C语言学习 函数.docx
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C语言学习函数
1、C语言对函数的处理
一个Ｃ程序由一个或多个程序模块组成，每一个程序模块作为一个源程序文件。
对较大的程序，一般将它们分别放在若干个源文件中，由若干个源程序文件组成一个C程序。
这样便于分别编写、分别编译，提高调试效率。
一个源程序文件可以为多个C程序共用。
一个源程序文件由一个或多个函数以及其他有关内容（如预处理指令、数据声明与定义等）组成。
一个源程序文件是一个编译单位，在程序编译时是以源程序文件为单位进行编译的，而不是以函数为单位进行编译的。
Ｃ程序的执行是从main函数开始的，如果在main函数中调用其他函数，在调用后流程返回到main函数，在main函数中结束整个程序的运行。
所有函数都是平行的，即在定义函数时是分别进行的，是互相独立的。
一个函数并不从属于另一个函数，即函数不能嵌套定义。
函数间可以互相调用，但不能调用main函数，main函数是被操作系统调用的。
函数是构成C程序的基本单元，C语言是通过函数来实现模块化程序设计。
在一个包含多个函数的程序中，一个函数的定义，可以放在程序中的任意位置，即可以放在主函数main（）之前或放在主函数main（）之后。
C语言要求，在程序中用到的所有函数，必须“先定义，后使用”。
指定函数的名字，以便以后按名调用；指定函数类型，即函数返回值的类型；指定函数参数的名字和类型，以便在调用函数时向它们传递数据；指定函数的功能，在函数体中解决。
C程序通过对函数的调用来执行函数体的。
2、函数分类
库函数
C系统已提供的函数
主函数
自定义函数
数名不能与主函数名或库函数名相同
空函数
函数体无语句
3、函数的另外分类方法
有无参（按形式分）
有参函数
无参函数
有无返回值
有返回值函数
无返回值函数
4、库函数
（功能角度）
数学函数
包括三角函数、指数等
字符串、字符处理函数
转换函数
用于字符或字符串的转换；字符量和各类数字量之间进行转换；在大、小写之间进行转换
目录路径函数
用于文件目录和路径操作
诊断函数
用于内部错误检测
字符屏幕和图形功能函数
输入输出函数
用于完成输入输出功能
接口函数
用于与DOS，BIOS和硬件的接口
5、函数组成
函数（含主函数）都是由函数说明和函数体两部分。
（1）无参函数的一般形式：
函数类型函数名（void）
{
说明语句部分；
可执行语句部分；
}
注意：
在旧标准中，函数可以缺省参数表。
但在新标准中，除主函数main（）外，函数不可缺省参数表，如果不需要参数，则用“void”表示。
如希望从被调函数中将一个值传回主调函数，往往采用返回值方式，用return语句实现；
（2）有参函数的一般形式
函数类型函数名（数据类型参数1[，数据类型参数2…]）
{
说明语句部分；
可执行语句部分;
}
形式参数：
将函数定义中的参数表称为形式参数表，简称形参表。
。
实际参数：
调用有参函数时，调用函数必须赋予这些参数实际的值，调用函数中的参数称为实际参数。
（3）空函数其形式为：
[函数类型]函数名（void）
{}
“空函数”既无参数、函数体为空的函数，什么操作也不做。
其作用是在此处留一函数的位置，以便将来扩充功能之用。
函数名也在将来换取实际的函数名。
6、return语句
有参函数的返回值，是通过函数中的return语句来获得的。
（1）返回语句的格式：
return（表达式）;
（2）return语句的功能：
返回调用函数，并将“表达式”的值带给调用函数。
（3）return语句返回值的类型应与该函数的类型一致，否则以函数类型为准。
（4）return语句后面可以是变量，也可以是表达式。
（5）return语句的后面可以有括号，也可以没有。
（6）函数的返回值是通过return语句获得的，当不需返回函数值时，可省去return语句。
（7）调用函数中无return语句，并不是不返回一个值，而是一个不确定的值，为了明确表示不返回值，可以用“void”定义成“无（空）类型”。
7、函数调用方式
（1）表达式语句调用函数。
被调函数作为表达式的一项，出现在表达式中，以函数返回值参与表达式的运算。
这种方式要求函数是有返回值的。
（2）函数语句
被调函数可以只进行某些操作而不返回函数值，这时的函数调用可作为一条独立的语句。
（3）函数实参
被调函数作为另一个函数调用的实际参数出现。
即把该函数的返回值作为实参进行传送，因此要求该函数必须是有返回值的。
8、调用函数说明
（1）调用函数时，函数名称必须与具有该功能的自定义函数名称完全一致。
