C语言函数之间的工作原理

break、continue的简单使用

break：如果在循环内有个if判断，其条件为false，那么就会跳出循环，不在执行
continue：如果在循环内有个if判断，其条件为false，那么就会跳过本次循环，继续执行

/*
统计1~20之间不能被3整除的数的个数并输出这些数
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int i = 1;
    int nCount = 0;
    for (; i <= 20; i++)
    {
        if (i % 3 == 0)
        {
            continue;
        }
        printf("%d  ", i);
        nCount++;
    }
    printf("\r\n");
    printf("1~20内的数字不能被3整除的数有 %d 个", nCount);
    system("pause");
    return 0;
}

定义变量时，如果没有合适的初值，那么就应该对其赋上一个对应类型的初值

char ch = '\0';
int n = 0;
float f = 0.0f;
double d = 0.0;
int *p = NULL;

函数(强内聚，低耦合)

微软函数命名规范：不带下划线的是标准函数，可以供外接进行调用。带下画线的是非标准函数，供内部进行调用（命名：根据依赖关系，如果函数名前有一个下划线，表示一层依赖关系，两个表示有两层依赖关系）。

熟悉函数的语法
熟悉函数的调用机制
合理的设计各个函数模块（难），需要有足够的项目失败经验

强内聚，低耦合

内聚：所需资源自给自足，不依赖其它的模块。可以方便地移植到其它工作所需地模块中，重用性强。
内聚强的，责任清晰，一看到错误即可定位到某个具体模块中的具体函数中，将来debug难度较小

耦合：资源之间（全局变量）相互依赖，单一模块无法完成单一功能。难以方便地移植到其它工作所需地模块中，重用性较差。
耦合性高的，责任不清晰，将来debug难度较大。例如：街边爆米花

UI：User Interface 把编程的业务和界面分离

函数只做算法，UI交给用户

定义函数时需要给函数进行以下注释：

简要说明函数的功能和意义
描述函数的各个参数意义
描述返回值的意义
备注该函数的注意事项和其它的幺蛾子情况
修改的版本信息（据公司规定）

实例：
输出100以内的素数

代码实现：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
/*
该函数判定一个数是否是质数
参数：int nNumber：(in) 需要判定的数值
返回值：如果是质数，则返回1，否则返回0
幺蛾子：本函数不检查参数的有效性，其检查责任由调用者负责
*/
int IsPrime(int nNumber)
{
    int i = 0;
    int isPrime = 1;
    int nEnd = (int)sqrt(nNumber);
    if (nNumber == 2)
    {
        return isPrime;
    }
    for (i = 2; i <= nEnd; i++)
    {
        if (nNumber % i == 0)
        {
            isPrime = 0;
            break;
        }
    }
    return isPrime;
}
int main()
{
    int nCount = 0;
    int n = 0;
    for (nCount = 2; nCount <= 100; nCount++)
    {
        if(IsPrime(nCount))
        {
            printf("%d\t", nCount);
            n++;
            if (n % 8 == 0)
            {
                printf("\r\n");
            }
        }
    }
  system("pause");
  return 0;
}

栈结构

解决问题的依赖关系：
A->B->C->D 返回：D->C->B->A

栈结构的这种特性可以记录函数的依赖关系
堆和栈是两回事：如果没有特殊说明 "堆栈"表示的就是栈，例如：牛奶、奶牛

函数的调用机制

1、需要维护一个栈结构用于记录函数的调用依赖关系，便于执行完内层函数后，知道流程应该回到哪里。
2、按照双方的调用约定进行传参

调用方称为：caller，被调用方称为 callee，caller在调用callee前需要双方约定调用细节
调用约定：（1）约定函数参数的传递顺序（2）参数的存储媒介（栈或者寄存器）（3）谁负责释放参数空间（有且仅有一方去实施）（4）返回值的存储媒介（栈或者寄存器）
调用约定，例如：__cdecl ，修饰在返回值后，函数名前，表示该函数使用C约定，在工程设置里默认情况下使用C约定。

