2018-02-12

C语言学习6

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函数

本文将表述函数声明及使用的相关知识点。

函数概述

　　在C语言中，子程序的作用是由函数完成的。一个C程序可由一个主函数和若干个其它函数构成，并且只能有一个主函数。由主函数来调用其他函数，其他子函数之间也可以相互调用。
　　C程序的执行总是从main()函数开始。调用其他函数完毕后，程序流程回到main()函数，继续执行主函数中其他语句，直到main()函数结束，则整个程序的运行结束。

从用户使用的角度函数分为：
● 标准函数(库函数)
● 自定义函数
● 无参函数
● 有参函数

说明：
●库函数： C语言自带的函数
●库：函数集合
●参数：函数括号内包含的数据或变量

无参函数的定义

如果函数不接收用户传递的数据，那么这时可不带参数，即使用无参函数，如下:

1
2
3

dataType functionName(){
//body
}

●dataType为返回值类型，可以为任意数据类型。
●functionName是函数名，是标识符的一种。
●body是函数体，由花括号包围。
●若有返回值须在函数体内使用return语句返回，返回值数据类型须与dataType一致。

无返回值函数

若函数不需要返回值，或返回值类型不确定则定义无返回值函数，如下：

void hello(){
//body
//No return
}

有参函数的定义

如果函数需要接收用户传递的数据，那么定义时就要带上参数，即定义有参函数，如下:

1
2
3

dataType functionName(dataType param1,dataType2 param2 ...){
//body
}

●有参函数可以有一个或多个参数，之间用”,”分隔。参数的本质上也是变量，定义时要指明类型和名称。

函数参数和函数返回值

形式参数和实际参数

●在定义函数时，函数名后面括号中的变量称为”形式参数”(简称”形参”)
●在主调函数中，函数名后面括号中的参数(可以是一个表达式)称为”实际参数”(简称”实参”)

函数的返回值

1.定义：函数的返回值就是通过函数调用使主调函数能得到一个确定的值。
2.表达形式：
return 表达式;
reutrn (表达式);
return;
3.说明：
return语句中的表达式值的类型必须与函数首部所说明的一致。若类型不一致，则以函数值的类型为准，由系统自动进行强制转换。
当函数没有指明返回值，或没有返回语句时，函数返回了一个不确定的值。为了使函数不返回任何值，可以使用void定义函数。

形参与实参的区别和联系

①形参变量只有在函数被调用时才会分配内存，调用结束后，立刻释放内存，所以形参变量只有在函数内部有效，不能在函数外部使用。
②实参可以是常量、变量、表达式、函数等，无论实参是何种类型的数据，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参，所以应该提前用赋值，输入等办法使实参获得确定值。
③实参和形参在数量上、类型上、顺序上必须严格一致，否则会发生”类型不匹配”的错误。当然，如果能够进行自动类型转换，或者进行了强制类型转换，那么实参类型也可不同于形参类型。
④函数调用中发生的数据传递是单向的，只能把实参的值传给形参，而不能把形参的值反向地传给实参。换句话说，一旦完成了数据传递，实参与形参就无关了，即在函数调用过程中，形参的改变不会影响实参。

函数的调用

一般形式：函数名(实参表列)
函数的调用可分为无参函数和有参函数两种：
● 调用无参函数，不用”实参表列”，但括号不能省略。
● 调用有参函数，各参数间用逗号隔开，其实参与形参类型一致。

所谓调用(Function Call)就是使用已定义好的函数。

函数的嵌套调用

函数不能嵌套定义，但可用嵌套调用，也就是一个函数的定义或调用过程中允许出现另外一个函数的调用。

函数的声明以及函数原型

C语言中，除了主函数外，对于用户定义的函数要遵循先定义后使用的规则。把函数的定义放在调用之后，应该在调用之前对函数进行说明(或函数原型说明)(声明 Declaration)
函数声明一般形式如下：
dataType functionName(dataType1 param1, dataType2 param2 …);
或
dataType functionName(dataType1, dataType2…);
函数声明的格式相当于去掉函数定义中的函数体，并在最后加上分号;
函数声明给出了函数名、返回值类型、参数列表(重点是参数类型)等与该函数有关的信息，又称函数原型(Function Prototype)。函数声明的作用是告诉编译器与该函数有关的信息，让编译器知道函数的存在及存在形式，即使函数暂时没有定义，编译器也知道如何使用它。

