第七章函数
考核知识点
●库函数的正确调用
●函数的定义方法
●函数的类型和返回值
●形式参数与实际参数，参数值的传递
●函数正确调用，嵌套调用和递归调用
●局部变量和全局变量
●变量的存储类别（自动、静态、寄存器、外部），变量的作用域和生存周期]
●内部函数与外部函数
重要考点提示
●处理字符数组的标准函数的调用
●用户自定义函数的声明和定义
●函数的递归调用
●对变量的作用域、有效期和可见性的理解
●函数的参数传递
●函数返回值的类型
7.1概述
在前面各章的例子及读者自己编写的C语言程序中都用到了以main()开头的主函数，并且在程序中频繁地调用了C语言提供的用于输入输出的库函数（scanf()和printf()）。
一般情况下，一个较大的程序应分为若干个小的程序模块，每一模块专门用来实现一个特定的功能。这样做的实质是把一个大的工程拆分、简化为粘的部分。各个部分独立完成某项工作。在所有的高级语言中都有子程序的概念，用于实现模块的功能。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他函数构成，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，程序流程式回到main()函数，继续执行主函数中的其他语句，直到main()函数结束，则整个程序的运行结束。main()函数是由系统定义的，所有的函数都是平行的，即在函数定义时它们是互相独立的，函数之间并不存在从属关系。也就是说，函数不能嵌套定义，函数之间可以互相调用，但不允许调用main()函数。
从用户的使用角度看，函数有两种：
⑴标准函数，即库函数。这些函数由系统提供，可以直接使用。
⑵自定义的函数。用以解决用户需要时设计定义的函数。
从函数的形式看，函数分为两类：
⑴无参函数。
⑵有参函数。
7.2库函数
1．库函数
C语言提供了丰富的库函数，这些函数包括了常用的数学函数，如求平方根的sqrt()函数，对字符和字符串进行了处理的函数，进行输入输出处理的各种函数等。
调用C语言标准库函数时要求使用“include”命令对每一类库函数进行文件包含，即在主调函数中需要调用库函数时，应在主调函数的声明部分用#include命令把该库函数的头文件名包含进来。
例如，调用有关字符串处理的库函数时，要求程序在调用字符串处理函数前包含以下命令：
#include <string.h>
对库函数的一般调用形式为：
函数名（参数表）；
在C语言中，库函数的调用可以以两种形式出现。
⑴在表达式中调用，例如：
y=sin(x);
在这里，函数的调用出现在赋值号右边的表达式中。
⑵作为獐的语句完成某种操作，例如以下调用：
printf(“请输入两个整数：”)；
在这里，调用库函数输出提示性语言。
7.3函数定义的一般形式
1．函数的定义
C语言函数定义的一般开展如下：
函数返回值的类型名函数名（类型名形式参数1，类型名形式参数2，...）
{
说明部分；
语句部分；
}
说明：函数名和各个开展参数都是由用户命名的合法标识符，与普通变量名的定义规则相同。在同一程序中，函数名必须唯一，不能出现重名的情况。形式参数名只要在同一函数中唯一即可，由于形式参数的作用域不相同，因此形式参数名可以与其他函数中的变量名同名。C语言规定，不能在一个函数内部再定义函数，也就是说函数不能嵌套定义。
（1）若在函数的首部省略了函数返回值的类型名，可以把函数首部写成：
函数名（类型名形式参数1，类型名形式参数2，……，类型名形式参数n）（2）紧跟在函数名之后的圆括号中的内容是形式参数和类型说明表，在每个形参之前都要有类型名，以标识形式参数的类型。各形参的定义之间用逗号分隔。
例如，求两整数和的函数：
int add(int a,int b)
{
int t; /*函数体中声明部分*/
t=a+b;
return t;
}
若所定义的函数没有形参，函数名后的一对圆括号依然不能省略。本例中函数体中的语句是用来完成求和的功能。在某些情况下，函数体可以是空的，例如：
fun()
{}
该函数中没有任何语句，什么工作也不做，没有任何实际作用。之所以要在主调函数上
这样写，是为了表明此处要调用一个函数，而现在这个函数的具体功能可能还没有设计好，没有起作用，等以后扩充函数功能时补充上即可。
⑶在函数体中，除形参外，用到的其他变量必须在说明部分进行定义，这些变量（包括形参）只在函数被调用时才被分配内存单元，当退出函数时，这些临时开辟的存储单元全部被释放掉，即在该函数体内部定义的变量都将不存在。因此，这些变量只在函数体内部起作用，与其他函数体内的变量并不相关。
7.4函数参数和函数返回值
1．开展参数和实际参数
在程序中调用函数时，绝大多数情况下，主调用函数和被调函数之间会发生数据传递关系，这就要用到前面提到的有参函数。在定义函数时，函数名括号中的变量称为“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”）。
说明：
⑴实参可以是常量、变量或表达式。
⑵在被定义的函数中必须指定形参类型。
⑶实参与形参的类型应相同或赋值相兼容。
⑷C语言规定，实参变量对形参变量的数据传递是“值传递”，即单向传递。只能由实参传给形参，而不能由形参返回来级实参。在内存中，实参单元与形参单元是不同的单元。
⑸在调用函数时，给形参分配存储单元，并将实参对应的值传递给形参。调用结束后，形参单元被释放，实参单元仍保留并维持原值。
2．函数的返回值
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。函数的值通过return 语句返回，return语句的形式如下：
return 表达式；
或return(表达式)；
或return；
return语句中的表达式的值就是所求的函数值。此表达式值的类型必须与函数首部所说明的类型一致。若类型不一致，则以函数值的类型为准，由系统自动进行转换。
