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关于我、重生到500年前凭借C语言改变世界科技vlog.6——函数

3 人参与  2024年10月20日 10:41  分类 : 《关于电脑》  评论

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文章目录

1.函数的介绍1.1 库函数1.2 自定义函数1.3 形参和实参1.4 数组做函数参数 2.return语句3.嵌套调用和链式访问4.函数的声明和定义4.1 单个文件和多个文件4.2 static 和 extern 希望读者们多多三连支持小编会继续更新你们的鼓励就是我前进的动力!
函数在我们小学就开始接触,比如:一次函数 y = kx + b
在C语言中也引入了数学中的函数概念,也叫做子程序, 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,程序其实就是由多个子程序组合而成,提升了开发软件的效率

1.函数的介绍

1.1 库函数

C语言中规定了各种法则,C语言本身并不提供库函数,但编译器厂商根据国际标准的ANSIC规定的一些函数标准给出了一些函数,这些函数就被称为库函数

前面我们学过的printf,scanf等都是库函数中现成的可以直接使用的函数,这些函数方便了程序员对代码功能的实现,一定程度上提升了效率性和保障性

学习库函数的各种函数对一名合格的程序员来说很重要
这是两个学习网站:
C/C++官方的链接:https://zh.cppreference.com/w/c/header
cplusplus.com:https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/

网站函数的学习形式:

函数原型函数功能介绍参数和返回类型说明代码举例代码输出相关知识链接

注意: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,务必包含对应的头文件,不包含是可能会出现⼀些问题的

1.2 自定义函数

光有库函数提供的函数远远不足以实现所有的代码功能,所以程序员自行写了许多函数以实现各种功能,这种代码就叫做自定义函数,其语法形式为:

ret_type fun_name(形式参数){}

• ret_type 是函数返回类型
有时候可以是void,表示什么都不返回,当不需要返回数值时,也可以不写返回值的类型

• fun_name 是函数名
函数的名字与其功能相关联,所以函数起名时要根据其功能起有意义的名字,便于程序员解读

• 括号中放的是形式参数
参数要交代清楚类型,名字和参数个数

• {}括起来的是函数体
也就是函数完成功能实现的过程

1.3 形参和实参

举个简单的例子:写一个加法函数,完成两个数字的相加

#include <stdio.h>int Add(int x,int y){return x + y;}int main(){ int a = 0; int b = 0; //输⼊ scanf("%d %d", &a, &b); //调⽤加法函数,完成a和b的相加 //求和的结果放在r中 //to do int ret = Add(a,b) //输出 printf("%d\n", r); return 0;}

• a 和 b 为函数的实参
实参就是真实传递给函数的参数

• x 和 y 为函数的形参
形参只在形式上存在,并不会一直存在,只有在调用函数时向内存申请空间,使用完函数后形参又被销毁

• 形参和实参各自是独立的空间
在VS2022的监视窗口上可以观察到
在这里插入图片描述
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,这叫做传值调用(后面在指针部分会详细介绍)

1.4 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0,再写⼀个函数打印数组的内容

#include <stdio.h>void set_arr(int arr[], int sz){ int i = 0; for(i=0; i<sz; i++) { arr[i] = 0; }}void print_arr(int arr[], int sz){ int i = 0; for(i=0; i<sz; i++) { printf("%d ", arr[i]); } printf("\n");}int main(){ int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); set_arr(arr, sz);//设置数组内容为-1 print_arr(arr, sz);//打印数组内容 return 0;}

这里的set_arr函数要能够对数组内容进行设置,就得把数组作为参数传递给函数,同时函数内部在设
置数组每个元素的时候,也得遍历数组,需要知道数组的元素个数。所以我们需要给set_arr传递2个参
数,⼀个是数组,另外⼀个是数组的元素个数,仔细分析print_arr也是⼀样的,只有拿到了数组和元
素个数,才能遍历打印数组的每个元素

