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一、函数的基本概念

函数是C语言中封装代码的基本单元，类似于数学中的函数。
作用：

1. 提高代码复用性
2. 模块化编程，增强可维护性
3. 隐藏实现细节

分类：

• 库函数：由C标准库提供（如printf, strcpy）
• 自定义函数：程序员根据需求自行设计

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二、库函数与自定义函数

1. 库函数示例：strcpy 和 memset

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char dest[20];char src[] = "Hello, World!";strcpy(dest, src);  // 字符串拷贝printf("Copied string: %s\n", dest);int arr[5];memset(arr, 0, sizeof(arr));  // 内存初始化为0printf("First element: %d\n", arr[0]);return 0;
}

• 关键点：
  • 使用库函数需包含对应头文件（如#include <string.h>）
  • strcpy(dest, src)：将src内容复制到dest
  • memset(ptr, value, num)：将ptr指向的内存的前num字节设置为value

2. 自定义函数示例：交换两个整数

#include <stdio.h>// 传值调用（无法交换）
void Swap1(int x, int y) {int tmp = x;x = y;y = tmp;
}// 传址调用（正确版本）
void Swap2(int *px, int *py) {int tmp = *px;*px = *py;*py = tmp;
}int main() {int a = 10, b = 20;Swap1(a, b);  // 无效printf("Swap1: a=%d, b=%d\n", a, b);Swap2(&a, &b);  // 有效printf("Swap2: a=%d, b=%d\n", a, b);return 0;
}

• 关键点：
  • 形参是实参的临时拷贝，修改形参不影响实参（Swap1无效）。
  • 传址调用通过指针直接操作内存，实现数据交换（Swap2有效）。

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三、函数参数传递

1. 传值调用 vs. 传址调用

类型	特点	适用场景
传值调用	形参是实参的拷贝	不需要修改原始数据
传址调用	通过指针直接操作内存	需要修改原始数据

2. 示例：数组作为参数

#include <stdio.h>// 数组作为参数时，实际传递的是首元素地址
void PrintArray(int arr[], int size) {for (int i = 0; i < size; i++) {printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");
}int main() {int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};PrintArray(arr, 5);  // 输出：1 2 3 4 5return 0;
}

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四、递归函数

1. 递归示例：计算阶乘

#include <stdio.h>int Factorial(int n) {if (n <= 1) return 1;       // 递归终止条件else return n * Factorial(n - 1);  // 递归调用
}int main() {int n = 5;printf("%d! = %d\n", n, Factorial(n));  // 输出：120return 0;
}

• 关键点：
  • 递归必须有终止条件，否则会导致栈溢出。
  • 递归深度较大时效率低下，可改用迭代优化。

2. 递归与迭代对比：斐波那契数列

// 递归实现（效率低）
int Fib(int n) {if (n <= 2) return 1;return Fib(n - 1) + Fib(n - 2);
}// 迭代实现（效率高）
int FibIter(int n) {int a = 1, b = 1, c = 1;while (n > 2) {c = a + b;a = b;b = c;n--;}return c;
}

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五、函数分文件编写

1. 头文件声明：math_utils.h

#ifndef MATH_UTILS_H
#define MATH_UTILS_H// 函数声明
int Add(int x, int y);
double Power(double base, int exponent);#endif

2. 源文件实现：math_utils.c

#include "math_utils.h"int Add(int x, int y) {return x + y;
}double Power(double base, int exponent) {double result = 1.0;for (int i = 0; i < exponent; i++) {result *= base;}return result;
}

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六、经典问题实战

1. 判断素数

#include <stdio.h>
#include <math.h>int IsPrime(int n) {if (n <= 1) return 0;for (int i = 2; i <= sqrt(n); i++) {if (n % i == 0) return 0;}return 1;
}int main() {int num = 17;printf("%d is %s\n", num, IsPrime(num) ? "prime" : "not prime");return 0;
}

2. 二分查找

#include <stdio.h>int BinarySearch(int arr[], int size, int target) {int left = 0, right = size - 1;while (left <= right) {int mid = left + (right - left) / 2;if (arr[mid] < target) left = mid + 1;else if (arr[mid] > target) right = mid - 1;else return mid;}return -1;
}int main() {int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};int target = 3;int index = BinarySearch(arr, 5, target);printf("Index: %d\n", index);  // 输出：2return 0;
}