一篇文章带你吃透函数

函数，简言之，就是实现某种特定功能的一段代码。函数分为库函数和自定义函数。函数具有以下特点：1.封装性。 2.复用性。

一、 库函数

库函数是一些已经配置好功能的一些函数，根据自己的现实需要来选择库函数。因为库函数是在标准头文件中声明的，所以在使用库函数时应该加上对应的头文件。否则程序运行时会不认得这函数。

库函数的学习工具：https://legacy.cplusplus.com/

二、 自定义函数

库函数的功能不能满足功能的实现，所以就需要自己通过写代码来实现这个功能，将它包装成函数，这样的函数就叫做自定义函数。

2.1 结构

ret_type fun_name(形式参数)//函数头 { …………；//(函数体) }

• 函数头，包括函数名，参数，返回类型。

1. 函数名：尽量有意义。
2. 参数：这里的参数叫做形式参数。在调用函数时，传过去的参数叫做实参。
3. 返回类型：根据函数返回的数据类型来确定函数返回类型。函数返回类型不写的话，会默认为int 类型。

• 函数体：就是自己实现功能的代码部分。

函数体里面有一个return语句：用来退出函数并返回数据。

1. return 语句后面可以是表达式，也可以是函数值。
2. 如果函数的返回类型为void类型（不返回任何参数），则无需return 语句，也可以直接写为 "return ;"
3. 在if-else语句中应保证每种情况都有返回。

红框框圈住的是我们自定义函数，那里的参数为形参。蓝框框圈住的是函数调用部分（即我们要使用这个函数），括号里的是实参（就是我们传给数据），然后形参收到数据之后用这些数据进行计算。

要保证函数的形参和实参数值和个数要相对应。

2.2 实参和形参的关系

这是两形参的地址。

这是两实参的地址。

可以发现实参和形参虽然数值相同，但是地址并不同。

结论：

1. 形参是实参的一份临时拷贝。（为啥叫临时拷贝呢？因为当函数调用结束后就会销毁形参）
2. 形参的改变并不会影响是实参的改变。

2.3、 数组作为函数参数

• 数组作为参数，定义数组是什么类型，那么参数就是什么类型。
• 参中可以不写数组大小，只写框框。
• 实参中传数组应该只写数组名（数组传参实际上是地址传参），因此形参不会创建新数组，形参和实参使用的是同一个数组。
• 二维数组类似，只不过二维数组行可以省略，但是列不可以省略。

练习：数组内容全部置为-1，再打印数组。

#include <stdio.h> void arr_value(int arr[10], int len) { int i = 0; for (i = 0; i < len; i++) { arr[i] = -1; } } void print_arr(int arr[], int len) { for (int i = 0; i < len; i++) { printf("%d ", arr[i]); } } int main() { int arr1[10] = {1}; arr_value(arr1, 10); print_arr(arr1, 10); return 0; }

三、 函数的嵌套调用

函数嵌套就是函数里又再次调用了另一个函数。

练习：计算某年某月有多少天？

#include <stdio.h> #include <stdbool.h> bool is_leap_year(int year) { if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) { return true; } else { return false; } } int get_days(int year,int month) { int days[13] = { 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 }; if (month == 2) { if (is_leap_year(year)) { return 29; } else { return 28; } } else { return days[month]; } } int main() { int month = 0; int year = 0; scanf("%d %d",&year, &month); int days=get_days(year,month); printf("%d\n", days); return 0; }

四、 函数的链式访问

链式访问就是一个函数的返回值作为另一个函数的参数。

#include <stdio.h> #include <string.h> int main() { char arr[] = "abcdef"; printf("%zu\n", strlen(arr)); return 0; }

五、 函数的声明和定义

5.1 单个文件

• 函数调用：使用函数的过程（相当于用函数的窗口）。
• 函数定义：就是自己定义函数头（函数名，参数，返回类型）以及函数体。
• 函数声明：当函数调用时，程序会从函数调用的地方向上寻找这个函数，如果我们将函数写到下方，那么就会找不到，所以就需要函数声明，告诉程序我有这个函数。函数声明中的参数可以只写数据类型，省略变量。

