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文章专栏-C语言
引言
最近偷懒了，迷上了三国和李贺。给大家分享一下最喜欢的一句诗：吾不识青天高黄地厚，唯见月寒日暖来煎人寿。我还不是很理解27岁的李贺，如何写出如此绝笔。
正文开始，今天我们来探讨一下关于C语言中的函数部分
一、函数的概念：代码的 “模块化” 基石
1.1 函数的定义与意义
- 定义：函数是一段可重复使用的代码块，具有输入（参数）、处理逻辑（函数体）**和**输出（返回值）。
- 意义：
- 复用性：避免重复编写相同逻辑（如多次计算最大值，只需调用
max函数）。 - 可读性：通过函数名（如
sortArray）直观理解功能，降低代码复杂度。 - 可维护性：修改函数内部逻辑时，只需更新一处，不影响其他调用处。
- 复用性：避免重复编写相同逻辑（如多次计算最大值，只需调用
1.2 函数的基本结构
返回类型 函数名(参数列表) {// 函数体：实现具体功能return 返回值; // 非void类型必须返回对应类型的值
}
-
示例：计算两数之和
int add(int a, int b) { // 返回int，参数a、b为intreturn a + b; // 返回和 }
二、库函数：“开箱即用” 的工具集
关于库函数和其他语言中封装的函数在上篇文章中已经讲到了，详情请看[从库函数到API接口，深挖不同语言背后的“封装”与“调用”思想-CSDN博客]()
2.1 库函数的分类与头文件
-
标准库：C 语言内置的函数集合，分为：
- 输入输出（
stdio.h）：printf（输出）、scanf（输入）。 - 字符串处理（
string.h）：strlen（字符串长度）、strcpy（字符串复制）。 - 数学运算（
math.h）：sqrt（开平方）、pow（幂运算）。 - 内存管理（
stdlib.h）：malloc（动态内存分配）、free（释放内存）。
- 输入输出（
-
头文件：包含库函数的声明
（告诉编译器函数的存在、参数和返回值）。使用库函数前必须包含对应头文件，例如：
#include <stdio.h> // 包含printf的声明 int main() {printf("Hello, World!"); // 调用库函数return 0; }
2.2 库函数的使用步骤（以 fgets 为例）
-
查阅文档：
fgets从文件中读取字符串，原型为char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);。 -
包含头文件：
#include <stdio.h>（fgets声明在此头文件中）。 -
调用函数
#include <stdio.h> int main() {char str[100];fgets(str, 100, stdin); // 从标准输入（键盘）读取最多99个字符（含'\0'）printf("输入内容：%s", str);return 0; } -
注意事项：
size参数需小于数组长度（避免缓冲区溢出）。- 返回值为
NULL表示读取失败（如文件结束）。
三、自定义函数：“按需定制” 的代码块
3.1 函数定义的详细语法
- 返回类型：
void：无返回值（如仅打印信息的函数）。- 基本类型（
int、float等）：返回对应类型的值。
- 参数列表：
- 无参数：
void func()或func()（C99 后允许省略void）。 - 有参数：
int add(int a, int b)（a、b为形参，接收实参的值）。
- 无参数：
- 函数体：包含实现逻辑的代码，可使用
return提前结束函数（void函数用return;）。
3.2 示例：实现 “判断素数” 函数
#include <stdio.h>
#include <math.h>// 自定义函数：判断n是否为素数（返回1是，0否）
int isPrime(int n) {if (n <= 1) return 0; // 1及以下不是素数for (int i=2; i<=sqrt(n); i++) { // 优化：只需检查到平方根if (n % i == 0) return 0; // 能整除，不是素数}return 1; // 是素数
}int main() {int num;printf("输入一个整数：");scanf("%d", &num);if (isPrime(num)) {printf("%d是素数\n", num);} else {printf("%d不是素数\n", num);}return 0;
}
- 解释：
- 形参
n接收实参（用户输入的num）。 - 通过循环判断是否有因数，提前返回结果（提高效率）。
- 形参
四、形参和实参：“值的传递与拷贝”
4.1 实参（实际参数）
- 定义：调用函数时传递的具体值或变量（如
isPrime(num)中的num）。 - 特点：
- 可以是常量（
isPrime(7)）、变量（isPrime(num)）、表达式（isPrime(2+3)）。 - 传递方式：值传递（形参是实参的拷贝，修改形参不影响实参，除非传递地址）。
- 可以是常量（
4.2 形参（形式参数）
- 定义：函数定义时占位的参数（如
isPrime(int n)中的n）。 - 特点：
- 函数调用时分配内存，调用结束后释放（形参是临时变量）。
- 值传递本质：形参是实参的副本（如
n是num的拷贝，修改n不影响num）。
4.3 地址传递（突破值传递限制）
// 交换两数（通过地址传递，修改实参）
void swap(int *a, int *b) {int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}int main() {int x=10, y=20;swap(&x, &y); // 实参是x、y的地址（传递指针）printf("x=%d, y=%d\n", x, y); // 输出x=20, y=10（实参被修改）return 0;
}
- 解释：
- 形参
*a、*b接收实参的地址（&x、&y），通过解引用（*a）直接修改原变量的值。 - 这是 值传递的特殊情况（传递地址，实现 “引用传递” 效果）。
- 形参
五、return 语句：“函数的出口与结果”
5.1 return 的两种用法
- 返回值：给调用者一个结果（如
