C语言函数介绍(上)

函数概念

数学中我们其实就见过函数的概念，比如：一次函数 y=kx+b ，k和b都是常数，给⼀个任意的x，就得到⼀个y值，且x与y是一一对应的
C语言也同样引入了函数的概念，C语言中的函数就是⼀个完成某项特定的任务的一小段代码。这段代码是有特殊的写法和调用方法的。
C语言的程序其实是由无数个小的函数组合而成的，也可以说：一个大的计算任务可以分解成若干个较小的函数（对应较小的任务）完成。同时⼀个函数如果能完成某项特定任务的话，这个函数也是可以重复用的，提升了开发软件的效率。
在C语言中我们⼀般会见到两类函数：
• 库函数
• 自定义函数
下面我们主要对这两个函数进行较深入的讲解

库函数

标准库和头文件

C语言标准中规定了C语言的各种语法规则，C语言并不提供库函数；C语言的国际标准ANSI C规定了⼀些常用的函数的标准，被称为标准库，那不同的编译器厂商根据ANSI提供的C语言标准就给出了⼀系列函数的实现。这些函数就被称为库函数。

我们前面内容中学到的 printf 、 scanf 都是库函数，库函数的也是函数，不过这些函数已经是现成的，我们只要学会就能直接使用了，各种编译器的标准库中提供了⼀系列的库函数，这些库函数根据功能的划分，都在不同的头文件中进行了声明（所以我们也可以去这些文件中查找相关的函数）。

有了库函数，⼀些常见的功能就不需要程序员自己实现了，一定程度提升了效率；同时库函数的质量和执行效率上都更有保证。

库函数的使用方法

库函数相关头文件：
C/C++官⽅的链接：
cplusplus.com：
后期我们可以在这个网址上查找各个函数的定义，慢慢学习函数。

头文件包含

库函数是在标准库中对应的头文件中声明的，所以库函数的使用，务必包含对应的头文件，不包含是
可能会出现⼀些问题的。
比如识别不了你用的函数（除非你自己创造一个函数）

我们用一个代码来说明一下

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{double d = 16.0;double r = sqrt(d);printf("%lf\n", r);return 0;
}

这里包含了头文件stdio.h和math.h
我们运行看一下结果如何

但当我们把头文件去掉会怎么样？

int main()
{double d = 16.0;double r = sqrt(d);printf("%lf\n", r);return 0;
}

我们可以看到sqrt和printf未定义，这就是没有包含头文件所导致的，因此在写代码时一定要包含头文件

库函数文档的一般格式

库函数文档的一般格式为：

1. 函数原型
2. 函数功能介绍
3. 参数和返回类型说明
4. 代码举例
5. 代码输出
6. 相关知识链接

自定义函数

有时库函数并不能满足程序员自身的需要，因此有了自定义函数后，程序员可以自己创造属于自己的函数来满足自身需求。

函数的语法形式

其实自定义函数和库函数是一样的，形式如下：

ret_type fun_name(形式参数)
{}

• ret_type 为函数返回类型，用来表示函数计算结果的类型，有时候返回类型可以是void，表示什么都不返回

• fun_name 为函数名，是为了方便使用函数；就像人的名字一样，可以叫张三或者李四，只要取的有意义好理解就行

• 括号中放的是形式参数，函数的参数也可以是 void ，明确表示函数没有参数。如果有参数，要交代清楚参数的类型和名字，以及参数个数

• {}括起来的是函数体，函数体就是完成计算的过程

函数例子

写一个n！的函数求5！
#include<stdio.h>
void dianzan(int a)
{int b = a, i = 1;if (a ==0||a==1){a=1;printf("%d", a);}else{for (i = 1; i <=b - 1; i++){a = i * a;}printf("%d", a);}
}
int main()
{int n = 0;scanf("%dd", &n);dianzan(n);return 0;
}
写一个加法函数，完成两个整数的加法
#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{int z = 0;z = x + y;return z;
}
int main()
{int a = 0;int b = 0;//输⼊scanf("%d %d", &a, &b);//调⽤加法函数，完成a和b的相加//求和的结果放在r中int r = Add(a, b);//输出printf("%d\n", r);return 0;
}
Add函数也可以简化为：
int Add(int x, int y)
{return x + y;
}

