c语言函数心得

c语言函数心得第一章掌握C语言函数基础

1.C语言函数的定义与作用

C语言是一种高效、功能强大的编程语言，而函数则是C语言中实现模块化编程的核心。函数是一段具有特定功能的独立代码块，它可以提高代码的复用性、可读性和可维护性。在C语言中，一个完整的程序至少包含一个主函数（main函数），其他函数可以根据需要自定义。

2.函数的组成

一个C语言函数通常包括函数头、函数体和函数原型三部分。

-函数头：包含函数名、返回类型、参数类型和参数名。

-函数体：包含实现函数功能的代码。

-函数原型：用于声明函数，告诉编译器函数的名称、返回类型、参数类型和参数名。

3.函数的调用

在C语言中，调用函数时需要按照函数原型提供的信息进行。调用函数时，需要将函数名、参数类型和参数值传递给函数。

-举例：假设有一个名为add的函数，用于计算两个整数的和。

-函数原型：intadd(inta,intb);

-函数调用：intresult=add(3,5);

4.实操细节

```c

#include<stdio.h>

//函数原型

intadd(inta,intb);

intmain(){

intnum1=10;

intnum2=20;

intsum;

//调用函数

sum=add(num1,num2);

//输出结果

printf("Thesumof%dand%dis%d\n",num1,num2,sum);

return0;

}

//函数定义

intadd(inta,intb){

returna+b;

}

```

在这个示例中，我们首先定义了一个名为add的函数，用于计算两个整数的和。然后在main函数中调用add函数，并将结果赋值给变量sum。最后，输出计算结果。

5.总结

掌握C语言函数是编写高效、可维护程序的关键。在实际编程过程中，我们应该充分利用函数的优势，实现代码的模块化和复用。通过对函数的定义、调用和实际操作的学习，我们可以更好地理解C语言函数的应用。在后续章节中，我们将进一步探讨C语言函数的高级用法和注意事项。

第二章函数参数与返回值

在第一章中，我们了解了函数的基本概念和定义。本章我们将深入探讨函数的参数和返回值，这两个元素是函数与外部世界交互的关键。

1.函数参数

函数参数是函数对外界信息的接收端口。当调用一个函数时，我们可以通过参数传递数据给函数。参数可以是各种类型，比如整数、浮点数、字符等。在实际编程中，参数允许我们灵活地处理不同的数据。

-举例：如果你有一个计算平方的函数，你可以传递不同的数值给它，来计算不同数的平方。

-实操细节：在设计函数时，要明确每个参数的类型和意义，这样在使用函数时才能传递正确的数据。

2.函数返回值

函数的返回值是函数处理完数据后给出的结果。返回值可以是函数执行的结果，也可以是函数执行的状态。比如，一个函数执行成功后返回1，失败后返回0。

-举例：一个检查用户输入是否合法的函数，如果输入合法，返回1，否则返回0。

-实操细节：在设计函数时，要考虑函数应该返回什么类型的数据，以及这个返回值代表的意义。确保返回值对调用函数的代码来说是有意义的。

在实际编程中，我们经常遇到需要通过函数参数接收数据，然后返回处理结果的情况。下面是一个简单的例子，演示了如何定义一个函数，接收两个整数参数，返回它们的乘积。

```c

#include<stdio.h>

//函数原型，声明函数返回类型为int，有两个int类型的参数

intmultiply(inta,intb);

intmain(){

intx=7;

inty=8;

intproduct;

//调用multiply函数，并将返回值赋给product变量

product=multiply(x,y);

//打印结果

printf("%dmultipliedby%dis%d\n",x,y,product);

return0;

}

//定义multiply函数，接收两个整数参数，并返回它们的乘积

intmultiply(inta,intb){

returna*b;//返回乘积

}

```

在这个例子中，我们定义了一个名为multiply的函数，它接收两个整数参数，计算它们的乘积，并将结果返回给main函数。在main函数中，我们调用multiply函数，并将返回的乘积赋值给变量product，然后打印出来。

第三章函数的传值与传址

上一章我们讲了函数的参数和返回值，这一章我们要说的是函数在处理参数时的一种特殊现象，那就是传值和传址。

1.传值

传值是最常见的函数参数传递方式。当我们将一个变量作为参数传递给函数时，实际上传递的是变量的值。在函数内部，这个值被复制到一个新的局部变量中，函数对这个局部变量进行的任何操作都不会影响原来的变量。

-举例：就像你给了朋友一笔钱，他拿去花了，这笔钱花光了，你原来的那笔钱并不会受影响。

2.传址

传址则是另一种传递参数的方式，尤其在处理数组或大型结构体时非常有用。传址实际上是传递变量的内存地址给函数。这意味着，如果函数改变了这个地址对应的值，原来的变量也会跟着改变。

