【C语言】10-函数

一、基本概念

1.什么是函数

任何一个C语言程序都是由一个或者多个程序段（小程序）构成的，每个程序段都有自己的功能，我们一般称这些程序段为“函数”。所以，你可以说C语言程序是由函数构成的。

比如你用C语言编写了一个MP3播放器程序，那么它的程序结构如下图所示：

• 从上图可以看出：函数就是用来实现某个功能的程序段，每一个函数都有自己的功能。因此，你应该把实现某个功能所需的代码都写在函数中。比如，有个函数的功能是播放MP3，那么播放MP3的代码都应该写到这个函数中。
• 当调用（执行）一个函数时，计算机就会按顺序执行函数中的所有代码，从而展示函数所实现的功能。

2.函数名

一般来说，我们会将不同的功能交给不同的函数去实现。比如，将暂停播放MP3的代码写到一个函数中，将停止播放MP3的代码写到另一个函数中。因此，一个C程序中可能会有很多的函数。为了方便调用和区分这些函数，我们需要为每一个函数都起一个唯一的名称，函数的命名必须按照标示符命名规则。利用函数名就可以调用到对应的函数。

二、函数的定义

1.任何一个函数在使用之前都必须进行定义

定义函数的目的就是为了写清楚你这个函数是干啥用的，里面包含了哪些代码。函数的定义格式如下：

1 返回值类型  函数名(形式参数列表)
2 {
3     函数体
4 }

2.举例

比如定义一个函数用来计算两个整数的和。那么可以写成下面这样：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 int sum(int a, int b)
 4 {
 5     int c = a + b;
 6     return c;
 7 }
 8 
 9 int main()
10 {
11     int d = sum(10, 11);
12     
13     printf("d is %d", d);
14     return 0;
15 }

• 分别在第3行、第9行定义了sum函数、main函数，其中sum函数的作用是计算两个整数的和。
• 函数定义好后，并不会马上执行函数内部的代码，要有人调用它才会执行内部的代码。就好像你的手机虽然有打电话的功能，但是只有按了拨号键，才会执行打电话的功能。
• 程序运行时就会先调用main函数，按顺序执行第11~14行代码，因为main函数是程序的入口
• 第11行的sum(10, 11)是调用sum函数，sum函数被调用了，就会分配存储空间给形式参数列表中的所有参数，也就是第3行中的变量a和变量b，它们都是“形式参数”
• 第11行中的10、11称为“实际参数”，它们将分别赋值给变量a、变量b，也就是相当于

1 int a = 10;
2 int b = 11;

• 既然调用了sum函数，就会按顺序执行sum函数中的代码，也就是第5~6行代码。
• 第5行将a+b的值21赋值给了变量c，第6行使用return关键字将变量c返回给了函数调用者，也是说，第11行sum(10, 11)的值是21。那么变量d的值就是21。
• 第13行的输出结果为：

d is 21

• 第3~7行中的变量a、b、c都只有在调用sum函数时，才会分配存储空间，当sum函数执行完毕后，变量a、b、c就会被释放存储空间。因此，它们的作用域仅限于sum函数内部。
• 第3行sum左边的int称为“返回值类型”，第6行return关键字后面跟着的数值称为“返回值”，因此第6行的变量c就是返回值，返回值的数据类型应该跟“返回值类型”保持一致。

三、形式参数和实际参数

1.基本概念

1> 形式参数：在定义函数时，函数名后面的小括号()中定义的变量称为形式参数，简称形参

2> 实际参数：在调用函数时传入的值称为实际参数，简称实参

2.调用函数时传递的实参个数 必须和 函数的形参个数必须保持一致

 1 int sum(int a, int b, int c)
 2 {
 3     return a + b + c;
 4 }
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     sum(10, 9, 7);
 9     return 0;
10 }

第1行中sum函数中有3个形参，因此在第8行调用sum函数时，需要传入3个实参

3.当使用基本数据类型（char、int、float等）作为实参时，实参和形参之间只是值传递，修改形参的值并不影响到实参

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 int test(char a)
 4 {
 5     a = 10;
 6     
 7     return 0;
 8 }
 9 
10 int main()
11 {
12     char b = 5;
13     
14     test(b);
15     
16     printf("b的值是%d", b);
17     
18     return 0;
19 }

• 在第3行定义了test函数，只有一个形参a
• 在第14行调用了test函数，接着就会分配内存给变量a。这里将变量b当做实参，那么变量b的值将传递给变量a。这个时候，内存中大致如下图所示：