函数的参数部分需要交代清楚：参数个数，每个参数的类型是啥，形参的名字叫啥

形参和实参

在函数使用的过程中，把函数的参数分为，实参和形参。
我们看看前面写的一个代码：

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{int z = 0;z = x + y;return z;
}
int main()
{int a = 0;int b = 0;//输⼊scanf("%d %d", &a, &b);//调⽤加法函数，完成a和b的相加//求和的结果放在r中int r = Add(a, b);//输出printf("%d\n", r);return 0;
}

实参

在上面代码中，第2~7行是 Add 函数的定义，有了函数后，再第17行调用Add函数的。我们把第17行调用Add函数时，传递给函数的参数a和b，称为实际参数，简称实参。实际参数就是真实传递给函数的参数

形参

在上面代码中，第2行定义函数的时候，在函数名 Add 后的括号中写的 x 和 y ，称为形式参数，简称形参。
为什么叫形式参数呢？实际上，如果只是定义了 Add 函数，而不去调用的话， Add 函数的参数 x和 y 只是形式上存在的，不会向内存申请空间，不会真实存在的，所以叫形式参数。
形式参数只有在函数被调用的过程中为了存放实参传递过来的值，才向内存申请空间，这个过程就是形式的实例化。

实参和形参的关系

实参和形参其实是存在一定联系的，我们可以理解为形参是实参的⼀份临时拷贝

return 语句

在函数的设计中，return语句会经常使用，下面有一些return语句的注意点。
• return后边可以是⼀个数值，也可以是⼀个表达式，如果是表达式则先执行表达式，再返回表达式的结果。
• return后边也可以什么都没有，直接写 return; 这种写法适合函数返回类型是void的情况。
• return返回的值和函数返回类型不一致，系统会自动将返回的值隐式转换为函数的返回类型。
• return语句执行后，函数就彻底返回，后边的代码不再执行。
• 如果函数中存在if等分支的语句，则要保证每种情况下都有return返回，否则会出现编译错误

数组做函数参数

在使用函数解决问题的时候，难免会将数组作为参数传递给函数，在函数内部对数组进行操作。
比如：写⼀个函数对将⼀个整型数组的内容，全部置为-1，再写⼀个函数打印数组的内容。

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };set_arr();//设置数组内容为-1print_arr();//打印数组内容return 0;
}

这里的set_arr函数要能够对数组内容进行设置，就得把数组作为参数传递给函数，同时函数内部在设置数组每个元素的时候，也得遍历数组，需要知道数组的元素个数。
所以我们需要给set_arr传递2个参数，一个是数组，另外一个是数组的元素个数。
仔细分析print_arr也是一样的，只有拿到了数组和元素个数，才能遍历打印数组的每个元素

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);set_arr(arr, sz);//设置数组内容为-1print_arr(arr, sz);//打印数组内容return 0;
}

数组作为参数传递给了set_arr 和 print_arr 函数了，那这两个函数应该如何设计呢？
这里我们需要知道数组传参的几个重点知识：
• 函数的形式参数要和函数的实参个数匹配
• 函数的实参是数组，形参也是可以写成数组形式的
• 形参如果是一维数组，数组大小可以省略不写
• 形参如果是二维数组，行可以省略，但是列不能省略
• 数组传参，形参是不会创建新的数组的
• 形参操作的数组和实参的数组是同一个数组
根据上述的信息，我们就可以实现这两个函数：

void set_arr(int arr[], int sz)
{int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){arr[i] = -1;}
}
void print_arr(int arr[], int sz)
{int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");
}