1. 函數(shù)簡介

函數(shù)可以把大的計(jì)算任務(wù)分解成若干較小的任務(wù)，然后通過調(diào)用的方式達(dá)到代碼復(fù)用；一個(gè)邏輯不寫多遍，減少代碼維護(hù)成本。

調(diào)用函數(shù)的一方不需要了解函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)，對于它來說，這部分是一個(gè)“黑盒子”，從而使得程序結(jié)構(gòu)更加清晰。

C語言在設(shè)計(jì)中考慮了函數(shù)的 高效性 和 **易用性 **兩個(gè)原則。

函數(shù)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該盡量簡短，因?yàn)楹瘮?shù)可以套函數(shù)，一個(gè)程序應(yīng)該盡量由許多小的函數(shù)組成，而不是少量較大的函數(shù)組成。

函數(shù)的基本概念

在刷題的過程中，系統(tǒng)會(huì)給我們事先提供一個(gè)函數(shù)讓我們來實(shí)現(xiàn)，而它則是調(diào)用函數(shù)的一方。

在C語言中，最常見的當(dāng)屬main函數(shù)了。

int main(){    printf("5201314/n");        return 0;}

以上就是一個(gè)函數(shù)，它被稱為C語言的 入口函數(shù)，或者 主函數(shù)。

所有程序執(zhí)行都是從這個(gè)函數(shù)開始的，以它為例，我們引出函數(shù)的一些基本概念。

函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)

如圖：

通過這個(gè)圖，我們類比main()這個(gè)函數(shù)，它的：

返回類型 是int32位整型，

函數(shù)名 為main，

參數(shù)列表 為空，

函數(shù)體 為 printf("5201314/n");，

返回值 為0。

返回類型

函數(shù)的返回類型可以是任意類型；

例如：整型int，浮點(diǎn)型float，字符型char，自定義類型等待；

返回類型 和 返回值 是配套的，當(dāng)返回類型為void時(shí)，函數(shù)內(nèi)部的返回值可以寫return；也可以省略不寫。

函數(shù)名

函數(shù)名可以類比我們自己的名字。是給函數(shù)調(diào)用方用的。

例如：main和printf都是函數(shù)名。

參數(shù)列表

函數(shù)的參數(shù)列表必須用()括起來，參數(shù)是函數(shù)需要處理的數(shù)據(jù)；

例如：

	printf("hello/n");

這一段代碼用來輸出字符串，"hello/n"就是一個(gè)參數(shù)，參數(shù)類型是字符串。

下面會(huì)詳細(xì)解釋：printf；

函數(shù)體

函數(shù)內(nèi)部就是你可以任意發(fā)揮的部分，也就是函數(shù)的核心邏輯部分，可以是各種語句的組合；當(dāng)然也可以是另一個(gè)函數(shù)，也就是函數(shù)說，函數(shù)是支持嵌套的。

返回值

函數(shù)的返回值則表示：這個(gè)函數(shù)最后返回給調(diào)用方的數(shù)據(jù)；

如果返回值的類型和函數(shù)的返回類型不一致，則會(huì)進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換；前提是能夠強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的情況下。

2. C語言中函數(shù)的分類

• 庫函數(shù)
• 自定義函數(shù)

庫函數(shù)

為什么會(huì)有庫函數(shù)？

• 我們學(xué)習(xí)C語言編程的時(shí)候，總是在一個(gè)代碼編寫完成之后迫不及待的想知道結(jié)果， 把這個(gè)結(jié)果打印到我們的屏幕上看看。這個(gè)時(shí)候我們會(huì)頻繁的使用一個(gè)功能：將信息按照一定的格式打印到屏幕上（printf）。

• 在編程的過程中我們會(huì)頻繁的做一些字符串的拷貝工作（strcpy）。

• 編程是我們也計(jì)算，總是會(huì)計(jì)算n的k次方這樣的運(yùn)算（pow）

像上面我們描述的基礎(chǔ)功能，它們不是業(yè)務(wù)性的代碼。

我們在開發(fā)的過程中每個(gè)程序員都可能用的到， 為了支持可移植性和提高程序的效率，所以C語言的基礎(chǔ)庫中提供了一系列類似的庫函數(shù)，方便程序員進(jìn)行軟件開發(fā)。

這里推薦一個(gè)網(wǎng)站：cplusplus.com

簡單的總結(jié)，C語言中，我們常用的庫函數(shù)都有：

• IO函數(shù)：輸入和輸出函數(shù)