-举例：这就像是给了朋友一个存钱罐的钥匙，他可以直接打开存钱罐，把钱拿出来或者放进去，那么存钱罐里的钱就会发生变化。

实操细节：

在C语言中，基本数据类型（如int、float、char等）都是传值。但当我们传递数组或指针时，实际上传递的是地址，这就是传址。

下面我们用大白话解释一下传址的例子：

假设我们有一个数组，里面存了一堆数字，我们想通过一个函数来修改这个数组中的数字。如果我们传值，那么函数只能修改它自己内部的那个数组的副本，原始数组不会有任何变化。但如果我们传址，函数就能直接修改原始数组，因为它拿到了这个数组的地址，就像拿到了进入数组的门钥匙。

这里是一个简单的例子，演示传址的概念：

```c

#include<stdio.h>

voidaddOne(int*numPtr){

//通过指针直接修改内存地址对应的值

*numPtr=*numPtr+1;

}

intmain(){

intnum=5;

//传递num的地址给函数

addOne(&num);

//输出结果，num的值已经变成了6

printf("Nownumis%d\n",num);

return0;

}

```

在这个例子中，我们定义了一个名为`addOne`的函数，它接受一个指向整数的指针作为参数。在`main`函数中，我们传递了变量`num`的地址给`addOne`函数。函数通过这个地址直接修改了`num`的值，所以当我们打印`num`时，它的值已经变成了6。

了解传值和传址对于编写C语言程序来说非常重要，因为它决定了你的函数调用是否会影响原始数据。在实际编程中，要根据需要选择合适的传递方式。

第四章函数中的局部变量与全局变量

第三章我们聊了函数的传值和传址，这一章我们来聊聊函数里的变量，它们分两种：局部变量和全局变量。

1.局部变量

局部变量是在函数内部定义的变量，它只能在定义它的函数内部使用。一旦函数执行完毕，局部变量就会被销毁。这就好比你在家里开了一个小卖部，这个小卖部里的商品只能在家里买卖，出了家门别人就不知道这些商品了。

2.全局变量

全局变量则是在函数外部定义的变量，它可以在整个程序中被访问和修改。全局变量就像是你家的地址，无论你在家里还是外面，别人都能根据这个地址找到你。

实操细节：

局部变量是函数的私有财产，它们在函数内部定义，只能在这个函数内部使用。比如，你可以在main函数里定义一个变量a，然后在main函数内部使用它，但如果在另一个函数里想用a，就不行了，除非你通过参数传递a的值。

```c

#include<stdio.h>

voidprintA(){

//这里试图访问a，但是会出错，因为a是局部变量，只在main函数内部有效

//printf("%d\n",a);

}

intmain(){

inta=10;//定义局部变量a

printA();//调用printA函数，但是它无法访问a

return0;

}

```

上面的代码会出错，因为函数printA试图访问一个名为a的局部变量，而这个a只在main函数内部定义过，对printA来说，a是不存在的。

现在我们来看看全局变量：

```c

#include<stdio.h>

inta=10;//定义全局变量a

voidprintA(){

printf("%d\n",a);//在函数内部访问全局变量a

}

intmain(){

printA();//调用printA函数，可以访问全局变量a

return0;

}

```

在这个例子中，变量a被定义为全局变量，所以它可以在main函数和printA函数中访问和修改。printA函数可以顺利地打印出a的值。

使用全局变量时要注意，因为它们在程序的任何地方都可以被访问和修改，这可能会导致代码难以理解和维护。一般来说，尽量使用局部变量，只在必要时使用全局变量。这样做可以让你的程序更加模块化，也更不容易出错。

第五章函数的递归调用

上一章我们聊了全局变量和局部变量，这一章我们要说的是一个有点神奇的概念——递归调用。递归调用就是函数调用自己，听起来是不是有点像照镜子时镜子里的自己又去照另一面镜子？

1.递归的原理

递归的基本思想是，函数在执行过程中，再次调用自己。每次调用时，函数都会处理一部分任务，并在适当的时候再次调用自己来处理剩下的任务。这就好比你在剥一个洋葱，剥掉外面一层，里面还有一层，你继续剥，直到剥到最里面。

2.递归的实操

使用递归时，你需要两个东西：基线条件（也就是递归结束的条件）和递归步骤（函数调用自己）。如果少了基线条件，函数会无限递归下去，直到程序崩溃。如果递归步骤不合理，你也可能得不到正确的结果。

下面我们用一个例子来说明递归的用法，这个例子是计算斐波那契数列的第n项。

假设斐波那契数列是这样的：0,1,1,2,3,5,8,13,21,...

