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C 语言中的函数基础

原文：https://overiq.com/c-programming-101/function-basics-in-c/

最后更新于 2020 年 7 月 27 日

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函数是 C 语句的集合，用来做特定的事情。C 程序由一个或多个函数组成。每个程序都必须有一个名为main()的函数。

函数优势

• 一个大问题可以分成子问题，然后用函数求解。
• 这些函数是可重用的。一旦你创建了一个函数，你就可以在程序的任何地方调用它，而不需要复制和粘贴整个逻辑。
• 程序变得更容易维护，因为如果你想在以后修改程序，你只需要在一个地方更新你的代码。

函数类型

1. 图书馆函数
2. 用户定义函数

图书馆函数

c 有很多内置的库函数来执行各种操作，例如:sqrt()函数用来求一个数的平方根。同样的，scanf()和printf()也是库函数，我们从第 1 章-C 编程入门就开始使用了。

要使用库函数，我们必须首先使用#include预处理器指令包含相应的头文件。对于scanf()和printf()对应的头文件是stdio.h，对于sqrt()等数学相关的函数，则是math.h。

// Program to find the square root of a number
#include<stdio.h>
#include<math.h>

int main()
{
    float a;

    printf("Enter number: ");
    scanf("%f", &a);

    printf("Square root of %.2f is %.2f", a, sqrt(a));

    // signal to operating system program ran fine
    return 0;
}

预期输出:

第一次运行:

Enter number: 441
Square root of 441.00 is 21.0

第二次运行:

Enter number: 889
Square root of 889.00 is 29.82

常见的数学函数

函数	描述	例子
sqrt(x)	x的平方根	sqrt(900.0)是30.0
exp(x)	指数函数	exp(1.0)是2.718282
log(x)	x(以 e 为基数)|对数的自然对数(2.718282) is 1.0 `
log10(x)	x的对数(以10为基数)	log10(1.0)是0.0
fabs(x)	x作为浮点数的绝对值	fabs(13.5)是13.5
ceil(x)	将x舍入到不小于x的最小整数	ceil(9.2)是10.0
floor(x)	将x舍入到不大于x的最大整数	floor(9.2)是9.0
pow(x,y)	x升至动力y	pow(2, 7)是128.0
sin(x)	x ( x以弧度为单位)的三角正弦	sin(0.0)是0.0
cos(x)	x ( x弧度)的三角余弦	cos(0.0)是1.0
tan(x)	x ( x弧度)的三角正切	tan(0.0)是0.0

要使用这些函数，您必须首先包含头文件math.h。

用户定义函数

用户创建的函数称为用户定义函数。要创建自己的函数，你需要知道三件事。

1. 函数定义。
2. 函数调用。
3. 函数声明。

函数定义

函数定义由构成函数的代码组成。函数由函数头和函数体两部分组成。下面是函数的一般语法。

return_type function_name(type1 argument1, type2 argument2, ...)
{
    local variables;
    statement1;
    statement2;
    return (expression);
}

函数的第一行称为函数头。它由return_type、function_ name和函数参数组成。

return_type表示值函数返回的类型，例如int、float等。return_type是可选的，如果省略，则默认为int。一个函数可以返回一个值，也可以不返回任何值，如果一个函数不返回任何值，则使用void代替return_type。

function_name是函数的名称。它可以是任何有效的 C 标识符。在函数名之后，括号内是参数声明。它由参数的类型和名称组成。论点也被称为正式论点。一个函数可以有任意数量的参数，甚至没有参数。如果函数没有任何参数，那么括号就留空，或者有时用 void 来表示不接受任何参数的函数。

函数的主体是函数的肉，这是您编写业务逻辑的地方。函数的主体是一个复合语句(或块)，它由任何有效的 C 语句和一个可选的return语句组成。函数内部声明的变量称为局部变量，因为它们是函数的局部变量，这意味着您不能从另一个函数访问一个函数内部声明的变量。当一个函数需要向它的调用者传递一些东西时，使用 return 语句。return的说法是随意的。如果一个函数没有返回值，那么它的return_type必须是void，同样，如果一个函数返回一个int值，它的return_type必须是int。

你可以在程序的任何地方写函数定义，但通常是放在main()函数之后。

让我们创建一个小函数。

void my_func()
{
    printf("Hello i am my_func()");
}

my_func()函数不返回值，所以return_type是void。此外，它不接受任何圆括号为空的论点。

也可以在括号内写void，明确表示这个函数不接受任何参数。

void my_func(void)
{
    printf("Hello i am my_func()");
}

在整个教程中，我们将使用这种方法。

my_func()函数的主体只有一行，每次调用函数时都会打印"Hello i am my_func()"。

让我们创建另一个小函数。

int product(int num1, int num2)
{
    int result;
    result = num1 * num2;
    return result;
}

