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C语言 函数

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前言

本文主要学习函数的相关内容。

1、函数是什么?

维基百科中对函数的定义:子程序

2、C语言中函数的分类

2.1 库函数

上面的函数不用自己编写,直接可以调用。为了支持可移植性和提高程序的效率,所以C语言的基础库中提供了一系列类似的库函数,方便程序员进行软件开发。

C语言常用的库函数都有:

使用库函数,必须包含 #include 对应的头文件。

2.1.1 如何学会使用库函数

推荐查询工具官网:

MSDN(Microsoft Developer Network)

www.cplusplus.com

http://en.cppreference.com(英文版)

http://zh.cppreference.com(中文版)

2.1.2 自定义函数

自定义函数和库函数一样,有函数名,返回值类型和函数参数。这些都是我们自己来设计,函数的组成:

ret_type fun_name(para1, * )
{
	statement;//语句项
}
//ret_type 返回类型
//fun_name 函数名
//para1 函数参数
//举例:写一个函数可以找出两个整数中的最大值
//get_max函数的设计
int get_max(int x, int y)
{
	return (x>y)?(x):(y);
}
int main()
{
	int num1 = 10;
	int num2 = 20;
	int max = get_max(num1, num2);
	printf("max = %d\n", max);
	return 0;
}

3、函数的参数

3.1 实际参数(实参)

3.2 形式参数(形参)

//举例2:写一个函数可以交换两个整形变量的内容
//实现成函数,但是不能完成任务
int exchange1(int x, int y)
{//当实参传给形参时候,形参是实参的一份临时拷贝,
	//对形参的修改不会影响实参
	int temp = x;
	x = y;
	y = temp;
}
//正确的版本
int exchange2(int* pa, int* pb)//定义指针,接收地址
{
	int temp = *pa;
	*pa = *pb;
	*pb = temp;
}
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;
	exchange1(a, b);//传参是值
	printf("exchange1::a = %d b = %d\n", a, b);//交换前

	exchange2(&a, &b);//传参是地址
	printf("exchange2::a = %d b = %d\n", a, b);//交换后的
	//传入地址,自定义的形参和实参联系更加紧密,能改变地址存储的数值
	//此时,形参的地址与实参的地址是一样的
	return 0;
}

上面代码中, exchange1和 exchange2函数中的参数 x,y,pa,pb 都是形式参数。在main函数中传给 exchange1的 a ,b 和传给 exchange2函数的 &a ,&b是实际参数。

运行结果如下所示,exchange1并没有起到预想的交换数值的作用,exchange2可以。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

通过监视变量发现:

名称意义
a5数值为5
&a0x113f8e4数值a的地址
x5形参x数值为5
&x0x113f800形参x的地址
pa0x113f8e4形参pa数值为a的地址

在这里插入图片描述

这里可以看到 exchange1函数在调用的时候, x , y 拥有自己的空间,同时拥有了和实参一模一样的内容。所以我们可以简单的认为:

形参实例化之后其实相当于实参的一份临时拷贝。形参x、y的值发生交换,但是不影响实参a、b的值。一般性的只是使用数值大小,利用形参传值就可以了,传值表明,形参和实参的关系肤浅,仅限于表面数值的拷贝。

如果需要对主函数的实参值进行操作,比如交换,此时形参需传地址,功能更为强大。传地址表明,形参和实参的关系更深一步,直接可以通过地址修改实参的数值。

4、函数的调用

4.1 传值调用

函数的形参和实参分别占有不同内存块,对形参的修改不会影响实参。

4.2 传址调用

4.3 练习

4.3.1 判断一个数是不是素数

写一个函数可以判断一个数是不是素数

//返回1 表示是素数
//返回-1 表示不是素数

//写法1  2-n-1 试除法
int  is_sushu(int a)
{//素数就是除1和自身外,不能被其他数整除
	for (int i = 2; i < a-1; i++)
	{//用2-n-1的数一一试除
		if (a%i==0)
		{//若有能除的,直接返回-1,跳出后面的循环了
			return -1;//表明不是素数,
		}
	}//break退出循环会调到这里
	//return返回时直接退出这个函数了,返回到主函数了,级别更高
	return 1;
}

int main()
{
	int a = 0;
	scanf("%d", &a);
	int num = is_sushu(a);
	if (num==1)
	{
		printf("%d: 是素数", a);
	}
	else
	{
		printf("%d:不是素数", a);
	}
	return 0;
}

//写法2  2-sqrt(n) 试除法,速度更快
#include<math.h>
int  is_sushu(int num)
{
	for (int i = 2; i <=sqrt(num); i++)
	{
		if (num%i == 0)
		{
			return -1;
		}
	}
	return 1;
}

int main()
{
	int num = 0;
	for (int num = 100; num < 201; num++)
	{
		if ((is_sushu(num)) == 1)
		{
			printf("%d ", num);
		}
	}
	return 0;
}