return a + b;返回和）。 - 结束函数：提前退出函数（如
void函数中的return;，跳过后续代码）。
5.2 规则与示例
-
void 函数
void printMessage() {printf("Hello!\n");return; // 可省略（函数体结束自动返回） } -
非 void 函数
int max(int a, int b) {if (a > b) return a; // 返回a，结束函数return b; // 必有一个执行（确保返回值） } -
错误处理
int divide(int a, int b) {if (b == 0) {printf("除数不能为0！\n");return -1; // 错误码（调用者根据返回值判断是否出错）}return a / b; }
六、数组作为函数参数：“传递指针与内存”
6.1 数组传参的本质
-
数组名作为参数时，传递的是首元素的地址（即指针），函数内对数组的修改会影响原数组（因为操作同一块内存）。
-
语法
void printArray(int arr[], int size) { // 等价于int *arrfor (int i=0; i<size; i++) {printf("%d ", arr[i]); // 等价于*(arr+i)} }
6.2 示例：数组排序（冒泡排序）
#include <stdio.h>void bubbleSort(int arr[], int size) {for (int i=0; i<size-1; i++) {for (int j=0; j<size-i-1; j++) {if (arr[j] > arr[j+1]) { // 交换相邻元素int temp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = temp;}}}
}int main() {int nums[] = {5, 3, 8, 1, 2};int size = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]); // 计算数组长度bubbleSort(nums, size); // 传递数组名（首地址）和长度for (int i=0; i<size; i++) {printf("%d ", nums[i]); // 输出1 2 3 5 8（原数组已排序）}return 0;
}
- 注意：函数无法自动获取数组长度（需手动传递
size），因为形参arr是指针（丢失长度信息）。
七、函数调用：嵌套与链式
7.1 嵌套调用（函数内调用其他函数）
void printHeader() {printf("===== 欢迎使用系统 =====\n");
}void printMenu() {printHeader(); // 嵌套调用printHeaderprintf("1. 登录\n2. 注册\n3. 退出\n");
}int main() {printMenu(); // 输出：===== 欢迎使用系统 ===== → 菜单选项return 0;
}
7.2 链式访问（函数返回值作为参数）
int add(int a, int b) { return a + b; }
int mul(int a, int b) { return a * b; }int main() {// 先算add(2,3)=5，再算mul(5,4)=20（链式调用）int result = mul(add(2, 3), 4); printf("结果：%d\n", result); // 输出20return 0;
}
八、函数的声明与定义：“多文件开发”
8.1 单个文件中的声明
-
定义在前：直接调用（无需声明）。
-
定义在后：需先声明（告诉编译器函数存在）。
int add(int, int); // 声明（参数名可省略，只写类型） int main() {int res = add(3,5); // 调用时，编译器通过声明知道add存在return 0; } int add(int a, int b) { return a + b; } // 定义在后
8.2 多文件开发（模块化）
-
步骤：
-
创建头文件（
func.h）：声明函数#ifndef FUNC_H #define FUNC_H int add(int a, int b); // 声明 #endif -
创建源文件（
func.c）：定义函数#include "func.h" // 包含头文件（双引号表示当前目录） int add(int a, int b) { return a + b; } // 定义 -
主文件（
main.c）：调用函数#include <stdio.h> #include "func.h" // 包含头文件，获取声明 int main() {printf("%d\n", add(3,5)); // 调用func.c中的addreturn 0; }
-
-
编译：需同时编译
main.c和func.c（如gcc main.c func.c -o main）。
8.3 static 关键字：“限制作用域”
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静态函数（static 修饰函数）
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作用：仅当前文件可见（其他文件无法调用，避免命名冲突）。
-
示例（
func.c）static int add(int a, int b) { return a + b; } // main.c调用会报错（未定义）
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静态变量
-
静态局部变量（函数内）
生命周期为程序运行期（保留值，如计数器）。
void count() {static int num = 0; // 第一次调用初始化，后续保留值num++;printf("第%d次调用\n", num); } // 调用：count() → 第1次，count() → 第2次（num保留1） -
静态全局变量（文件内，函数外）：仅当前文件可见（同文件内函数可访问，其他文件不可见）。
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