（2）实参在类型上按顺序与形参，必须一一对应和匹配。
如果类型不匹配，C编译程序将按赋值兼容的规则进行转换。
如果实参和形参的类型不赋值兼容，通常并不给出出错信息，且程序仍然继续执行，只是得不到正确的结果。
（3）如果实参表中包括多个参数，对实参的求值顺序随系统而异。
有的系统按自左向右顺序求实参的值，有的系统则相反。
TurboC和MSC是按自右向左的顺序进行的。
9、对被调用函数的说明
ANSIC对被调用函数进行说明，其一般格式为：
函数类型函数名（形参表）;
以下2种情况下，可以省去对被调用函数的说明：
（1）当被调用函数的函数定义出现在调用函数之前时。
因为在调用之前，编译系统已经知道了被调用函数的函数类型、参数个数、类型和顺序。
（2）在所有函数定义之前，在函数外部（例如文件开始处）预先对各个函数进行了说明。
10、函数的形参与实参
形式参数：
将函数定义中的参数表称为形式参数表，简称形参表。
实际参数：
调用有参函数时，调用函数必须赋予这些参数实际的值，调用函数中的参数称为实际参数。
说明：
当函数调用时，调用函数把实参的值传送给被调用函数的形参，从而实现调用函数向被调用函数的数据传送；
形参出现在函数定义中，只能在该函数体内使用；
在定义函数时函数名后面括弧中的变量名为形参；
在调用函数时函数名后面括弧中的表达式为实参；
函数的实参可以使用：
常量、变量、表达式、函数；
无论函数的实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值，以便把这些值传送给形参，应预先用赋值、输入等办法，使实参获得确定的值；
形参变量只有在被调用时，才分配内存单元，调用结束时，即刻释放所分配的内存单元，形参只有在该函数内有效，调用结束，返回调用函数后，则不能再使用该形参变量；
实参对形参的数据传送是单向的，只能把实参的值传送给形参，不能把形参的值反向地传送给实参；
实参和形参占用不同的内存单元，即使同名也互不影响
11、函数的嵌套调用
函数的嵌套调用是指，在执行被调用函数时，被调用函数又调用了其它函数
12、函数的递归调用
一个函数在它的函数体内，直接或间接地调用它自身。
说明：
Ｃ语言允许函数的递归调用。
在递归调用中，调用函数又是被调用函数，执行递归函数将反复调用其自身。
每调用一次就进入新的一层；
为了防止递归调用无终止地进行，必须在函数内有终止递归调用的手段。
常用的办法是加条件判断，满足某种条件后就不再作递归调用，然后逐层返回。
递归调用时必须符合以下三个条件：
（1）可将一个问题转化为一个新的问题，而新问题的解决方法仍与原问题的解法相同，只不过所处理的对象有所不同而已，即它们只是有规律的递增或递减。
（2）可以通过转化过程使问题回到对原问题的求解。
（3）必须要有一个明确的结束递归的条件，否则递归会无止境地进行下去。
13、变量的作用域
变量的作用域是指变量在Ｃ程序中的有效范围。
变量说明的位置不同，其作用域也不同。
Ｃ语言中的变量按照作用域，分为内部变量和外部变量。
14、内部变量
（1）在函数内部定义的变量称为内部变量，内部变量也称“局部变量”。
内部变量只有在包含变量说明的函数内部才能使用，在此函数之外就不能使用这些变量。
（2）内部变量仅由其被定义的模块内部的语句所访问（变量值可见）。
换言之，局部变量在自己的代码模块之外是不可知的。
模块以左花括号开始，以右花括号结束。
局部变量仅存在于被定义的当前执行代码块中，即局部变量在进入模块时生成，在退出模块时消亡。
定义局部变量的最常见的代码块是函数。
（3）主函数main（）中定义的内部变量，是局部变量，也只能在主函数中使用，其它函数不能使用。
同样，主函数中也不能使用其它函数中定义的内部变量。
因为主函数也是一个函数，与其它函数是平行关系。
（4）形参变量也是内部变量，属于被调用函数；实参变量，则是调用函数的内部变量。
（5）允许在不同的函数中使用相同的变量名，它们代表不同的对象，分配不同的单元，互不干扰，也不会发生混淆。
（6）在复合语句中也可定义变量，其作用域只在复合语句范围内。
15、全局变量
（1）在函数外部定义的变量称为外部变量，外部变量又称全局变量。
外部变量不属于任何一个函数，其作用域是：
从外部变量的定义位置开始，到本文件结束为止。
外部变量可被作用域内的所有函数直接引用。
（2）外部变量的定义，在所有的函数之外，且只能定义一次。
外部变量说明的一般形式为：
extern数据类型外部变量1[,外部变量2……];
（3）如果定义点之前的函数需要引用这些外部变量时，需要在函数内对被引用的外部变量进行说明，可以出现多次。