• 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

• 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

2.return语句

在使用函数的时候,比如 main 函数, 自定义的 Add 函数常常需要返回值,也就是 return 语句

• 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

3.嵌套调用和链式访问

嵌套调用就是函数间的相互调用,函数间的有效相互调用才实现了大型程序
举个例子:假设我们计算某年某月有多少天?如果要函数实现,可以设计2个函数

• is_leap_year():根据年份确定是否是闰年

• get_days_of_month():调用 is_leap_year 确定是否是闰年后,再根据月计算这个月的天数

int is_leap_year(int y){ if(((y%4==0)&&(y%100!=0))||(y%400==0)) return 1; else return 0;}int get_days_of_month(int y, int m){ int days[] = {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}; int day = days[m]; if (is_leap_year(y) && m == 2) day += 1;  return day;}int main(){ int y = 0; int m = 0; scanf("%d %d", &y, &m); int d = get_days_of_month(y, m); printf("%d\n", d); return 0;}

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,像链条一样函数串起来就是函数的链式访问
举个有趣的例子:

#include <stdio.h>int main(){ printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43))); return 0;}

理解该代码的关键是理解 printf 的返回值是啥?
在这里插入图片描述
printf函数返回的是打印在屏幕上的字符的个数
我们就第⼀个printf打印的是第⼆个printf的返回值,第二个printf打印的是第三个printf的返回值
第三个printf打印43,在屏幕上打印2个字符,再返回2
第二个printf打印2,在屏幕上打印1个字符,再放回1
第一个printf打印1
所以屏幕上最终打印:4321

4.函数的声明和定义

4.1 单个文件和多个文件

单个文件中,还是上面闰年的例子,int is_leap_year 是函数的定义,int ret = is_leap_year 是函数的调用

如果把 is_leap_year 函数放在main函数后面呢?
is_leap_year 函数调用的时候,并没有发现前面有 is_leap_year 的定义,就会报警告

那么如何让解决呢?
就是函数调用之前先声明一下 is_leap_year 这个函数,声明函数只要交代清楚:函数名,函数的返回类型和函数的参数就行了

上面闰年的例子就是正确的写法

多个文件中,一般在企业中我们写代码时候,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

4.2 static 和 extern

在C语言中,static 和 extern 是关键字
static :静态的意思,用于修饰全局变量,局部变量,函数
extern :用于声明外部符号

这里拓展几个名词:
作用域:⼀段程序代码中所用到的名字并不总是有效可用的
而限定这个名字的可用性的代码范围就是这个名字的作用域

生命周期:变量的创建(申请内存)到变量的销毁(收回内存)之间的⼀个时间段

局部变量的生命周期是:进入作用域变量创建,生命周期开始,出作用域生命周期结束全局变量的生命周期是:整个程序的生命周期

举个static修饰局部变量的例子:

#include <stdio.h>void test(){ int i = 0; i++; printf("%d ", i);}int main(){ int i = 0; for(i=0; i<5; i++) { test(); } return 0;}

从运行结果来看,打印了5个1,局部变量 i 每次进入 test 函数时都会重新定义,也就是重新创建再释放内存,如果我们不想让 i 出函数时被销毁,我们就在 int i = 0 前面加上 static ,那么此时 i 出函数的时候是不会销毁的,重新进入函数也就不会重新创建变量,直接上次累积的数值继续计算

static修饰局部变量改变了变量的生命周期,生命周期改变的本质是改变了变量的存储类型,本
来⼀个局部变量是存储在内存的栈区的,但是被 static 修饰后存储到了静态区,存储在静态区的变
量和全局变量是⼀样的,生命周期就和程序的生命周期⼀样了,只有程序结束,变量才销毁,内存才
回收,但是作用域不变

举个static修饰全局变量的例子:

add.c

int g_val = 2018;

test.c

#include <stdio.h>extern int g_val;int main(){ printf("%d\n", g_val); return 0;}

extern 是用来声明外部符号的,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

如果在 int g_val = 2018 前加个 static 在编译的时候会出现链接性错误,全局变量被 static 修饰之后,外部链接属性就变成了内部链接属性,只能在自己所在的源文件内部使用了,其他源文件,即使声明了,也是无法正常使用的( static 修饰函数同理

希望读者们多多三连支持

小编会继续更新

你们的鼓励就是我前进的动力!

在这里插入图片描述


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