C语言：函数

一.函数概念

在 C 语言中，函数是实现特定功能、相对独立的代码模块，也是程序的基本组成单位。它由函数名、参数列表、函数体等部分构成，可以接收外部传入的数据，执行相应的处理逻辑，并可返回处理结果。函数具有可重复调用的特点，能够将复杂程序拆分为多个功能单一的模块，既避免代码重复编写，也让程序结构更清晰、易于维护和扩展，而程序的执行则从main函数开始。

一般分为两类函数：库函数和自定义函数。

二.库函数

1.什么是库函数

直白的说，库函数 = 别人已经写好、封装好、你直接拿来用的函数。

1. 编程语言自带一批常用功能（比如输入输出、数学计算、字符串处理）
2. 这些功能被打包成 “函数库”
3. 你写程序时，直接调用里面的函数，不用自己重新写一遍逻辑

例如：
想要打印一句话，要用printf；
想要输入，要用scanf；
想算平方根，要用sqrt等等。
这些都不是你自己写的，而是语言自带的库函数。

总结：不用自己写，直接调用的现成函数，就是库函数。

2.如何使用库函数

库函数是在标准库中对应的头文件中声明的，所以库函数的使用要包含对应的头文件。

相关学习工具：
库函数相关头文件

举个例子：
在此之前我们学过rand函数，在使用rand函数时要包含头文件#include <stdlib.h>

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>intmain(){printf("%d\n",rand());printf("%d\n",rand());printf("%d\n",rand());return0;}

运行结果：

3.库函数文档的一般格式(以rand函数为例)

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

三.自定义函数

自定义函数无非就是自己写代码创造出来的函数，不包含在库函数里。

例如：

#include<stdio.h>ret_typefun_name(形式参数)//ret_type-->函数返回类型{//函数体}intmain(){fun_name(形式参数);//函数名return0;}

注意：如果ret_type不知道返回什么，可使用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。

举个例子：输入2个整型类型的参数，函数计算的结果也是整型

#include<stdio.h>intAdd(intx,inty){returnx+y;}intmain(){inta=0;intb=0;scanf("%d %d",&a,&b);intr=Add(a,b);printf("%d\n",r);return0;}

四.形参和实参

实参：真实传递给函数的参数。
形参：只是形式上存在的，不会向内存申请空间，不会真实存在的，如上述代码中的int x, int y所以叫形式参数。

在上述代码中我们可以看到在main函数中int r = Add(a, b);从scanf接收a和b，这是实参；而函数Add自己创建了int x, int y，这是形参。形参中的x和y也可以用a和b来代替，于实参字母相同，最终效果都是一样的。

如图所示：

#include<stdio.h>intAdd(inta,intb){returna+b;}intmain(){inta=0;intb=0;scanf("%d %d",&a,&b);intr=Add(a,b);printf("%d\n",r);return0;}

实参与形参之间的关系：在VS里调试时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语句的详细使用

1. 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。
2. 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语句执行后，函数就彻底返回，后边的代码不再执行。
3. 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。
4. 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。
5. 函数的返回类型如果不写，编译器会默认函数的返回类型是int。
6. 函数写了返回类型，但是函数中没有使用return返回值，那么函数的返回值是未知的。

六.数组做函数参数

有时我们在写代码时难免会用到，例如后续我们结合本章和之前所学的知识写一个简单的扫雷游戏中，就要用到数组做函数参数。

举个例子：写⼀个函数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

参考代码：

#include<stdio.h>voidset_arr(intarr[],intsz){inti=0;for(i=0;i<sz;i++){arr[i]=-1;}}voidprint_arr(intarr[],intsz){inti=0;for(i=0;i<sz;i++){printf("%d ",arr[i]);}printf("\n");}intmain(){intarr[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};intsz=sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);//计算数组元素个数set_arr(arr,sz);//设置数组内容为-1print_arr(arr,sz);//打印数组内容return0;}