（4）与局部变量不同，全局变量贯穿整个程序，并且可被任何一个模块使用，它们在整个程序执行期间保持有效。
（5）在同一源文件中，允许外部变量和内部变量同名。
在内部变量的作用域内，外部变量将被屏蔽而不起作用。
对于全局变量还有以下几点说明：
（1）外部变量可加强函数模块之间的数据联系，但又使这些函数依赖这些外部变量，因而使得这些函数的独立性降低。
从模块化程序设计的观点来看这是不利的，因此不是非用不可时，不要使用外部变量。
（2）在同一源文件中，允许外部变量和内部变量同名。
在内部变量的作用域内，外部变量将被屏蔽而不起作用。
（3）外部变量的作用域是从定义点到本文件结束。
如果定义点之前的函数需要引用这些外部变量时，需要在函数内对被引用的外部变量进行说明。
外部变量说明的一般形式为：
extern数据类型外部变量[，外部变量2……]；
注意：
外部变量的作用域是程序级的，即在一个文件中定义的外部变量，在该程序的其他文件中也是可见的，只不过在其他文件中引用这个外部变量时要加以说明。
说明外部变量时应在变量名前加extern表示该变量是个部变量。
换句话说，在一个文件中定义的外部变量在另一个文件中要引用，则在引用前必须提前说明。
外部变量的定义和外部变量的说明是两回事。
外部变量的定义，必须在所有的函数之外，且只能定义一次。
而外部变量的说明，出现在要使用该外部变量的函数内，而且可以出现多次。
一个C程序可由多个源程序文件组成，一个文件中的函数引用另一个文件中的全局变量,在需要引用的文件的开头用extern说明。
16、变量属性
变量具有两个属性：
类型、存储类别。
类型规定了变量和函数的取值范围和运算范围；存储类型则决定了变量在内存中的存储区域和生成期，即存在时间。
17、变量的存储类型
自动变量（auto）
动态存储方式
寄存器变量（register）
外部变量（extern）
静态存储方式
静态变量（static）
18、变量的存储
静态存储变量存放在静态存储区。
在编译时分配空间，直到整个程序执行完毕才释放。
动态存储变量存放在动态存储区。
在函数调用时分配临时的空间，离开函数，其空间便被系统收回，其值随之消失。
19、内存用户区空间可划分为三个区
程序区
动态存储区
存放全局变量
静态存储区
函数形参变量
局部变量（即自动变量，未加static说明）
函数调用时的现场保护
20、动态存储变量
（1）自动变量,只在定义函数内有效；函数被调用时分配存储空间，调用结束就释放。
定义形式为：
[auto]数据类型变量表；
①动态存储变量可以是函数的形式参数、局部变量、函数调用时的现场保护和返回地址。
②自动变量定义时不初始化，则其值是不确定的。
如果初始化，则赋初值操作是在调用时进行的，且每次调用都要重新赋一次初值。
③在复合语句中定义的自动变量，只在该复合语句中有效。
④在不同函数或复合语句中允许使用同名的变量而不会混淆。
（2）寄存器变量
Ｃ语言允许将局部变量的值存放到寄存器中，这种变量就称为寄存器变量。
定义格式为：
register数据类型变量表；
①只有局部变量才能定义成寄存器变量，即全局变量不行。
②对寄存器变量的实际处理，随系统而异。
例如，微机上的MSC和TC将寄存器变量实际当作自动变量处理。
③允许使用的寄存器数目是有限的，不能定义任意多个寄存器变量。
21、静态存储变量
静态存储变量无论是做全程量或是局部变量，其定义和初始化在程序编译时进行，在编译时分配存储空间的变量称为静态存储变量。
（1）内部静态变量（又称为静态局部变量）
在函数内定义，在调用函数结束时，静态存储变量不消失并且保留原值，但其它函数不能引用它们。
定义形式：
static数据类型内部变量表；
静态局部变量定义时不初始化，则系统自动赋以“0”（整型和实型）或‘\0’（字符型）；且每次调用它们所在的函数时，不再重新赋初值，只保留上次调用结束时的值。
注意：
函数中的局部变量若未做专门说明都为动态存储变量，其存储空间的分配与释放由编译系统完成，因此又称为自动变量，用auto作存储类型的说明，它是系统隐含的存储类型，因而auto可省略；
局部静态变量用static说明，函数调用结束后，所占用的内存单元不被释放；
局部静态变量属静态存储类别，整个程序运行期间不释放内存；而局部动态变量（auto）在调用结束后立即释放；
局部静态变量只在编译时赋一次初值；自动变量则在调用时赋初值；
若定义时局部变量不赋初值，则静态变量中数值型编译时赋0，字符型为空字符，自动变量值不确定；
虽然局部静态变量在函数调用结束后仍然存在，但其他函数不能引用；
