目录
1. 函数的概念
2. 库函数
标准库和头文件
库函数的使用方法
库函数⽂档的一般格式
3. 自定义函数
函数的语法形式
函数的举例
4. 形参和实参
实参
形参
实参和形参的关系
5. return语句
6. 数组做函数参数
7. 嵌套调用和链式访问
嵌套调用
链式访问
8. 函数的声明和定义
单个文件
多个文件
作用域和生命周期
static 和 extern
static 修饰局部变量
static修饰全局变量
static 修饰函数
1. 函数的概念
 
  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语⾔中我们⼀般会⻅到两类函数:  
 
 
  
  •  
  库函数:现成的函数,可以直接使用 
 
 
  
  •  
  ⾃定义函数:自己设计的 
 
 
  
2. 库函数
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ANSI C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,⼀些常⻅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: 
    https://zh.cppreference.com/w/c/header 
   
 
    
    
     有数学相关的,有字符串相关的,有⽇期相关的等,每⼀个头⽂件中都包含了,相关的函数和类型等信息,库函数的学习不⽤着急⼀次性全部学会,慢慢学习,逐渐积累。 
    
 
     
     
    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: 
      https://zh.cppreference.com/w/c/header 
     
 
      
      cplusplus.com: 
      https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/ 
     
 
      
      
      
      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 
       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,不包含是可能会出现⼀些问题的。 
       
 
        
        我们来实验一下: 
       
 
       #include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
 double d = 16.0;
 double r = sqrt(d);
 printf("%lf\n", r);
 return 0;
}库函数⽂档的一般格式
 
         1.  
         函数原型  
        
 
         
         2.  
         函数功能介绍  
        
 
         
         3.  
         参数和返回类型说明  
        
 
         
         4.  
         代码举例  
        
 
         
         5.  
         代码输出  
        
 
         
         6.  
         相关知识链接 
        
 
         
         
       3. 自定义函数
自定义函数是根据自己的需要,自己设计和实现供自己使用的函数。
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。
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 fun_name(形式参数)
{
} 
   •  
   ret_type  
   是函数返回类型,要根据实际情况写具体的数据类型 
  
 
   
   •  
   fun_name  
   是函数名,自己根据实际情况自定义有意义的函数名 
  
 
   
   •  
   括号中放的是形式参数  
  
 
   
   •  
   {}括起来的是函数体 
  
 
   
   
    我们可以把函数想象成⼩型的⼀个加⼯⼚,⼯⼚得输⼊原材料,经过⼯⼚加⼯才能⽣产出产品,那函数也是⼀样的,函数⼀般会输⼊⼀些值(可以是0个,也可以是多个),经过函数内的计算,得出结果。  
   
 
    
    
    •  
    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;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。  
   
 
    
    
    •  
    函数的参数就相当于原材料,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。 
   
 
  函数的举例
 
  写⼀个加法函数,完成2个整型变量的加法操作。 
 
 
  
  
  先写出我们的大概思路 
 
 
 #include <stdio.h>
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
 //to do
 
 //输出
 printf("%d\n", r);
 return 0;
} 
   我们根据要完成的功能,给函数取名: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。那么我们要开始写这个加法函数的实现: 
  
 
  #include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
 int z = 0;
 z = x+y;
 return z;
}
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;
}
//也可以简化ADD函数:
/*int Add(int x, int y)
{
 return x+y;
}*/ 
    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。 
   
 
    
  4. 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。
#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)//函数定义时,在函数名后面括号里的参数就是形参
{
 int z = 0;
 z = x+y;
 return z;
}
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);//调用函数时,传递给函数的参数就是实参
 //输出
 printf("%d\n", r);
 return 0;
}实参
 
 在上⾯代码中,第2~7⾏是  
 Add  
 函数的定义,有了函数后,再第17⾏调⽤Add函数的。  
 
 
 我们把第17⾏调⽤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。  
 
 
 实际参数就是真实传递给函数的参数。 
 
 
形参
 
 在上⾯代码中,第2⾏定义函数的时候,在函数名  
 Add  
 后的括号中写的  
 x  
 和  
 y  
 ,称为形式参数,简  
 
 
 称形参。  
 
 
 实际上,如果只是定义了  
 Add  
 函数,⽽不去调⽤的话,  
 Add  
 函数的参数  
 x 和 y  
 只是形式上存的,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,这个过程就是形参的实例化。 
 
 
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。  
 
 
 #include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
 int z = 0;
 z = x + y;
 return z;
}
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;
}
从监视中,我们可以看到形参和实参使用的不是同一块空间,是分配了不同的空间的。
 
 由于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⻉。 
 
 
总结:1.形参和实参是不同的内存空间,对形参的修改不会影响到实参的改变
2.形参是实参的临时拷贝
5. 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。  
 
 
  
  
  •  
  return语句执⾏后,函数就彻底返回,后边的代码不再执⾏。  
 
 
  
  
  •  
  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。 
 
 
6. 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。 
 
#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
set_arr();//设置数组内容为-1
 print_arr();//打印数组内容
 return 0;
} 
 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。 
 
 
#include <stdio.h>
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);//设置数组内容为-1
 print_arr(arr, sz);//打印数组内容
 return 0;
}需要注意的点:
 
