C 程序是由函数组成的，我们写的代码都是由主函数 main()开始执行的。函数是 C 程序的基本模块，是用于完成特定任务的程序代码单元。
从函数定义的角度看，函数可分为系统函数和用户定义函数两种：
- 系统函数，即库函数：这是由编译系统提供的，用户不必自己定义这些函数，可以直接使用它们，如我们常用的打印函数printf()。
- 用户定义函数：用以解决用户的专门需要。
7.1 库函数的正确调用
- 导入头文件
- 使用库函数，例如printf scanf
7.1.1函数的调用：产生随机数
当调用函数时，需要关心5要素：
- 头文件：包含指定的头文件
- 函数名字：函数名字必须和头文件声明的名字一样
- 功能：需要知道此函数能干嘛后才调用
- 参数：参数类型要匹配
- 返回值：根据需要接收返回值
#include <time.h>
time_t time(time_t *t);
功能：获取当前系统时间
参数：常设置为NULL
返回值：当前系统时间, time_t 相当于long类型，单位为毫秒
#include <stdlib.h>
void srand(unsigned int seed);
功能：用来设置rand()产生随机数时的随机种子
参数：如果每次seed相等，rand()产生随机数相等
返回值：无
#include <stdlib.h>
int rand(void);
功能：返回一个随机数值
参数：无
返回值：随机数
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
time_t tm = time(NULL);//得到系统时间
srand((unsigned int)tm);//随机种子只需要设置一次即可
int r = rand();
printf("r = %d\n", r);
return 0;
}
7.2 函数的定义方法
7.2.1 函数定义格式
函数定义的一般形式：
返回类型 函数名(形式参数列表)
{
数据定义部分;
执行语句部分;
}
7.2.2 函数名字、形参、函数体、返回值
1) 函数名
理论上是可以随意起名字，最好起的名字见名知意，应该让用户看到这个函数名字就知道这个函数的功能。注意，函数名的后面有个圆换号()，代表这个为函数，不是普通的变量名。
2) 形参列表
在定义函数时指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元，因此称它们是形式参数或虚拟参数，简称形参，表示它们并不是实际存在的数据，所以，形参里的变量不能赋值。
void max(int a = 10, int b = 20) // error, 形参不能赋值
{
}
在定义函数时指定的形参，必须是，类型+变量的形式：
//1: right, 类型+变量
void max(int a, int b)
{
}
//2: error, 只有类型，没有变量
void max(int, int)
{
}
//3: error, 只有变量，没有类型
int a, int b;
void max(a, b)
{
}
在定义函数时指定的形参，可有可无，根据函数的需要来设计，如果没有形参，圆括号内容为空，或写一个void关键字：
// 没形参， 圆括号内容为空
void max()
{
}
// 没形参， 圆括号内容为void关键字
void max(void)
{
}
3) 函数体
花括号{ }里的内容即为函数体的内容，这里为函数功能实现的过程，这和以前的写代码没太大区别，以前我们把代码写在main()函数里，现在只是把这些写到别的函数里。
7.3 函数的类型和返回值
7.3.1 无参函数调用
如果是调用无参函数，则不能加上“实参”，但括号不能省略。
// 函数的定义
void test()
{
}
int main()
{
// 函数的调用
test(); // right, 圆括号()不能省略
test(250); // error, 函数定义时没有参数
return 0;
}
7.3.2 有参函数调用
a)如果实参表列包含多个实参，则各参数间用逗号隔开。
// 函数的定义
void test(int a, int b)
{
}
int main()
{
int p = 10, q = 20;
test(p, q); // 函数的调用
return 0;
}
b)实参与形参的个数应相等，类型应匹配(相同或赋值兼容)。实参与形参按顺序对应，一对一地传递数据。
c)实参可以是常量、变量或表达式，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值，以便把这些值传送给形参。所以，这里的变量是在圆括号( )外面定义好、赋好值的变量。
// 函数的定义
void test(int a, int b)
{
}
int main()
{
// 函数的调用
int p = 10, q = 20;
test(p, q); // right
test(11, 30 - 10); // right
test(int a, int b); // error, 不应该在圆括号里定义变量
return 0;
}
7.3.3 返回值
函数的返回值是通过函数中的return语句获得的，return后面的值也可以是一个表达式。
- 尽量保证return语句中表达式的值和函数返回类型是同一类型。
int max() // 函数的返回值为int类型
{
int a = 10;
return a;// 返回值a为int类型，函数返回类型也是int，匹配
}