__cdecl(C约定)

函数参数按从右往左的方向传递
使用栈空间传递参数
右 caller 负责释放参数空间
返回值在寄存器中

__stdcall(标准调用约定)

函数参数按从右往左的方向传递
使用栈空间传递参数
右 callee 负责释放参数空间
返回值在寄存器中

__fastcall(快速调用约定)

左数前两个参数使用寄存器传递，其余各参数使用栈从右往左的方向传递
右 callee 负责释放参数空间
返回值在寄存器中
如果函数的参数只有两个，那么这两个参数就直接走寄存器

从右往左就是参数从最右往左的顺序依次放入到栈中

寄存器
CPU中的存储单元，价格昂贵但是其访问速度快

3、保存函数返回后应该执行的代码地址，简称“返回地址”。
记录回家的地址
4、保存调用方 caller 的栈地址。
5、更新当前栈底到被调用方 callee的栈位置。
6、为局部变量申请栈空间（使用栈保存局部变量）。
7、/Zi 或者 /ZI (/Od) 编译选项会把局部变量的空间初值设为0xcccccccc（烫烫烫烫）debug自带/Zi 生成调试信息， /Od 禁用优化（没有初始化的局部变量就是栈上的随机值）
/Zi 编辑且继续的调试信息（调试程序时，修改程序后，不用重新编译，可继续调试）
烫：调试版下未初始化的局部变量

8、保存其它受影响的寄存器（/Zi 或者 /ZI 编译选项稳定保留12个字节（3个寄存器，一个寄存器4字节））
（指函数中使用寄存器会提前保存）12字节：别的寄存器有可能被这个函数覆盖的其它寄存器中的值
9、执行函数体

分析函数间的调用关系

代码：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
/*
该函数判定一个数是否是质数
参数：int nNumber：(in) 需要判定的数值
返回值：如果是质数，则返回1，否则返回0
*/
int IsPrime(int nNumber)
{
    int i = 0;
    int isPrime = 1;
    int nEnd = (int)sqrt(nNumber);
    if (nNumber == 2)
    {
        return isPrime;
    }
    for (i = 2; i <= nEnd; i++)
    {
        if (nNumber % i == 0)
        {
            isPrime = 0;
            break;
        }
    }
    return isPrime;
}

void ShowPrime(int nMin, int nMix)
{
    int nCount = 0;
    int n = 0;
    for (nCount = nMin; nCount <= nMix; nCount++)
    {
        if(IsPrime(nCount))
        {
            printf("%d\t", nCount);
            n++;
            if (n % 8 == 0)
            {
                printf("\r\n");
            }
        }
    }
}

//main函数为调用方
int main()
{
    //ShowPrime为被调用方
    ShowPrime(2, 100);

    system("pause");
    return 0;
}

ShowPrime函数栈结构

当单步到main函数内的ShowPrime函数时函数间的栈结构如下图：

每个函数都有返回地址，如果没有返回地址，可以说这个函数"回不了家"。

单步从main函数开始走，在没有从main函数内调用其它子函数时，main函数的栈结构如下：

当main函数内未调用文件内的子函数时，在内存中只能看到main函数的栈结构，如果调用了子函数，内存就会更新，之后就可以看到main函数及子函数的栈数据

ShowPrime函数的栈结构

Isprime函数的栈结构

从内存中可以发现局部变量分配的空间远大于我们使用的空间

使用Winhex分析函数之间调用的关系

分析自己的Test程序内函数之间的调用关系

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*
该函数用来计算nNumber1到nNumber2的累加和
参数nNumber1为累加初值，nNumber2为累加的最大值
计算结果返回0
*/
int Test1(int nNumber1, int nNumber2)
{
    int result = 0;
    printf("%p\r\n", &result);  //0012FF20
    system("pause");
    for (; nNumber1<= nNumber2; nNumber1++)
    {
        result += nNumber1;
    }
    printf("%d\r\n", result);
    return 0;
}
//main函数为caller
int main()
{
    Test1(1,10); //Test1为callee
    system("pause");
    return 0;
}