C语言--函数（function）

函数的概念

数学中我们其实就见过函数的概念，比如：一次函数 y=kx+b ，k和b都是常数，给一个任意的x，就得到一个y值。
其实在C语言也引入函数（function）的概念，有些翻译为：子程序，子程序这种翻译更加准确一些。
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。
main函数也是函数，他是程序的入口。
在C语言中我们一般会见到两类函数：
• 库函数
• 自定义函数

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。
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，一些常见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。
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，各个击破就行。

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
cplusplus.com

举例（sqrt）计算平方根

库函数文档的一般格式

如上，库函数文档的一般格式为：

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（其他）等等
7. 其他库函数的官网文档基本相似，可以让别人直接使用相关函数。
   官方文档一般都是英文，推荐用英语观看（一手信息），翻译不一定完全正确

可以通过函数介绍文档可以直接使用该函数（记得包含头文件）

#include <stdio.h>   //函数printf的头文件
#include <math.h>    //函数sqrt的头文件
int main()
{double d = 16.0;double r = sqrt(d);printf("%lf\n", r);return 0;
}
//输出结果：4.000000

自定义函数

了解了库函数，我们的关注度应该聚焦在自定义函数上，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
// fun_name 是函数名
// 括号中放的是形式参数
// {}括起来的是函数体

ret_type 是函数返回类型
如果ret_type是int那么函数的返回类型是int （用return返回）。void表示什么都不返回

fun_name 是函数名
fun_name 是为了方便使用函数；就像人的名字一样，有了名字方便称呼，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。

括号中放的是形式参数
函数的参数就相当于，工厂中送进去的原材料，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。

{}括起来的是函数体
{}括起来的部分被称为函数体，函数体就是完成计算的过程。不能省略

举例加法函数，完成两个整型int加法操作

代码如下：

#include <stdio.h>int Add(int x, int y)    //返回int类型，参数int类型x,y
{return x + y;        //函数体：返回x+y的值
}int main()
{int a = 0;int b = 0;scanf("%d%d", &a, &b);int c = Add(a, b);printf("%d\n", a);return 0;
}
//输入 100 200
//输出结果：300

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。
在上面代码中，
int Add(int x, int y)中的 x y是形参，即无实际意义的参数。
int c = Add(a, b) 中的 a b 是实参，即具有实际意义的参数。

为什么叫形式参数呢？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 只是形式上存在的，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。
我们在调试的时候可以观察到，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。形参只是实参的临时拷贝

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。

函数返回类型不写的话，编译器会默认他的返回类型为int类型。

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>void Set_Arr(int arr[],int sz)
{for (int i = 0; i < sz; i++){arr[i] = -1;}
}void Print_Arr(int arr[], int sz)
{for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d\n", arr[i]);}
}int main()
{int arr[5] = { 0,1,2,3,4 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);Set_Arr(arr, sz);Print_Arr(arr, sz);return 0;
}

形参的数组不指定大小，因为在传递不同的数组时，不确定数组的大小，但确定数组的地址。
数组传参，实际上是数组首元素的地址。在形参部分访问数组的时候，其实操作（访问）的是主调函数中的数组。

• 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

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，每个函数就像一个乐高零件，正是因为多个乐高的零件互相无缝的配合才能搭建出精美的乐高玩具，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：

//给你一个年 月，给出日
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>bool is_leap_year(int y)
{return ((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0);
}int get_days_of_month(int y,int m)
{int days[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };//               0 1   2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12int d = days[m];if (is_leap_year(y) && m == 2)d += 1;return d;
}int main()
{int year = 0;int month = 0;scanf("%d %d", &year, &month);int day = get_days_of_month(year, month);printf("%d\n", day);return 0;
}

这是函数之间的嵌套调⽤，但是函数是不能嵌套定义的，只能独自定义。

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。
计算字符串的大小，如：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{size_t len = strlen("abcdefg");printf("%zd\n", len);return 0;
}
//输出结果：7

再比如：

#include <stdio.h>int main()
{printf("%d\n", printf("%d\n", printf("%d\n", printf("%d\n", 43))));return 0;
}//print返回打印字符的个数 '4' '3' '\n' --> 3
//输出结果为：43
//3
//2
//2

这就是函数的链式访问.

函数的声明和定义

函数使用时一定要满足：先声明，再使用。否则编译器会警告。

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。

如何解决？只需要声明即可，如：

声明也可以放在程序内部，只要在使用函数之前，声明函数即可。如：

#include <stdio.h>int main()
{int a = 100;int b = 200;int Add(int, int);//函数参数名，以及函数体可以省略。。。int c = Add(a, b);printf("%d\n", c);return 0;
}int Add(int x, int y)
{return x + y;
}

多个文件

一般在写项目中我们写代码时候，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。
如下：

这样可以避免所有的代码都放在一个文件中。这样也可以实现多人同时编写一个工程。
也可以让代码模块化，使得代码可以复用。
还可以隐藏代码（编译后形成库文件---->动静态库的雏形）。

完！