C语言---函数

函数是C语言的基本构建模块，也是结构化编程的核心。它是一段为了完成特定任务而编写的、可重复使用的代码块。每个 C 程序都至少有一个函数，即主函数 main() 。

一、函数的概念与作用

1、代码复用：将一段常用的功能封装成函数，在需要的地方直接调用，避免编写重复的代码。

2、模块化：将一个复杂的大程序分解成若干个功能单一、结构清晰的小模块（函数），使得程序更易于理解、编写和维护。

3、提高可读性：通过给函数起一个见名知意的名字，可以使程序的逻辑更加清晰。

4、分工协作：在大型项目中，不同程序员可以负责编写不同的函数，从而提高开发效率。

二、函数的组成部分

一个C语言函数主要由以下几个部分构成：

// 1. 返回类型
// 2. 函数名
// 3. 参数列表
// 4. 函数体返回类型 函数名(参数列表) {// 函数体：执行具体任务的代码// ...return 返回值； // 如果返回类型不是void，则需要return语句
}

具体示例与分析

#include <stdio.h>// 函数声明（函数原型）
int add(int a, int b);// 主函数 - 程序的入口
int main() {int num1 = 5, num2 = 3;int sum;// 函数调用sum = add(num1, num2);printf("两数之和为：%d\n", sum);return 0;
}// 函数定义
// 功能：计算两个整数的和
// 返回类型：int
// 函数名：add
// 参数：两个int类型的参数 a 和 b
// 函数体：包含具体的加法运算和返回语句
int add(int a, int b) {int result;result = a + b;return result; // 将结果返回给调用者
}

三、函数的分类

1. 从定义角度分
   库函数：由C语言标准库（如 stdio.h, math.h, string.h）提供的，可以直接调用的函数。例如 printf(), scanf(), sqrt()。

用户自定义函数：由程序员根据需求自己编写的函数。例如上面例子中的 add() 函数。
2. 从参数和返回值分
无参数无返回值

void sayHello() {printf("Hello, World!\n");// 无return语句，或使用 return; (不返回任何值)
}

有参数无返回值

void printStar(int n) {for(int i = 0; i < n; i++) {printf("*");}printf("\n");
}

无参数有返回值

int getNumber() {int num;printf("请输入一个数字：");scanf("%d", &num);return num;
}

有参数有返回值

int findMax(int x, int y) {return (x > y) ? x : y; // 使用条件运算符
}

四、函数的三要素：声明、定义、调用

1、函数声明（函数原型）

作用：告诉编译器函数的名称、返回类型和参数列表。这样编译器在遇到函数调用时，就知道如何检查调用的正确性。

格式：返回类型 函数名(参数类型列表);

注意：参数名在声明中是可选的，但类型必须写明。int add(int, int); 也是合法的声明。

位置：通常在源文件的开始处或头文件（.h）中。

2、函数定义

作用：包含函数实际的代码实现。

格式：即上面介绍的完整格式，包含函数体。

3、函数调用

作用：在程序中使用函数的功能。

格式：函数名(实际参数);

过程：

程序执行到函数调用时，会暂停当前函数。

将实际参数的值传递给函数定义中的形式参数。

执行被调用函数的函数体。

遇到 return 语句或函数体执行完毕后，将返回值（如果有）交还给调用者，并回到调用处继续执行。

五、参数传递：传值调用

C语言默认采用的是传值调用。
核心思想：将实际参数的值复制一份传递给函数的形式参数。
重要影响：在函数内部修改形式参数的值，不会影响函数外部的实际参数。

#include <stdio.h>void swap(int x, int y) { // x和y是形式参数int temp;temp = x;x = y;y = temp;printf("函数内交换后：x = %d, y = %d\n", x, y);
}int main() {int a = 10, b = 20;printf("交换前：a = %d, b = %d\n", a, b);swap(a, b); // a和b是实际参数printf("交换后：a = %d, b = %d\n", a, b); // a和b的值并未改变！return 0;
}

输出：

交换前：a = 10, b = 20
函数内交换后：x = 20, y = 10
交换后：a = 10, b = 20

解释：swap 函数交换的只是它自己内部的副本 x 和 y，而原始的 a 和 b 保持不变。

六、递归函数

一个函数在它的函数体内直接或间接地调用它自身，称为递归调用。
核心思想：将一个大问题分解为一个或多个与原问题相似但规模更小的子问题。
必要条件：

1. 递归出口：必须有一个明确的结束条件，防止无限递归。
2. 递归体：递归调用语句，并且每次调用都应向递归出口靠近。
   经典例子：计算阶乘 n!

#include <stdio.h>long factorial(int n) {if (n == 0 || n == 1) { // 1. 递归出口return 1;} else {return n * factorial(n - 1); // 2. 递归体，问题规模n在减小}
}int main() {int num = 5;printf("%d的阶乘是%ld\n", num, factorial(num));return 0;
}

输出：

5的阶乘是120