（其实在内存中存储的是二进制数据，这里我写成10进制是为了直观性）

• 执行完第5行代码后，变量a的值变成了10，但是变量b的值依然是5

• 第16行代码的输出结果是：

b的值是5

因此，在函数内部修改了形参的值，并不会影响到外面的实参。

4.函数可以没有形参

定义一个函数时是可以没有形参的，比如下面的函数

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 int test()
 4 {
 5     printf("调用了test函数");
 6     return 0;
 7 }
 8 
 9 int main()
10 {
11     test();
12     return 0;
13 }

• 在第3行定义了test函数，可以发现，它的形参列表是空的，也就是没有形参
• 那么在第11行调用test函数时，就不用传递任何实参
• 其实，第9行定义的main函数也是没有形参的

四、返回值类型

1.返回值就是函数调用完后，返回给函数调用者的结果，用return关键字进行返回。定义函数时，要指明函数的返回值类型

 1 double pi()
 2 {
 3     return 3.4;
 4 }
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     double a = pi();
 9     return 0;
10 }

• 第1行定义了一个pi函数，返回值类型是double，因此用return返回的数值应该是double类型的，这里返回的是3.14
• 第8行pi函数调用完毕后，函数调用者得到的值就是3.14，因此，变量a的值是3.14

2.一个函数可以没有返回值，如果没有返回值，应该用void表示返回值类型

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 void test()
 4 {
 5     printf("调用了test函数");
 6     return;
 7 }
 8 
 9 int main()
10 {
11     test();
12     return 0;
13 }

• 在第3行定义了一个test函数，它是没有返回值的，所以第6行的return后面没有跟上任何数值
• 在第11行调用了test函数

3.如果一个函数没有返回值，最后面的return语句可以省略

所以，上面的test函数可以简化成：

1 void test()
2 {
3     printf("调用了test函数");
4 }

4.如果一个函数没有明确写出返回值类型，那么代表这个函数的返回值类型是int

1 sum(int a, int b)
2 {
3     return a + b;
4 }

可以看到，第1行定义的sum函数没有明确写出返回值类型，那么这个sum函数的返回值类型就是int。因此，第3行return后面跟随的是int类型数据

五、return

1.return语句可以在函数内部返回一个值给函数调用者

 1 int sum(int a, int b)
 2 {
 3     return a + b;
 4 }
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     int c = sum(5, 8);
 9     return 0;
10 }

第3行使用了return语句，将a+b的值返回给了函数调用者，因此第8行变量c的值是13

2.一个函数内部可以多次使用return语句，使用了return语句后，函数就会马上停止执行，return语句后面的代码就不再被执行

1 int max(int a, int b)
2 {
3     if (a>b)
4     {
5         return a;
6     }
7     
8     return b;
9 }

• 这个max函数可以用来求出两个整数中的最大值
• 如果a大于b，就执行第5行代码，直接将a返回，函数就会停止执行。也就是说，后面的第8行代码就不会被执行
• 如果a不大于b，就执行第8行代码，将b返回

六、函数定义的注意

1.函数名不能重复

默认情况下，函数的名字必须唯一。下面的写法是错误的：

1 void test(int a)
2 {
3 
4 }
5 
6 int test()
7 {
8     return 10;
9 }

第1、6行定义的函数的名称都是test，编译器会直接报错

2.每一个函数都应该独立定义，不能嵌套定义

下面的写法是错误的：

1 int main()
2 {
3     void test()
4     {
5     
6     }
7     
8     return 0;
9 }

在第3行把test函数定义在了main函数内部，这是错误的写法

七、常见函数

1.main函数

从第一个C语言程序开始，就认识了这个main函数。main函数是整个C程序的入口，有了main函数，C程序才能运行成功，而且整个C程序中只能有一个main函数。

main函数的简单定义如下：

1 int main()
2 {
3     
4     return 0;
5 }

它可以没有形式参数，返回值是int类型。它的返回值用于说明程序的退出状态：如果返回0，则代表程序正常退出，否则代表程序异常退出

2.printf函数

你可能已经注意到，平时一直在使用的printf其实也是一个函数，这是系统自带的函数

1 #include <stdio.h>
2 
3 int main()
4 {
5     
6     printf("我要学习iOS开发");
7     
8     return 0;
9 }

• 在第6行调用了printf函数，传入的参数是一个字符串常量："我要学习iOS开发"
• printf函数的作用是在屏幕上输出内容
• 注意第1行代码，如果你使用了printf函数，就要加上这一句，至于原因，会在后面的章节详细介绍