斐波那契数列的前两项是0和1，从第三项开始，每一项都等于前两项之和。

```c

#include<stdio.h>

//计算斐波那契数列的第n项

intfibonacci(intn){

if(n<=0){

return0;//基线条件：如果n是0或负数，返回0

}elseif(n==1){

return1;//基线条件：如果n是1，返回1

}else{

returnfibonacci(n-1)+fibonacci(n-2);//递归步骤

}

}

intmain(){

intn=10;//计算斐波那契数列的第10项

printf("TheFibonaccinumberatposition%dis%d\n",n,fibonacci(n));

return0;

}

```

在这个例子中，`fibonacci`函数会不断调用自己，每次调用都会把n减去1或者2，直到n小于等于1，这时候函数就会返回一个确定的值，这就是基线条件。这个条件保证了递归不会无限进行下去。

递归是一个非常强大的工具，它可以让复杂的逻辑变得简洁。但是递归也有它的缺点，比如它可能会消耗大量的内存，因为它需要在内存中保存每一次函数调用的状态。所以，在使用递归时，要确保基线条件正确，并且递归步骤是合理的，避免造成资源浪费或者程序崩溃。

第六章函数的副作用

这一章我们要聊聊函数的副作用。什么是副作用？简单来说，如果一个函数除了返回一个值之外，还做了其他的事情，比如改变了外部的变量，或者打印了东西到屏幕上，那它就产生了副作用。

1.副作用的例子

想象一下，你有一个计算器，你按下一个按钮，它不仅显示了结果，还突然开始唱歌或者跳起舞来，这就有点像函数的副作用了。虽然计算结果是对的，但是额外发生的事情（唱歌或跳舞）就是副作用。

2.实操中的副作用

在编程中，副作用可能会让程序变得难以理解和维护。比如，一个函数如果改变了全局变量，那么在不同的上下文中调用这个函数可能会导致不可预知的结果，因为全局变量的状态可能会以意想不到的方式改变。

下面是一个简单的例子，演示函数的副作用：

```c

#include<stdio.h>

intcount=0;//全局变量，用来计数

voidprintAndIncrement(){

printf("Countis%d\n",count);//打印当前计数

count++;//递增计数

}

intmain(){

printAndIncrement();//调用函数，打印并递增计数

printAndIncrement();//再次调用函数，打印并递增计数

return0;

}

```

在这个例子中，`printAndIncrement`函数除了打印`count`的当前值之外，还改变了`count`的值。这就是副作用。每次调用这个函数，`count`的值都会增加，这可能会影响程序的其他部分，特别是如果其他部分的逻辑依赖于`count`的值。

实操细节：

-尽量避免副作用，让你的函数“纯洁”一些，只做一件事情：要么计算并返回一个值，要么就打印输出，但不要同时做这两件事情。

-如果需要改变外部状态，考虑使用返回值来明确指出函数的结果，而不是改变全局变量。

-当你需要使用全局变量时，明确文档化这一点，让其他程序员知道你的函数会改变全局状态。

记住，副作用并不是所有时候都是坏事，但在很多情况下，它们会让程序的调试和维护变得更加困难。在设计函数时，要考虑清楚你希望函数做的事情，并尽量减少不必要的副作用。

第七章函数的重载与内联

上一章我们讨论了函数的副作用，这一章我们来聊聊函数的重载和内联。这两个概念在C语言中有些特别，因为C语言本身并不直接支持函数重载，而内联是一种优化手段。

1.函数重载

在C++这样的语言中，你可以有多个同名函数，只要它们的参数列表不同即可，这叫做函数重载。但在C语言中，函数名必须唯一，你不能有两个同名的函数，哪怕它们的参数类型和数量不同。

-举例：在C++中，你可以有两个名为`add`的函数，一个接受两个整数，另一个接受两个浮点数，但在C中，你必须给它们不同的名字。

2.实操细节

虽然C语言不支持函数重载，但你可以通过一些手段来模拟这种行为。比如，你可以使用宏或者编写不同的函数名，但保持函数功能相似。

```c

#include<stdio.h>

//模拟函数重载的整数加法函数

intadd_int(inta,intb){

returna+b;

}

//模拟函数重载的浮点数加法函数

floatadd_float(floata,floatb){

returna+b;

}

intmain(){

intint_result=add_int(5,10);

floatfloat_result=add_float(5.0f,10.0f);

printf("Intresult:%d\n",int_result);

printf("Floatresult:%f\n",float_result);

return0;

}

```

3.函数内联

内联是一种优化手段，它可以减少函数调用的开销。当一个函数被声明为内联时，编译器会尝试在每个调用点“内联”函数的代码，而不是进行常规的函数调用。

-举例：这就好比你在写文章时，直接把常用词汇的定义写在文章里，而不是每次都查字典。

实操细节：

在C语言中，你可以通过在函数声明前加上`inline`关键字来建议编译器进行内联。但请注意，这只是建议，编译器可以选择忽略这个建议。

```c

#include<stdio.h>

//建议编译器内联这个函数

inlineintadd_inline(inta,intb){

returna+b;

}

intmain(){

intresult=add_inline(5,10);

printf("Result:%d\n",result);

return0;

}