七.函数的嵌套调用和链式访问

1.嵌套调用

嵌套调⽤就是函数之间的互相调⽤。

大概结构框架：

#include<stdio.h>ret_typefun_name2(形式参数){//函数体}ret_typefun_name1(形式参数){fun_name2(形式参数);}intmain(){fun_name1(形式参数);return0;}

2.链式访问

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。

举一个简单的例子：求⼀个字符串的长度
我们一般会这样写：

#include<stdio.h>intmain(){intlen=strlen("abcdef");printf("%d\n",len);return0;}

如果再加以改进，就会变为链式访问结构，如代码所示：

#include<stdio.h>intmain(){printf("%d\n",strlen("abcdef"));return0;}

这便是链式访问

八.函数的声明和定义

1.为什么要函数声明

我们先来看这种代码写法，一般最后运行结果是不会出错的

#include<stdio.h>ret_typefun_name1(形式参数){}intmain(){fun_name1(形式参数);return0;}

我们再来看看这种代码写法，我们去调试会报错，这是因为程序是自上而下运行的，但走到fun_name1(形式参数)时，在前面编译器没有遇到过ret_type fun_name1(形式参数)，结果就会报错

#include<stdio.h>intmain(){fun_name1(形式参数);return0;}ret_typefun_name1(形式参数){}

那我们又该如何解决呢？这就得在main函数前使用函数声明

#include<stdio.h>ret_typefun_name1(形式参数)intmain(){fun_name1(形式参数);return0;}ret_typefun_name1(形式参数){}

再次调试程序，结果成功了

总结：

1. 函数的调用⼀定要满足，先声明后使用；
2. 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。

2.多个文件时

上述情况是在单个文件的情况下，但我们写代码不可能把所有代码都放在一个文件里面吧，所有可以把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后缀为.h中，函数的实现是放在源文件后缀为.c文件中。

操作方法:>>
右击源文件，添加，新建项，然后有两个选项，一个是.c后缀的c++文件，另一个是.h后缀的头文件。

如图所示：

其中
game.h为函数声明

game.c为函数的定义

test.c为程序逻辑，即main函数所在文件

九.关键字static和extern

1.static介绍

static是静态的意思，其作用：

1. 修饰局部变量
2. 修饰全局变量
3. 修饰函数

static修饰局部变量

static 局部变量相当于只会初始化一次、能记住上次值的 “长寿局部变量”，延长了程序生命周期。

我们将普通的局部变量与static修饰过后的局部变量进行对比

普通的局部变量：
1.函数一调用就创建，函数一结束就销毁，下次调用重新开始。

static修饰的局部变量：
1.只在第一次调用时创建，之后一直活着，不会消失。
2.下次再调用这个函数，它会记住上一次的值，不会重置。

例如：

voidtest(){staticinta=0;a++;printf("%d ",a);//第一次调用test（）时，a=1//第二次调用test（）时，a=2//第三次调用test（）时，a=3......}

static修饰全局变量

static修饰全局变量，就是把这个变量 “锁在当前文件里”，不让别的文件访问。

我们将正常的局部变量与static修饰过后的全局变量进行对比

正常全局变量：
1.整个项目所有.c文件都能访问、修改
2.很容易被别的文件不小心改掉，不安全
static修饰的全局变量：
1.只能在当前这个.c文件里用
2.别的文件看不见、用不了、改不了
3.相当于给变量加了个本文件专属的限制

static修饰函数

简单的来说，普通函数时整个项目里所有文件都能调用的，而我们static修饰后的函数相当于这个函数只给自己所在的 .c 文件用，别的文件调用不了

例如我们在上面的game.c文件里某个函数前面加上一个static来修饰，那么我们的test.c文件对应的函数想调用是不可能的

如下所示：

2.extern

extern是用来声明外部符号。
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。

如下所示：


然后我们开始调用，最后成功打印100；那如果我们在int hhh = 100;前面加上static后，还会成功打印100吗？

结果是不会的，因为我们在此之前已经明确说明了当static修饰全局变量，就是把这个变量 “锁在当前文件里”，不让别的文件访问。