（2）外部静态变量在函数外定义，外部静态变量只允许被本源文件中的函数引用。
静态外部变量定义形式：
static数据类型外部变量表；
（3）非静态外部变量允许被其它源文件中函数引用,定义时缺省static关键字的外部变量。
非静态外部变量定义形式：
据类型外部变量表；
允许被其它源文件中函数引用,
22、非静态外部变量引用
其它源文件中的函数，引用非静态外部变量时，需要在引用函数所在的源文件中进行说明：
extern数据类型外部变量表；
在函数内的extern变量说明，表示引用本源文件中的外部变量！
在函数外（通常在文件开头）的extern变量说明，表示引用其它文件中的外部变量
23、静态局部变量和静态外部变量两者区别：
（1）定义的位置不同。
静态局部变量在函数内定义，静态外部变量在函数外定义。
（2）作用域不同。
静态局部变量属于内部变量，其作用域仅限于定义它的函数内；虽然生存期为整个源程序，但其它函数是不能使用它的。
静态外部变量其作用域为定义它的源文件内；生存期为整个源程序，但其它源文件中的函数也是不能使用它的。
（3）初始化处理不同。
静态局部变量，仅在第1次调用它所在的函数时被初始化，当再次调用定义它的函数时，不再初始化，而是保留上1次调用结束时的值。
静态外部变量是在函数外定义的，不存在静态内部变量的“重复”初始化问题，其当前值由最近1次给它赋值的操作决定。
注意：
（1）把局部变量改变为静态内部变量后，改变了它的存储方式，即改变了它的生存期。
（2）把外部变量改变为静态外部变量后，改变了它的作用域，限制了它的使用范围。
因此，关键字“static”在不同的地方所起的作用是不同的。
24、变量存储类的说明（定义）方式
在函数外
外部变量的说明
extern类型名变量名
extern可省略不写
静态外部变量的说明
static类型名变量名
在函数内
（动态）内部变量的说明
auto类型名变量名
auto可省略不写
靜态内部变量的说明
static类型名变量名
25、函数的存储类别
Ｃ语言允许一个大程序分成若干个程序单元，编译成若干个源程序文件。
（1）主文件与外部文件
Ｃ语言把由若干个源文件组成的文件中含有主函数程序单元的文件，称为程序的主文件。
把由若干个源文件组成的文件中不含有主函数程序单元的文件，称为外部文件。
外部文件中函数将直接或间接地被主函数进行调用。
（2）函数的内部调用与外部调用
当一个源程序由多个源文件组成时，Ｃ语言根据函数能否被其它源文件中的函数调用，将函数分为内部函数和外部函数。
函数的内部调用，所谓内部调用是指同一个文件内函数之间的调用。
函数的外部调用，所谓外部调用是指一个文件中的函数调用另一个文件的函数。
（3）内部函数（又称静态函数）
如果在一个源文件中定义的函数，只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用，这种函数称为内部函数。
定义一个内部函数为：
static函数类型函数名（函数参数表）
{函数体语句}
static的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。
使用内部函数的好处是：
不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。
（4）外部函数
外部函数在定义函数时，如果没有加关键字“static”，或冠以关键字“extern”，表示此函数是外部函数
外部函数定义形式为:
[extern]函数类型函数名（函数参数表）
{
……/*函数体语句*/
}
调用外部函数时，需要对其进行说明：
[extern]函数类型函数名（参数类型表）
[，函数名2（参数类型表2）……]；
26、编译预处理
编译预处理是指，在对源程序进行编译之前，系统将自动引用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理；然后再将处理的结果，和源程序一起进行编译，以得到目标代码。
预处理命令是对源程序中一些特殊命令进行的一些预处理加工。
预处理由编译系统中的预处理程序按源程序中的预处理命令进行。
C程序的源代码中的编译预处理命令虽然不是一般的C语句，但它扩展了C程序设计的环境。
C语言的预处理命令均以“#”打头，末尾不加分号，以区别于一般的C语句，它们可以出现在程序中的任何位置，其作用域是出现点到源程序文件的末尾。
预处理命令单独占一行，且不加分号。
27、宏定义
宏定义是由源程序中的宏定义命令完成的。
宏代换是由预处理程序自动完成的。
在Ｃ语言中，“宏”分为有参数和无参数两种。