5.2 多个文件

当我们在做一个项目时，我们往往会使用多个文件，一个是用来函数声明的头文件（.h），一个是用来函数定义的文件（.c）,另一个是用来函数调用的测试文件（.c）。

但是在函数调用前要加上头文件如：“Add.h”,这是包含自己创建的头文件。而< >是库函数的头文件，如：<stdio.h>。

5.3 static 与 extern

5.3.1 作用域与生命周期

作用域：创建的变量可用的代码范围；生命周期：变量从创建到被销毁的时间段。

• 局部变量：作用域：仅能在变量所被创建的代码块（用{ }括住的代码）中有效，一旦超出，程序将显示未定义。生命周期：进入作用域局部变量被创建，生命周期开始，出去作用域生命周期结束。
• 全局变量：作用域：整个工程，但是要记住用extern声明一下（不在同一个文件）。生命周期：程序开始，生命周期开始；程序结束，生命周期结束。

5.3 extern

extern是用来声明外部符号的。

5.3.3 static

1.修饰局部变量

//代码1 #include <stdio.h> void test() { int i = 0; i++; printf("%d ", i);//1 1 1 1 1 } int main() { int i = 0; for(i=0; i<5; i++) { test(); } return 0; } //代码2 #include <stdio.h> void test() { //static修饰局部变量 static int i = 0; i++; printf("%d ", i); //1 2 3 4 5 } int main() { int i = 0; for(i=0; i<5; i++) { test(); } return 0; }

内存中用栈区，堆区以及静态区。

• 栈区：用来存放局部变量和函数参数。
• 堆区：用来动态内存申请。
• 静态区：用来存放全局变量和静态变量。

当用static来修饰局部变量，局部变量称为静态变量，进入静态区，调用函数，函数销毁但是静态变量并不销毁，仍保持不变，并且在下一次调用时继续接着上一次的值进行计算。

结论：static修饰局部变量，作用域不变，延长生命周期，存储类型改变：栈区->静态区。

2.修饰全局变量

结论：全局变量原本具有外部链接属性，即可以用extern声明就可以在同工程的其他文件进行使用。但是，全局变量一旦被static修饰，外部链接属性就会变为内部，即使有声明也不能使用。只能在本源文件中使用。

3.修饰函数

结论：与全局变量类似，函数也具有外部链接属性。函数一旦被static修饰就仅能在本源文件中使用。

六、 函数递归

函数递归是指函数自己调用自己。递归，递推和回归。

递归的思想就是大事化小的思想，将大问题逐渐拆解成一个个小问题。

6.1 递归的限制条件

1. 递归存在限制条件，当满足限制条件时，递推停止，开始回归。
2. 每一次递归都在不断地接近限制条件。

6.2 递归举例

练习1：求正整数n的阶乘。

思路：n!=n*(n-1)!(n>=1); n!=1(n=0时)

Fact（n)=n*Fact(n-1);0!=1。

#include <stdio.h> int Fact(int n) { if (n == 0) { return 1; } else { return n * Fact(n - 1); } } int main() { int input = 0; scanf("%d", &input); printf("%d\n",Fact(input)); return 0; }

练习2：顺序打印一个整数的每一位。

比如：输入：1234；输出：1 2 3 4

输入：520； 输出：5 2 0

分析：我们如果是逆序打印的话，只需要%10，取到最后一位，/10删去最后一位。运用大事化小的思想来解决，我们最容易取出最后一位，可是，要求先打印第一位，那么就不断/10，直到成为个位数，就可以%10，打印。

#include <stdio.h> void print(int n) { if (n / 10 != 0) { print(n/10); } n = n % 10; printf("%d ", n); } int main() { int input = 0; scanf("%d", &input); print(input); return 0; }

6.3 递归与迭代

练习1中既可以用递归写，也可以用迭代写。

//迭代 unsigned int Fact(int n) { int sum = 1; for (int i = 1; i <=n; i++) { sum = sum * i; } return sum; } int main() { int input = 0; scanf("%d", &input); printf("%u\n" ,Fact(input)); return 0; }

上述例子中由于递归可能会出现栈溢出，而迭代没有栈溢出的风险，写起来逻辑并不复杂，效率更高，所以练习1优先选迭代。

练习3：斐波那契数列

分析：n=1,2时，Fib(n)=1；n>2时，Fib（n）=Fib(n-1)+Fib(n-2)。、

//递归 #include <stdio.h> unsigned int Fib(int n) { if (n <= 2) { return 1; } return Fib(n - 1) + Fib(n - 2); } int main() { int input = 0; scanf("%d", &input); printf("%u\n", Fib(input)); return 0; } //迭代 #include <stdio.h> unsigned int Fib(int n) { int a = 1; int b = 1; int c = 1; while (n > 2) { a = b; b = c; c = a + b; n--; } return c; } int main() { int input = 0; scanf("%d", &input); printf("%u\n", Fib(input)); return 0; }

递归中有好多数都被重复算多次，造成冗余，运行效率较低，所以这个练习迭代较为好。