• 字符串操作函數(shù)：比如求字符串長度的strlen函數(shù)

• 字符操作函數(shù)：比如判斷字符的大小寫，將小寫字母轉(zhuǎn)化為大寫字母

• 內(nèi)存操作函數(shù)：內(nèi)存復(fù)制、查找等操作

• 時(shí)間/日期函數(shù)：獲取時(shí)間等

• 數(shù)學(xué)函數(shù)：開平方sqrt等函數(shù)

等等…

如何使用庫函數(shù)？

我們參照文檔，學(xué)習(xí)幾個(gè)庫函數(shù)；

strcpy

從上面的庫函數(shù)網(wǎng)站可以找到strcpy的具體用法：

其實(shí)strcpy就是字符串拷貝的意思

• 將源所指向的 C 字符串復(fù)制到目標(biāo)所指向的數(shù)組中，包括終止空字符（并在該點(diǎn)停止）。

因此在使用這個(gè)函數(shù)的時(shí)候，我們需要向函數(shù)參數(shù)傳入destination（目標(biāo)數(shù)組）和source（源數(shù)組）兩個(gè)字符串，同時(shí)該函數(shù)的返回值是char* ，它會(huì)將拷貝后的destination（目標(biāo)數(shù)組）起始地址返回給我們。

• 注意使用strcpy時(shí)要引用頭文件#include

官方寫法：

char* strcpy(char* strDestination, const char* strSource);

即第一個(gè)參數(shù)是目的地地址，第二個(gè)參數(shù)源地址；

代碼示例：

#include #include int main(){	char arr1[] = "Fighting Boy";	char arr2[] = "AAA";	strcpy(arr1, arr2);//將arr2數(shù)組的內(nèi)容拷貝到arr1數(shù)組中	printf("arr1 = %s/n", arr1);//arr1 = "AAA"	printf("arr2 = %s/n", arr2);	return 0;}

運(yùn)行結(jié)果：

注意：

這里的復(fù)制其實(shí)并不是真正的復(fù)制，準(zhǔn)確的說是覆蓋！

即把arr2的所有內(nèi)容(包括/0)都覆蓋到arr1對應(yīng)位置；

也就是說，雖然打印出來arr1是AAA，但是實(shí)質(zhì)上arr1等于AAA/0ting Boy；

我們可以運(yùn)行調(diào)試一下：

補(bǔ)充：

• 源字符串必須以 /0 結(jié)束。如果源字符串沒有/0，就會(huì)一直拷貝源字符串地址后面的所有內(nèi)容，直到找到值為0。
• 也會(huì)將源字符串中的 /0拷貝到目標(biāo)數(shù)組中。
• 目標(biāo)空間必須足夠大，以確保能存放源字符串。如果目標(biāo)空間不夠大，則會(huì)導(dǎo)致源字符串拷貝不進(jìn)去。
• 目標(biāo)空間必須可變，即目標(biāo)空間沒有 const修飾

（關(guān)于const的用法后續(xù)會(huì)寫一篇博客詳解）

注意： 使用庫函數(shù)，必須包含 #include 對應(yīng)的頭文件。

自定義函數(shù)

如果庫函數(shù)能干所有的事情，那還要程序員干什么？

所有更加重要的是自定義函數(shù)。

自定義函數(shù)和庫函數(shù)一樣，有函數(shù)名，返回值類型和函數(shù)參數(shù)。

但是不一樣的是這些都是我們自己來設(shè)計(jì)。

自定義函數(shù)的定義語法為：

ret_type fun_name(para1, *){	statement;//語句項(xiàng)    return 返回值；//該返回值與返回類型必須相同，如果是void型函數(shù)，則不需要返回值，因此可以不寫。}ret_type 返回類型fun_name 函數(shù)名para1    函數(shù)參數(shù)

在使用函數(shù)的過程中，我們用函數(shù)名（函數(shù)參數(shù)）的形式來調(diào)用自定義函數(shù)；

由于一般函數(shù)在調(diào)用完以后產(chǎn)生一個(gè)返回值（比如一個(gè)兩個(gè)數(shù)相加的加法函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)相加以后返回兩個(gè)數(shù)的和），因此我們可以用一個(gè)變量來接收這個(gè)返回值。