7.5 函数的调用
1．函数调用的一般形式
函数调用的一般形式为：
函数名（实参表列）；
函数的调用可以分为调用无参函数和调用有参函数两种，如果是调用无参函数，则不用“实参表列”，但括号不能省略。在调用有参函数时，若实参列表中有多个实参，各参数间用逗号隔开。实参与形参要求类型一致。
2．函数调用的方式
⑴函数语句。把函数调用作为一个语句，这时该函数只需要完成一定的操作而不必有返回值。
⑵函数表达式。当一个函数出现在一个表达式中，该表达式就被称为函数表达式。因为要参与表达式中的计算，所以要求该函数有一个确定的返回值提供给表达式。
⑶函数参数。函数调用作为了一个函数的实参。
C语言中，调用函数和被调用函数之间的数据可通过3种方式传递。
⑴实参与形参之间进行数据传递。
⑵通过return 语句把函数值返回到主调用函数中。
⑶通过全局变量。
3．函数的说明
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了说明（或函数原型说明）。函数说明的一般形式如下：
类型名  函数名（参数类型1，参数类型2，...，参数类型n ）
如    int add(int,int);
或
类型名 函数名（参数类型1 参数名1，参数类型2 参数名2，...，参数类型n 参数名n ）;
此处的参数名完全是虚设的，它们可以是任意的用户标识符，既不必与函数首部中的形参名一致。又可以与程序中的任意用户标识符同名，实际上参数名常常可以省略。函数说明语句中的类型名必须与函数返回值的类型一致。
函数说明可以是一条独立的语句。对函数进行说明，能使C 语言的编译程序在编译时进行有效的类型检查。当调用函数时，若实参的类型与形参的类型不能赋值兼容而进行非法转换，C 编译程序将会发现错误并报错；当实参的个数与形参的个数不同时，编译程序也将报错。
4．函数说明的位置
一个函数在所有函数的外部，如在被调用之前说明，则在说明后的所有位置上都可以对该函数进行调用。如在main()函数内部进行了说明，则只能在main()函数内部才能识别该函数。
字符串函数连接
“说明”与“定义”是两个不同的概念。
7.6函数的嵌套调用与递归调用
1．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 语名是不允许嵌套定义函数的，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，如图7-1所示。
（）
B （）
结束
函数B
（）C
（）
函数C （）
图7-1
函数的嵌套调用 2．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。允许函数的递归调用是C 语言的特点之一。
当一个问题在采用递归法解决时，必须符合以下3个条件：
⑴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。
⑵可以应用这个转化过程使问题得到解决。
⑶必须要有一个明确的结束递归的条件。
当函数自己调用自己时，系统将自动把函数中当前的变量和形参暂时保留起来，在新一轮的调用过程中，系统将为本次调用的函数所用到的变量和形参，开辟新的存储单元。因此，递归调用的层次越多，同名变量所占的存储单元刀就越多。当本次调用的函数运行结束时，系统将释放本次调用所占的存储单元。当程序执行的流程返回到上一层的调用点时，同进取用进入该层函数中的变量和形参所占用的存储单元中的数据。
7.7数组作为函数参数
1．数组元素作为函数实参
数组元素可以作为函数的实参，其用法与变量相同。数组名也可以用为实参和形参，传递的是整个数组。
2．数组名可以作为函数参数
可以用数组名作为函数参数，此时实参与形参都应用数组名，此时的数组名是整个数组的首地址。
7.8 全局变量和局部变量
在C语言中，用户命名的标识符都有一个有效的作用域。所谓标识符的“作用域”就是指程序中的某一部分，在这部分中，该标识符是有定义的，可以被C编译和连接程序所识别。在一个函数内定义的变量，不能在其他函数中引用。显然，变量的作用域与其定义语句在程序中出的位置有直接的关系，据此变量可以划分为局部变量和全局变量。
1．局部变量
在一个函数内部定义的变量，它们只在本函数范围内有效，即只有本函数才能使用它们，其他函数不能使用这些变量，这些变量称为局部变量。不同函数中可以使用相同名字的局部变量，它们代表不同的对象，在内存中占不同的单元，互不干扰。
2．全局变量
在函数之外定义的变量称为外部变量，外部变量是全局变量。全局变量可以为本文件中其他函数所共用，它的有效范围从定义变量开始到文件结束。
提示：在同一个源文件中，外部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”，即它不起作用。
7.9 变量的存储类别
从变量值存在的时间（即生存期）来看，变量的存储方式分为静态存储方式和动态存储方式。所谓静态存储方式是指在程序运行期间分配固定存储空间的方式，而动态存储方式是在程序运行期间根据需要动态分配空间的方式。
在内存中用户使用的空间可以分为程序区、静态存储区和动态存储区3个部分。数据分别被存放在静态和动态存储区中。静态存储区存放的是全局变量，在程序开始执行时就给全局变量分配存储区，程序执行过程中它们占据固定的存储单元，程序执行完毕这些存储单元就被释放。
每一个变量和函数所具有的属性是：数据的存储类别和数据类型。所谓的存储类别指的是数据在内存中存储的存储方法，其可分为两类：静态存储类和动态存储类。具体包括自动（auto）、静态（static）、寄存器（regisiter）和外部（extern），共4种。
1．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

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