函数的嵌套调用与递归调用

函数的嵌套调用

C语言的函数定义都是独立的，互相平行的，C语句不允许嵌套定义函数，即一个函数内不能定义另一个函数。但可以嵌套调用函数，即在调用一个函数的过程中，又调用另一个函数。

函数的递归调用

在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用该函数本身，称为函数的递归调用。
使用递归法解决问题，须符合的条件：
● 可以把要解决的问题转化为一个新的问题，而这个新的问题的解决方法仍与原来的解决方法相同，只是所处理的对象有规律地递增或递减。
● 可以应用这个转化过程使问题得到解决，必须有一个明确的结束递归的条件。

数组作为函数参数

数组元素作为函数实参

数组元素可以作为函数的实参，与用变量作为实参一样，按照单向值传递的方式进行传递。

数组名可以作为函数参数

可以用数组名作为函数的参数，此时实参与形参都应用数组名，数组名是整个数组的首地址。

全局变量和局部变量

在函数内部定义的变量称为局部变量，只能在本函数内部使用。
在函数之外定义的变量称为外部变量，也即全局变量，可为本文件中其他函数所共用，他的有效范围从定义变量开始到本文件结束。
如果在同一个源文件中，全局变量与局部变量同名，则在局部变量的作用范围内，外部变量被”屏蔽”,即不起作用。

变量的作用域

所谓作用域(scope) 就是变量的有效范围，就是变量可以在哪个范围内使用，有些变量只能在一定范围内使用，超出范围就失效了。
变量的作用域由变量的定义位置决定，在不同位置定义的变量，其作用域不同。

块级变量

即由{}包围起来的代码中的变量定义，这样的变量具有块级作用域。
每个C语言程序都包含了许多作用域，不同的作用域中可以出现同名的变量，C语言会按照从小到大的顺序，一层一层地去父级作用域中查找变量，如果在最顶层的全局作用域中还未找到这个变量，那么就会报错。

变量的存储类别

auto变量

当在函数内部或复合语句内定义变量时，如果没有指定存储类别，或使用了auto说明符，系统就认为所定义的变量具有自动类别。

register变量

寄存器变量也是自动类变量。它与auto变量的区别仅在于：用register说明变量是建议编译程序将变量的值保留在CPU的寄存器中，而不是像一般变量那样占用内存单元。

局部static变量

当函数体(或复合语句)内部用static来说明一个变量时，可以称该变量为静态局部变量。
它与auto变量，register变量的本质区别是：
①在整个程序运行期间、静态局部变量在内存中的静态存储区中占据着永久性的存储单元。即使退出函数后，下次再进入该函数时，静态局部变量仍使用原来的存储单元。由于不释放这些存储单元，这些存储单元中的值得以保留，因而可以继续使用存储单元中原来的值。
②静态局部变量的初值是在编译时赋予的，在程序执行期间不再赋以初值。对未赋值的局部变量，C语言编译程序自动给它赋初值为0。

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函数

函数概述

无参函数的定义

无返回值函数

有参函数的定义

函数参数和函数返回值

形式参数和实际参数

函数的返回值

形参与实参的区别和联系

函数的调用

函数的嵌套调用

函数的声明以及函数原型

函数的嵌套调用与递归调用

函数的嵌套调用

函数的递归调用

数组作为函数参数

数组元素作为函数实参

数组名可以作为函数参数

全局变量和局部变量

变量的作用域

块级变量

变量的存储类别

auto变量

register变量

局部static变量

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