 •  
 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 
 
 
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");
}7. 嵌套调用和链式访问
嵌套调用
 
 嵌套调⽤就是函数之间的互相调⽤,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  
 
 
int is_leap_year(int y)//判断是否是闰年
{
 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};//第一个数的下标为0,所以不方便我们表示,在这里用一个数顶在下标为0处,更方便我们用月份直接作为表示的编号
//这里很多月份是重复同一个天数的,也可以用Switch语句,用多个case一个break的形式。
 int day = days[m];
 if (is_leap_year(y) && m == 2)//如果是闰年的二月
 day += 1;//要28+1=29天
 
 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;
} 
  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。 
 
 
  
  
 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;
}可以把strlen的返回值直接作为printf函数的参数,变成链式访问,改成这样:
#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%d\n", strlen("abcdef"));//链式访问
 return 0;
}会更加精简
乱入:做一个小题(看看你了不了解printf函数的返回值)
#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
 return 0;
}请问上述代码输出什么?
 
   int  
   printf 
    (  
   const char 
    * format, ... ) 
  
 
   
    printf函数返回的是打印在屏幕上的字符的个数。  
   
 
    
    上⾯的例⼦中,我们就第⼀个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  
   
 
    
   
     举一反三:如果在第二个和第三个printf的%d后面加一个空格,那么输出就应该是4332 
   
 
    
    
  8. 函数的声明和定义
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。  
  
 
  
   
    
 
   
   
  
 
 
 
  
  上⾯代码中橙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,没啥问题。 
 
 
  
  
   那如果我们将函数的定义放在函数的调⽤后边,vs就会出现警告 
  
 
   
 
   
 这是因为C语⾔编译器对源代码进⾏编译的时候,从第⼀⾏往下扫描的,当遇到第7行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。  
 
 
 
 把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。 
 
 
#include <stido.h>
int is_leap_year(int y);//函数声明
int main()
{
 int y = 0;
 scanf("%d", &y);
 int r = is_leap_year(y);
 if(r == 1)
 printf("闰年\n");
 else
 printf("⾮闰年\n");
 return 0;
}
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
if(((y%4==0)&&(y%100!=0)) || (y%400==0))
return 1;
else
 return 0;
 } 
  函数的调⽤⼀定要满⾜,先声明后使⽤;  
 
 
  
  函数的定义也是⼀种特殊的声明,所以如果函数定义放在调⽤之前也是可以的,但是不能没有声明只有定义 
  。 
 
 
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。  
 
 
 
 
 分多个文件实现代码:  
 
 
 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;
}作用域和生命周期
 
 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.  
 局部变量的作⽤域是变量所在的局部范围。  
 
 
 2.  
 全局变量的作⽤域是整个⼯程(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。  
 
 
 1.  
 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。  
 
 
 2.  
 全局变量的生命周期是:整个程序的生命周期。 
 
 
static 和 extern
 
 static  
 是静态的意思,可以⽤来:  
 
 
 •  
 修饰局部变量  
 
 
 •  
 修饰全局变量  
 
 
 •  
 修饰函数  
 
 
 
 extern  
 是用来声明外部符号的。  
 
 
static 修饰局部变量
//代码1
#include <stdio.h>
void test()
{
 int i = 0;
 i++;
 printf("%d ", i);
}
int main()
{
 int i = 0;
 for(i=0; i<5; i++)
 {
 test();
 }
 return 0;
}//代码2
#include <stdio.h>
void test()
{
 //static修饰局部变量
 static int i = 0;
 i++;
 printf("%d ", i);
}
int main()
{
 int i = 0;
 for(i=0; i<5; i++)
 {
 test();
 }
 return 0;
} 
   对⽐代码1和代码2的效果,理解  
   static  
   修饰局部变量的意义。  
  
 
   
   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(⽣命周期开始)并赋值为0,然后  
  
 
   
   ++,再打印,出函数的时候变量⽣命周期将要结束(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的,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。但是作⽤域不变的。 
   
 
    
 
    
     使用建议:未来⼀个变量出了函数后,我们还想保留值,等下次进⼊函数继续使⽤,就可以使用static修饰。static其实是将变量从栈区存储改为在静态区存储。 
    
 
     
    static修饰全局变量
代码1
add.c
1 int g_val = 2018;
test.c
#include <stdio.h>
extern int g_val;
int main()
{
 printf("%d\n", g_val);
 return 0;
}add.c
1 static int g_val = 2018;
test.c
#include <stdio.h>
extern int g_val;
int main()
{
printf("%d\n", g_val);
 return 0;
} 
      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使⽤;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部使⽤了,其他源⽂件,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部使⽤,不想被其他⽂件发现,就可以使⽤  
      
 
       
       static修饰。 
      
 
     static 修饰函数
//代码1
add.c
int Add(int x, int y)
{
 return x+y;
}
test.c
#include <stdio.h>
extern int Add(int x, int y);
int main()
{
 printf("%d\n", Add(2, 3));
 return 0;
}
//代码2
add.c
static int Add(int x, int y)
{
 return x+y;
}
test.c
#include <stdio.h>
extern int Add(int x, int y);
int main()
{
 printf("%d\n", Add(2, 3));
 return 0;
} 
 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  
 static  
 修饰函数和  
 static  
 修饰全局变量是⼀模⼀样的,⼀个函数在整个⼯程都可以使⽤被static修饰后,只能在本⽂件内部使⽤,其他⽂件⽆法正常的链接使⽤了。  
 
 
 本质是因为函数默认是具有外部链接属性,具有外部链接属性,使得函数在整个⼯程中只要适当的声明就可以被使⽤。但是被 static  
 修饰后变成了内部链接属性,使得函数只能在⾃⼰所在源⽂件内部使⽤。  
 
 
 
 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














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