例題：寫一個(gè)函數(shù)可以找出兩個(gè)整數(shù)中的最大值。

代碼示例：

int get_max(int x, int y){	return (x > y) ? (x) : (y); //三目操作符，在操作符中講過，如果x>y則返回x，反之則返回y;}int main(){	int a = 20;	int b = 10;	int max = get_max(a, b);//定義一個(gè)max變量，用來接受最大值;	printf("max=%d/n", max);}

運(yùn)行結(jié)果：

在程序運(yùn)行過程中，給get_max這個(gè)函數(shù)傳入a、b這兩個(gè)參數(shù)，函數(shù)調(diào)用完后會(huì)返回a和b中的最大值；

因此可以用max來接收這個(gè)返回值。當(dāng)然也可以不用接收，因?yàn)樵诤瘮?shù)運(yùn)行完以后，get_max(a, b)就相當(dāng)于這個(gè)返回值，該返回值可以當(dāng)做printf的參數(shù)直接進(jìn)行打印操作。

例題：寫一個(gè)函數(shù)可以交換兩個(gè)整形變量的內(nèi)容。

void Swap(int* pa, int* pb) //我們只需要交換a和b當(dāng)中的內(nèi)容，不需要返回值，所以用void{	int t = 0;//定義一個(gè)臨時(shí)變量用于交換	t = *pa;	*pa = *pb;	*pb = t;}int main(){	int a = 1;	int b = 2;	printf("交換前: a=%d b=%d/n", a, b);	Swap(&a, &b);	printf("交換前: a=%d b=%d/n", a, b);	return 0;}

運(yùn)行結(jié)果：

3. 函數(shù)的參數(shù)

分為：

• 實(shí)際參數(shù)（實(shí)參）
• 形式參數(shù)（形參）

實(shí)際參數(shù)

• 真實(shí)傳給函數(shù)的參數(shù)，叫實(shí)參。

• 實(shí)參可以是：常量、變量、表達(dá)式、函數(shù)等。

• 無論實(shí)參是何種類型的量，在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，它們都必須有確定的值，以便把這些值傳送給形參。

形式參數(shù)

• 形式參數(shù)是指函數(shù)名后括號中的變量，因?yàn)樾问絽?shù)只有在函數(shù)被調(diào)用的過程中才實(shí)例化（分配內(nèi)存單元），所以叫形式參數(shù)。
• 形式參數(shù)當(dāng)函數(shù)調(diào)用完成之后就自動(dòng)銷毀了。因此形式參數(shù)只在函數(shù)中有效。

代碼示例：

void Swap1(int x, int y){	int tmp = 0;	tmp = x;	x = y;	y = tmp;}void Swap2(int* px, int* py) //我們只需要交換a和b當(dāng)中的內(nèi)容，不需要返回值，所以用void{	int tmp = 0;	tmp = *px;	*px = *py;	*py = tmp;}int main(){	int a = 1;	int b = 2;	Swap1(a, b);	printf("Swap1: a=%d b=%d/n", a, b);	Swap2(&a, &b);	printf("Swap2: a=%d b=%d/n", a, b);	return 0;}

運(yùn)行結(jié)果：

Swap1和Swap2函數(shù)中的參數(shù) x，y，px，py 都是形式參數(shù)。

在main函數(shù)中傳給Swap1的a，b和傳給Swap2函數(shù)的&a，&b是實(shí)際參數(shù)。

這里我們對函數(shù)的實(shí)參和形參進(jìn)行分析：

可以看出：

實(shí)參a、b與形參x、y不是同一空間

&a：0x00d3fa28&b：0x00d3fa1c    &x：0x00def944&y：0x00d3f948

這里可以看到Swap1函數(shù)在調(diào)用的時(shí)候，x，y擁有自己的空間，同時(shí)擁有了和實(shí)參一模一樣的內(nèi)容。

簡單來說：形參實(shí)例化之后其實(shí)相當(dāng)于實(shí)參的一份臨時(shí)拷貝。

4. 函數(shù)的調(diào)用

分為：

• 傳值調(diào)用

• 傳址調(diào)用

傳值調(diào)用

• 函數(shù)的形參和實(shí)參分別占有不同內(nèi)存塊，對形參的修改不會(huì)影響實(shí)參。

例題：寫一個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)數(shù)的交換

void Swap1(int x, int y){	int tmp = 0;	tmp = x;	x = y;	y = tmp;}int main(){	int a = 1;	int b = 2;	Swap1(a, b);	printf("Swap1: a=%d b=%d/n", a, b);	return 0;}

