白。 

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