（1）无参宏定义的一般格式为#define标识符语言符号字符串
define:
为宏定义关键字；
标识符:
定义的宏名，通常用大写字母取名，以便于与变量区别；
语言符号字符串:
即宏体,可以是常数、表达式、格式串等。
定义了一个符号常量PI，表示用标识符PI替换3.1415926。
在编译预处理时，会将程序代码中所有的PI都用3.1415926替换。
说明：
宏名一般用大写字母表示，便于与变量名区别；一般将字符个数较多的字符串用一个宏名替换，减少程序中多处引用字符串书写错误。
宏定义是用宏名来表示一个字符串，在宏展开时以该字符串取代宏名，这只是一种简单的代换，预处理程序对它不作任何检查。
如有错误，只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。
宏定义不是语句，在行末不加分号，如加上分号则连分号也一起置换。
宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束。
如要终止其作用域可使用#undef命令。
宏名在源程序中若用引号括起来，则预处理程序不对其作宏代换。
宏定义可以嵌套，但嵌套的宏定义名要是已经定义的宏名。
在宏展开时由预处理程序层层替换。
可用宏定义表示数据类型，使书写方便。
（2）带参宏定义格式：
#define宏名（形参表）宏体
带参宏调用格式：
宏名（实参表）
宏展开：
用宏调用提供的实参字符串，直接置换宏定义命令行中相应形参字符串，非形参字符保持不变
说明；
（1）定义有参宏时，宏名与左圆括号之间不能留有空格。
否则，Ｃ编译系统将空格以后的所有字符均作为替代字符串，而将该宏视为无参宏。
（2）有参宏的展开，只是将实参作为字符串，简单地置换形参字符串，而不做任何语法检查。
在定义有参宏时，在所有形参外和整个字符串外，均加一对圆括号。
28、带参的宏和带参函数区别
（1）在函数调用时，是先求出实参表达式的值，再传递给形参，而宏定义只是简单的字符替换；
（2）函数调用是在程序运行时处理的，分配存储单元，而宏展开（调用）是在编译预处理时进行的，展开时不分配内存单元，不进行值传递，没有返回值的概念；
（3）对函数实参和形参都要定义类型，而宏不存在类型，宏定义时字符串可以是任何类型数据，一律看成字符串，宏名也没类型，只是一个符号表示，展开时代入指定的符号即可。
（4）定义带参数的宏,可以实现一些简单的函数功能。
29、文件包含
（1）文件包含的概念
文件包含是指，一个源文件可以将另一个源文件的全部内容包含进来。
（2）文件包含处理命令的格式
＃include“包含文件名”
或＃include<包含文件名>
两种格式的区别仅在于：
使用双引号：
系统首先到当前目录下查找被包含文件，如果没找到，再到系统指定的“包含文件目录”（由用户在配置环境时设置）去查找。
使用尖括号：
直接到系统指定
的“包含文件目录”去查找。
一般地说，使用双引号比较保险。
（3）理解
处理过程：
预编译时，用被包含文件的内容取代该预处理命令，再对“包含”后的文件作一个源文件编译
编制由多个源文件组成的程序时，可把各个源文件共同使用的函数声明、宏定义、数据类型的定义和全局变量的声明等写成独立的头文件，在各源程序中包含该头文件，从而可以减少重复、易修改。
被包含的文件的后缀通常为“.h”，当然也可以是其它文件。
编程时，用户可以编写自己的头文件，其中也可以包含另外的头文件，文件包含可以嵌套。
（4）文件包含的优点
一个大程序，通常分为多个模块，并由多个程序员分别编程。
有了文件包含处理功能，就可以将多个模块共用的数据（如符号常量和数据结构）或函数，集中到一个单独的文件中。
这样，凡是要使用其中数据或调用其中函数的程序员，只要使用文件包含处理功能，将所需文件包含进来即可，不必再重复定义它们，从而减少重复劳动。
（5）说明：
编译预处理时，预处理程序将查找指定的被包含文件，并将其复制到#include命令出现的位置上。
常用在文件头部的被包含文件，称为“标题文件”或“头部文件”，常以“h”（head）作为后缀，简称头文件。
在头文件中，除可包含宏定义外，还可包含外部变量定义、结构类型定义等。
一条包含命令，只能指定一个被包含文件。
如果要包含n个文件，则要用n条包含命令。
文件包含可以嵌套，即被包含文件中又包含另一个文件。
（6）注意：
在编译时并不是分别对两个文件分别进行编译，然后再将它们的目标程序连接的，而是在经过编译预处理后将头文件format.h包含到主文件中，得到一个
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