b)如果函数返回的类型和return语句中表达式的值不一致，则以函数返回类型为准，即函数返回类型决定返回值的类型。对数值型数据，可以自动进行类型转换。
double max() // 函数的返回值为double类型
{
int a = 10;
return a;// 返回值a为int类型，它会转为double类型再返回
}
注意：如果函数返回的类型和return语句中表达式的值不一致，而它又无法自动进行类型转换，程序则会报错。
c)return语句的另一个作用为中断return所在的执行函数，类似于break中断循环、switch语句一样。
int max()
{
return 1;// 执行到，函数已经被中断，所以下面的return 2无法被执行到
return 2;// 没有执行
}
d)如果函数带返回值，return后面必须跟着一个值，如果函数没有返回值，函数名字的前面必须写一个void关键字，这时候，我们写代码时也可以通过return中断函数(也可以不用)，只是这时，return后面不带内容( 分号“；”除外)。
void max()// 最好要有void关键字
{
return; // 中断函数，这个可有可无
}
7.4 形式参数与实在参数,参数值的传递
7.4.1 函数的形参和实参
- 形参出现在函数定义中，在整个函数体内都可以使用，离开该函数则不能使用。
- 实参出现在主调函数中，进入被调函数后，实参也不能使用。
- 实参变量对形参变量的数据传递是“值传递”，即单向传递，只由实参传给形参，而不能由形参传回来给实参。
- 在调用函数时，编译系统临时给形参分配存储单元。调用结束后，形参单元被释放。
- 实参单元与形参单元是不同的单元。调用结束后，形参单元被释放，函数调用结束返回主调函数后则不能再使用该形参变量。实参单元仍保留并维持原值。因此，在执行一个被调用函数时，形参的值如果发生改变，并不会改变主调函数中实参的值。
7.4.2 函数执行流程
#include <stdio.h>
void print_test()
{
printf("this is for test\n");
}
int main()
{
print_test(); // print_test函数的调用
return 0;
}
- 进入main()函数
- 调用print_test()函数：
- 它会在main()函数的前寻找有没有一个名字叫“print_test”的函数定义；
- 如果找到，接着检查函数的参数，这里调用函数时没有传参，函数定义也没有形参，参数类型匹配；
- 开始执行print_test()函数，这时候，main()函数里面的执行会阻塞( 停 )在print_test()这一行代码，等待print_test()函数的执行。
- print_test()函数执行完( 这里打印一句话 )，main()才会继续往下执行，执行到return 0, 程序执行完毕。
7.5 函数的正确调用,嵌套调用,递归调用
7.5.1 函数正确调用
#include <stdio.h>
int max(int x, int y); // 函数的声明，分号不能省略
// int max(int, int); // 另一种方式
int main()
{
int a = 10, b = 25, num_max = 0;
num_max = max(a, b); // 函数的调用
printf("num_max = %d\n", num_max);
return 0;
}
// 函数的定义
int max(int x, int y)
{
return x > y ? x : y;
}
7.5.2 函数嵌套
| void funB(int b){ printf("b = %d\n", b); }
void funA(int a){ funB(a - 1); printf("a = %d\n", a); }
int main(void){ funA(2); printf("main\n"); return 0; } |
7.5.3 递归函数
| void fun(int a){
if (a == 1){ printf("a = %d\n", a); return; //中断函数很重要 }
fun(a - 1); printf("a = %d\n", a); }
int main(void){
fun(2); printf("main\n");
return 0; } |
函数的调用流程如下：
7.6 局部变量和全局变量
7.6.1 局部变量
局部变量也叫auto自动变量(auto可写可不写)，一般情况下代码块{}内部定义的变量都是自动变量，它有如下特点：
- 在一个函数内定义，只在函数范围内有效
- 在复合语句中定义，只在复合语句中有效
- 随着函数调用的结束或复合语句的结束局部变量的声明声明周期也结束
- 如果没有赋初值，内容为随机
#include <stdio.h>
void test()
{
//auto写不写是一样的
//auto只能出现在{}内部
auto int b = 10;
}
int main(void)
{
//b = 100; //err， 在main作用域中没有b
if (1)
{
//在复合语句中定义，只在复合语句中有效
int a = 10;
printf("a = %d\n", a);
}
//a = 10; //err离开if()的复合语句，a已经不存在
return 0;
}
7.6.2 全局变量
- 在函数外定义，可被本文件及其它文件中的函数所共用，若其它文件中的函数调用此变量,须用extern声明
- 全局变量的生命周期和程序运行周期一样
- 不同文件的全局变量不可重名