運(yùn)行結(jié)果：

由于形參并不影響實(shí)參，函數(shù)在調(diào)用過程中只是對形參x，y進(jìn)行了交換，并沒有影響到a，b；

并且函數(shù)在調(diào)用結(jié)束以后，x，y就已經(jīng)被銷毀了。

調(diào)試看一下：

從監(jiān)視中就可以看出，x，y的地址和a，b不同，他們相當(dāng)于一塊獨(dú)立的空間，自身的改變并不會(huì)影響a，b。

傳址調(diào)用

• 傳址調(diào)用是把函數(shù)外部創(chuàng)建變量的內(nèi)存地址傳遞給函數(shù)參數(shù)的一種調(diào)用函數(shù)的方式。
• 這種傳參方式可以讓函數(shù)和函數(shù)外邊的變量建立起真正的聯(lián)系，也就是函數(shù)內(nèi)部可以直接操作函數(shù)外部的變量。

還是看這個(gè)例題，只不過我們稍微做點(diǎn)改變

void Swap2(int* px, int* py){	int tmp = 0;	tmp = *px;	*px = *py;	*py = tmp;}int main(){	int a = 1;	int b = 2;	Swap2(&a, &b);	printf("Swap2: a=%d b=%d/n", a, b);	return 0;}

運(yùn)行結(jié)果：

通過這種方式可以使得變量進(jìn)行真正的交換。

還是調(diào)試看一下：

通過監(jiān)視可以看出，px、py就是一個(gè)指針，其中放的就是a，b的地址，*是解引用操作符，它可以通過地址找到地址中存放的變量值；

比如px就是a的指針，它的值是a的地址，對px解引用就可以找到a地址中存放的變量1，然后我們就可以對變量1進(jìn)行操作了。

傳值和傳址的使用場景

函數(shù)內(nèi)部的形參只需要借用函數(shù)外部實(shí)參的值的時(shí)候用傳值調(diào)用，比如求兩個(gè)數(shù)的較大值。

當(dāng)函數(shù)內(nèi)部需要對函數(shù)外部變量進(jìn)行操作時(shí)用傳址調(diào)用，比如交換兩個(gè)數(shù)。

關(guān)于函數(shù)的形參、實(shí)參和傳值、傳址，可以看我之前寫的這篇文章：重點(diǎn)詳解函數(shù)的形參和實(shí)參、傳值和傳址

5. 函數(shù)的嵌套調(diào)用和鏈?zhǔn)皆L問

函數(shù)和函數(shù)之間是可以互相調(diào)用的。

嵌套調(diào)用

代碼示例：

void fun2(){	printf("hello/n");}void fun1(){	int i = 0;	for (i = 0; i < 3; i++)	{		fun2();	}}int main(){	fun1();	return 0;}

運(yùn)行結(jié)果：

我們通過main函數(shù)調(diào)用fun1，通過fun1調(diào)用三次fun2，這就是函數(shù)的嵌套調(diào)用。

注意：函數(shù)可以嵌套調(diào)用，但是不能嵌套定義。

鏈?zhǔn)皆L問

把一個(gè)函數(shù)的返回值作為另外一個(gè)函數(shù)的參數(shù)。

int get_max(int x, int y){	return (x > y) ? x : y;}int main(){	int num1 = 10;	int num2 = 20;	int max = get_max(num1, num2);	printf("max=%d/n", get_max(num1, num2));}

運(yùn)行結(jié)果：

下面我們看一個(gè)有趣的代碼：

int main(){    printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43))); //結(jié)果是啥？    //注：printf函數(shù)的返回值是打印在屏幕上字符的個(gè)數(shù)    return 0;}

運(yùn)行結(jié)果：

這個(gè)程序?qū)嶋H上就是用printf的返回值作為printf的參數(shù)；

因此想要弄明白這個(gè)程序，我們得先知道printf的返回值；

通過查找printf的用法可以知道printf返回值：

所以printf返回值是寫入的字符總數(shù)，也就是字符的個(gè)數(shù)。

• 最內(nèi)層的printf打印43；

• 第二層的printf打印的是最內(nèi)層printf的返回值，也就是43這個(gè)內(nèi)容的元素個(gè)數(shù)2；

• 最外層打印的是printf("%d",2)的返回值，返回值是其元素個(gè)數(shù)1；

• 所以會(huì)打印出4321這四個(gè)數(shù)。

6. 函數(shù)的定義和聲明

函數(shù)的聲明

• 告訴編譯器有一個(gè)函數(shù)叫什么，參數(shù)是什么，返回類型是什么。但是具體是不是存在，函數(shù)聲明決定不了。
• 函數(shù)的聲明一般出現(xiàn)在函數(shù)的使用之前。要滿足先聲明后使用。
• 函數(shù)的聲明一般要放在頭文件中的。