4.3.2 判断一年是不是闰年

写一个函数判断一年是不是闰年

//闰年时是4的倍数且不是100的倍数,或者是400的倍数
int  is_run_nian(int y)
{
		if (((num%4 == 0)&& (num%100 != 0))|| (num % 400 == 0))
		{
			return 1;
		}
	//return ((num%4 == 0)&& (num%100 != 0))|| (num % 400 == 0);//简写
		
}
int main()
{
	int num = 0;
	for (int num = 1000; num <= 2000; num++)
	{
		if ((is_run_nian(num)) == 1)
		{
			printf("%d ", num);
		}
	}
	return 0;
}

4.3.3 二分查找

写一个函数,实现一个整形有序数组的二分查找

//找到了就返回下标
//找不到返回-1
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int k = 0;
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int left = 0;//左下标
	int right = sz - 1;//右下标

	scanf("%d", &k);
	while (left<=right)
	{//每次left right mid都要更新
		int mid = left + (right - left) / 2;		   
		if (arr[mid] > k)
		{//寻找的数值在左半边,所以左不动,右边动
			right = mid - 1;
		}
		else if (arr[mid] < k)
		{//寻找的数值在右半边,所以左边动,右不动
			left = mid + 1;
		}
		else 
		{
			printf("找到了:%d ", mid);
			break;
		}
	}
	if (left>right)//循环结束了
	{
		printf("找不到");
	}
	return 0;
}

可以将二分法进行改进,写成独立的函数,让函数功能单一化:

int is_erfen(int arr[],int k, int sz)
{//数组传递参数进来就是数组首元素的地址,并不是整个数组
	//地址的大小是4或8个字节,前面有讲到过的
//x86平台中,地址占4个字节,sizeof(arr)是4, 而不是40了
	//int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//sz要在主函数计算,
	int left = 0;
	int right = sz - 1;
	while (left <= right)
	{//每次left right mid都要更新
		int mid = left + (right - left) / 2;
		if (arr[mid] > k)
		{
			right = mid - 1;
		}
		else if (arr[mid] < k)
		{
			left = mid + 1;
		}
		else
		{
			return mid;
		}
	}
	return -1;
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int k = 0;
	int i = 0;
	scanf("%d", &k);
	//主函数中  按数组名找到整个数组,求出占用字节是40
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int num = is_erfen(arr, k, sz);

	if (num ==-1)
	{
		printf("找不到"); 
	}
	else
	{
		printf("找到了:%d ", num);
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述

在上面的函数中需要注意,数组的大小必须在主函数中计算,下面代码可说明在主函数中和其他函数中求数组长度的区别:

int erfen(int arr[])
{//数组传递进来,只能是首地址,这个arr数组里只有{1},长度为4
	int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);,//4/4 = 1求出只有1个元素
	printf("erfen求数组大小,sz1:%d\n ", sz1);
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };	
	//数组长度为40
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//40/4 = 10 求出数组10个元素
	printf("main中求数组大小,sz:%d\n ", sz);
	erfen(arr);	
	return 0;
}

在这里插入图片描述

按F10进入调试界面,按F11,可观察到:

在这里插入图片描述

由此,可知道,参数里传递数组时,实际传递的数组就是数组的地址,也是数组首元素的地址。数组名传递进来,只能是首地址,这个arr数组里只有首元素{1},长度为4。整个数组是传递不了的。因此,必须在主函数里求取数组的长度。

因为传递的参数是地址,所以erfen中也可以定义指针来接受数组:

//int erfen(int arr[])//接受数组,只能接受一个首元素
int erfen(int* arr)
{//数组传递进来,只能是首地址,这个arr数组里只有{1},长度为4
	int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);,//4/4 = 1求出只有1个元素
	printf("erfen求数组大小,sz1:%d\n ", sz1);
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };	
	//数组长度为40
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//40/4 = 10 求出数组10个元素
	printf("main中求数组大小,sz:%d\n ", sz);
	erfen(arr);	
	return 0;
}

运行结果一样

在这里插入图片描述

4.3.4 数值自增增加1

写一个函数用一次这个函数,就会将 num 的值增加1

int add(int* p)
{
	(*p)++;//参数传地址,可以操作实参的值
}
int main()
{
	int a = 10;
	add(&a);//传地址
	printf("%d\n", a);
	add(&a);
	printf("%d\n", a);
	add(&a);
	printf("%d\n", a);
	add(&a);
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

5、函数的嵌套调用和链式访问

函数和函数之间可以根据实际的需求进行组合的,也就是互相调用的。

5.1 嵌套调用

//套娃
void newline()
{
	printf("hehe\n");
}
void threeline()
{
	int i = 0;
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		newline();
	}
}
int main()
{
	threeline();
	newline;
	return 0;
}

5.2 链式访问

把一个函数的返回值作为另外一个函数的参数。

int main()
{
	char arr[20] = "hello";
	int ret = strlen(strcat(arr, "bit"));
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}
int main()
{	
	printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));//输出4321,
	//前面是打印43 2是返回两个字符(因为4 、3是两个字符)  
	//1是返回1个字符(2是1个字符)

	return 0;
}

输出结果见下图:

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

总结

本文主要介绍了函数相关的知识,下一篇接着介绍函数的内容

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