该函数接受两个参数并返回一个整数值。变量result在函数内部声明，所以它是一个局部变量，只在函数内部可用。第 5 行的return语句将num1和num2的乘积返回给调用方。另外需要注意的一点是，和变量result一样，num1和num2都是局部变量，这意味着我们不能在函数product()之外访问它们。

函数调用

定义函数后，下一步是使用函数，要使用函数，必须调用它。要调用一个函数，您必须在括号()中写下它的名称，后面跟以逗号(,)分隔的参数。

例如，下面是我们如何调用上面创建的product()函数。

product(12, 10);

这里我们将两个参数12和10传递给函数product()。值12和10将分别分配给变量num1和num2。

如果我们这样调用product()函数:

product(12);

我们会得到如下语法错误:

正如您所看到的，编译器抱怨“函数产品的参数太少”，这仅仅意味着调用函数的参数数量少于所需数量。

如果一个函数不接受任何参数，那么它必须使用空括号来调用。

my_func();

下图描述了调用函数时发生的情况。

当从 main()调用my_func()函数时，控制传递给 my_func()。此时main()函数的活动暂停；当 my_func()函数开始工作时，它会进入睡眠状态。当my_func()函数完成其任务或者当没有更多的语句要执行时，控制返回到main()函数。main()唤醒并执行statement2。然后在下一行sum()函数被调用，控制转到sum()。再次暂停main()函数的活动，直到sum()正在执行。当sum()没有要执行的语句时，控制返回到main()。函数main()再次唤醒，执行statement3。需要注意的重点是main()函数正在调用my_func()和sum()，所以main()是调用函数，而my_func()和sum()是调用函数。

如果一个函数返回值，那么它可以像操作数一样用在任何表达式中。例如:

a = product(34, 89) + 100;
printf( "product is = %d", product(a, b) );

你没有义务使用函数的返回值。

product();

这里product()的返回值被丢弃。

如果一个函数没有返回值，那么我们就不能在表达式中使用它，如下所示:

s = myfunc();

还有一点需要注意，函数内部的语句只有在调用函数时才会执行。如果您已经定义了一个函数，但从未调用过它，那么它里面的语句将永远不会被执行。

函数声明

调用函数需要一些关于被调用函数的信息。当函数定义先于调用函数时，就不需要函数声明。例如:

#include<stdio.h>

// function definition

int sum(int x, int y)
{
    int s;
    s = x + y;
    return s;
}

int main()
{
    // function call
    printf("sum = %d", sum(10, 10));

    // signal to operating system everything works fine
    return 0;
}

注意函数sum()的定义在调用函数之前，即main()，这就是不需要函数声明的原因。

一般函数定义在main()函数之后。在这种情况下，需要函数声明。

函数声明由函数头组成，函数头末尾有一个分号(;)。

这里是函数my_func()和sum()的函数声明。

void my_func(void);

int product(int x, int y);

函数声明中的参数名称是可选的，

int product(int x, int y)

可以写成:

int product(int , int )

请注意，返回类型和参数类型必须与创建函数时定义的类型相同。所以你不能写以下内容:

float product(int a, int b)–错误，因为product()函数返回类型为int。 int product(float a, int b)–错误，因为product()函数第一个参数是int类型。

我想提到的另一个要点是，函数声明中定义的参数名称不必与函数定义中定义的相同。

int sum(int abc, int xyx)  // Function declaration

int sum(int x, int y)      // Function definition
{ 
    int s; 
    s = x + y; 
    return s; 
}

这个代码完全有效。

函数声明通常放在预处理器指令的下面。

下面的程序演示了我们在本章中所学的一切。

#include<stdio.h>

// function declaration
int sum(int x, int y);

int main()
{
    // function call
    printf("sum = %d", sum(10, 10));

    // signal to operating system everything works fine
    return 0;
}

// function definition
int sum(int x, int y)
{
    int s;
    s = x + y;
    return s;
}

预期输出:

sum = 20

以下程序使用函数打印最大的数字。

#include<stdio.h>

// function declaration
int max(int x, int y);

int main()
{
    // function call

    max(100, 12);
    max(10, 120);
    max(20, 20);

   // signal to operating system program ran fine
   return 0;
}

// function definition

int max(int x, int y)
{
    if(x > y)
    {
        printf("%d > %d\n", x, y );
    }

    else if(x < y)
    {
        printf("%d < %d\n", x, y );
    }

    else
    {
        printf("%d == %d\n", x, y );
    }
}

预期输出:

100 > 12
10 < 120
20 == 20

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