函數(shù)的定義

函數(shù)的定義是指函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)，交待函數(shù)的功能實(shí)現(xiàn)。

test.h的內(nèi)容

• 放置函數(shù)的聲明

#ifndef __TEST_H__#define __TEST_H__//函數(shù)的聲明int Add(int x, int y);

test.c的內(nèi)容

• 放置函數(shù)的實(shí)現(xiàn)

#include "test.h"//函數(shù)Add的實(shí)現(xiàn)int Add(int x, int y){	return x + y;}

這種分文件的書寫形式，在后期寫三字棋和掃雷的時(shí)候，就可以用分模塊來寫。

我之前寫過一篇三子棋的小游戲，就是用這種分模塊的方式來寫的；

游戲鏈接：升級版三子棋小游戲（棋盤界面美化+動(dòng)畫演示）

7. 函數(shù)遞歸

什么是遞歸？

• 遞歸就是程序自己調(diào)用自己的過程
• 它通常把一個(gè)大型復(fù)雜的問題層層轉(zhuǎn)化為一個(gè)與原問題相似的規(guī)模較小的問題來求解；
• 遞歸策略只需少量的程序就可描述出解題過程所需要的多次重復(fù)計(jì)算，大大地減少了程序的代碼量。

遞歸的條件

• 存在限制條件；當(dāng)滿足這個(gè)限制條件的時(shí)候，遞歸便不再繼續(xù)，否則遞歸會(huì)不斷進(jìn)行，直到程序崩潰。
• 每次遞歸調(diào)用之后越來越接近這個(gè)限制條件。

函數(shù)的遞歸

• 函數(shù)的遞歸就是函數(shù)自己調(diào)用自己的過程。

這里我們通過代碼來詳解函數(shù)的遞歸

例題一

接受一個(gè)整型值（無符號），按照順序打印它的每一位。

例如： 輸入：1234，輸出 1 2 3 4.

思考一下：

我們想要從高位向低位輸出，就必須要依次獲取：最高位到最低位的數(shù)字；

因此我們可以這1234每次除以10，并把1234 / 10的結(jié)果進(jìn)行判斷，看其是否小于10；

如果小于10則不再進(jìn)行除以10的操作，這樣我們就可以得到最高位1了；

為了獲取其他位的數(shù)字，我們可以在每次除以10之前進(jìn)行取模10的操作，得到剩下的位。

代碼示例：

void print(int n){	if (n > 9)	{		print(n / 10);	}	printf("%d ", n % 10);}int main(){	int num = 1234;	print(num); //這里的print是我們自己定義的函數(shù)，不是庫函數(shù)printf	return 0;}

運(yùn)行結(jié)果：

關(guān)于這道題，我之前也做過詳解，并且畫了圖，可以去看下：深入理解C語言中函數(shù)的遞歸算法

遞歸與迭代

• 迭代就是重復(fù)反饋過程的活動(dòng)，每一次迭代的結(jié)果會(huì)作為下一次迭代的初始值。

函數(shù)遞歸和迭代的區(qū)別與優(yōu)勢

• 有些問題是以遞歸的形式進(jìn)行解釋的，這只是因?yàn)樗确沁f歸的形式更為清晰。

• 但是這些問題的迭代實(shí)現(xiàn)往往比遞歸實(shí)現(xiàn)效率更高，雖然代碼的可讀性稍微差些。

• 當(dāng)一個(gè)問題相當(dāng)復(fù)雜，難以用迭代實(shí)現(xiàn)時(shí)，此時(shí)遞歸實(shí)現(xiàn)的簡潔性便可以補(bǔ)償它所帶來的運(yùn)行時(shí)開銷

8. 結(jié)語

其實(shí)后面關(guān)于函數(shù)的嵌套、遞歸、迭代都只是寫了一些知識點(diǎn)，所以還是打算通過例題的方式來詳解。

更多的一些重點(diǎn)函數(shù)（比如strlen，strcmp，strcat等）的實(shí)現(xiàn)，我會(huì)在之后多帶帶拿出來說明。

函數(shù)這一章的很多東西都需要練題+深刻理解，為后續(xù)的知識打下基礎(chǔ)！

等例題剖析完了，會(huì)附上鏈接！