```

内联函数通常适用于那些简单且频繁调用的函数，因为它们可以减少调用开销。但是，对于复杂的函数或者那些不太可能被频繁调用的函数，内联可能不是最佳选择，因为它们会增加编译后的程序大小。

第八章函数的指针与回调

上一章我们讲了函数的重载和内联，这一章我们来聊聊函数的指针和回调。这两个概念在C语言中非常有用，特别是当你需要动态地调用函数或者将函数作为参数传递时。

1.函数指针

函数指针是一种特殊的指针，它指向函数的地址。这意味着你可以通过函数指针来调用函数，就像通过指针来访问变量一样。

-举例：想象一下，你有一个电话簿，里面记录了所有朋友的电话号码。当你想给某个朋友打电话时，你不需要记住他们的电话号码，只需要查找电话簿，找到朋友的条目，然后拨打电话。

2.实操细节

在C语言中，你可以声明一个函数指针，然后将其初始化为某个函数的地址。之后，你可以通过这个指针来调用函数。

```c

#include<stdio.h>

//函数原型

intadd(inta,intb);

intmain(){

//声明一个指向函数的指针

int(*ptr_to_add)(int,int);

//初始化指针为add函数的地址

ptr_to_add=add;

//通过指针调用函数

intresult=ptr_to_add(5,10);

printf("Result:%d\n",result);

return0;

}

//add函数的定义

intadd(inta,intb){

returna+b;

}

```

在这个例子中，我们声明了一个名为`ptr_to_add`的函数指针，并将其初始化为`add`函数的地址。然后我们通过这个指针调用了`add`函数，并得到了结果。

3.回调函数

回调函数是一个你传递给其他函数的函数，这个其他函数会在适当的时候调用你传递的函数。回调函数通常用于处理异步事件或者提供自定义的行为。

-举例：就像你预约了一个服务，服务提供方会在服务完成时给你打电话，你提供的电话号码就是回调函数。

实操细节：

在C语言中，你可以将函数作为参数传递给其他函数，这样就可以实现回调。

```c

#include<stdio.h>

//函数原型

voidprocess(int(*callback)(int));

intsquare(intx);

intmain(){

process(square);//将square函数作为回调传递给process函数

return0;

}

//process函数的定义

voidprocess(int(*callback)(int)){

intresult=callback(5);//调用回调函数

printf("Callbackresult:%d\n",result);

}

//square函数的定义

intsquare(intx){

returnx*x;

}

```

在这个例子中，我们定义了一个名为`process`的函数，它接受一个函数指针作为参数。在`main`函数中，我们将`square`函数作为回调传递给`process`函数。`process`函数随后调用了这个回调，并打印了结果。

函数指针和回调函数是C语言中非常强大的特性，它们允许你以灵活的方式处理函数。在实际编程中，合理使用这些特性可以让你的代码更加模块化和可扩展。

第九章函数的库与模块化

上一章我们聊了函数的指针和回调，这一章我们来聊聊函数的库和模块化。库和模块化是软件开发中非常重要的概念，它们可以帮助我们组织代码，提高代码的重用性。

1.函数库

函数库是一组相关的函数的集合，这些函数通常用于完成特定的任务。在C语言中，函数库通常以头文件和库文件的形式存在。头文件声明了库中的函数原型，而库文件包含了函数的实现。

-举例：比如数学库，里面包含了各种数学运算的函数，你可以直接调用这些函数来进行计算。

2.模块化

模块化是一种将程序分解成独立的、可重用的部分的编程方法。每个模块负责完成特定的功能，并且可以通过接口与其他模块通信。

-举例：就像一个工厂，有生产线的每个环节都是独立的模块，每个模块负责一部分工作，最后组装成完整的产品。

实操细节：

在实际编程中，我们可以通过创建头文件和库文件来实现模块化。头文件中声明了模块的接口，而库文件包含了模块的实现。

下面是一个简单的例子，演示了如何创建和使用模块：

```c

//mymodule.h头文件

#ifndefMYMODULE_H

#defineMYMODULE_H

//函数原型声明

intadd(inta,intb);

#endif//MYMODULE_H

```

```c

//mymodule.c库文件

#include"mymodule.h"

//add函数的定义

intadd(inta,intb){

returna+b;

}

```

```c

//main.c主程序文件

#include"mymodule.h"

intmain(){

intresult=add(5,10);

printf("Result:%d\n",result);

return0;

}

```

在这个例子中，我们创建了一个名为`mymodule`的模块，它包含了一个名为`add`的函数。`mymodule.h`头文件声明了`add`函数的原型，而`mymodule.c