【C语言】02-函数

一、函数的分类

前面已经说过，C语言中的函数就是面向对象中的"方法"，C语言的函数可以大概分为3类：

1.主函数，也就是main函数。每个程序中只能有一个、也必须有一个主函数。无论主函数写在什么位置，C程序总是从主函数开始执行

2.开发人员自定义的函数，可有可无，数目不限

3.C语言提供的库函数，例如stdio.h中的输出函数printf()和输入函数scanf()

二、函数的声明和定义

虽说C中的函数类似于Java中的方法，但在使用上还是有区别的。

1.在Java中，每个方法的定义顺序没有限制，在前面定义的方法内部可以调用后面定义的方法

1 public void test() {
2      int c = sum(1, 4);
3  }
4
5  public int sum(int a, int b) {
6      return a + b;
7  }

第1行定义的test方法可以调用在第5行定义的sum方法

2.在标准C语言中，函数的定义顺序是有讲究的，默认情况下，只有后面定义的函数才可以调用前面定义过的函数

1 int sum(int a, int b) {
2      return a + b;
3  }
4
5  int main()
6  {
7      int c = sum(1, 4);
8      return 0;
9  }

第5行定义的main函数调用了第1行的sum函数，这是合法的。如果调换下sum函数和main函数的顺序，在标准的C编译器环境下是不合法的(不过在Xcode中只是警告，Xcode中用的是GCC编译器)

3.如果想把其他函数的定义写在main函数后面，而且main函数能正常调用这些函数，那就必须在main函数前面作一下函数的声明

 1 // 只是做个函数声明，并不用实现
 2  int sum(int a, int b);
 3
 4  int main()
 5  {
 6      int c = sum(1, 4);
 7      return 0;
 8  }
 9
10  // 函数的定义(实现)
11  int sum(int a, int b) {
12      return a + b;
13  }

我们在第2行做了sum函数的声明，然后在第6行(main函数中)就可以正常调用sum函数了。

函数的声明格式：

返回值类型  函数名 (参数1, 参数2, ...)

可以省略参数名称，比如上面的sum函数声明可以写成这样：

int sum(int, int);

只要你在main函数前面声明过一个函数，main函数就知道这个函数的存在，就可以调用这个函数。究竟这个函数是做什么用，还要看函数的定义。如果只有函数的声明，而没有函数的定义，那么程序将会在链接时出错。

4.在大型的C程序中，为了分模块进行开发，一般会将函数的声明和定义(即实现)分别放在2个文件中，函数声明放在.h头文件中，函数定义放在.c源文件中

下面我们将sum函数的声明和定义分别放在sum.h和sum.c中

sum.h文件

sum.c文件

然后在main.c中包含sum.h即可使用sum函数

其实sum.h和sum.c的文件名不一样要相同，可以随便写，只要文件名是合法的

运行步骤分析：

1> 在编译之前，预编译器会将sum.h文件中的内容拷贝到main.c中

2> 接着编译main.c和sum.c两个源文件，生成目标文件main.obj和sum.obj，这2个文件是不能被单独执行的，原因很简单：

* sum.obj中不存在main函数，肯定不可以被执行

* main.obj中虽然有main函数，但是它在main函数中调用了一个sum函数，而sum函数的定义却存在于sum.obj中，因此main.obj依赖于sum.obj

3> 把main.obj、sum.obj链接在一起，生成可执行文件

4> 运行程序

说到这里，有人可能有疑惑：可不可以在main.c中包含sum.c文件，不要sum.h文件了？

大家都知道#include的功能是拷贝内容，因此上面的代码等效于：

这么一看，语法上是绝对没有问题的，但是绝对运行不起来，在链接时会出错。原因：编译器会编译所有的.c源文件，这里包括main.c、sum.c，编译成功后生成sum.obj、main.obj文件，当链接这两个文件时链接器会发现sum.obj和main.obj里面都有sum函数的定义，于是报"标识符重复"的错误。

有人可能觉得分出sum.h和sum.c文件的这种做法好傻B，好端端多出2个文件，你把所有的东西都写到main.c不就可以了么？

• 没错，整个C程序的代码是可以都写在main.c中。但是，如果项目做得很大，你可以想象得到，main.c这个文件会有多么庞大，会严重降低开发和调试效率。
• 要想出色地完成一个大项目，需要一个团队的合作，不是一个人就可以搞的定的。如果把所有的代码都写在main.c中，那就导致代码冲突，因为整个团队的开发人员都在修改main.c文件，张三修改的代码很有可能会抹掉李四之前添加的代码。
• 正常的模式应该是这样：假设张三负责编写main函数，李四负责编写一系列的自定义函数，张三需要用到李四编写的某个函数，怎么办呢？李四可以将所有的函数声明在一个.h文件中，比如lisi.h，然后张三在他自己的代码中包含lisi.h文件，接着就可以调用lisi.h中声明的函数了，而李四呢，可以独立地在另外一个文件中(比如lisi.c)编写函数的定义，实现那些在lisi.h中声明的函数。这样子，张三和李四就可以相互协作、不会冲突。

三、函数的形参和实参

在定义函数时，函数名后面的()中定义的变量称为形式参数(形参)；在调用函数时传入的值称为实际参数(实参)。

// b是test函数的形参(形式参数)
void test(int b) 
{
    b = 9; // 改变了形参b的值
}

int main()
{
    int a = 10;
    printf("函数调用前的a：%d\n", a);

    test(a); // a是test函数的实参(实际参数)

    printf("函数调用后的a：%d", a);
    return 0;
}

如果是基本数据类型作为函数的形参，那是简单的值传递，将实参a的值赋值给了形参b，相当于

int a = 10;
int b = a;
b = 9;

a和b是分别有着不同内存地址的2个变量，因此改变了形参b的值，并不会影响实参a的值。

上述代码的输出结果为：

关于函数的补充

C程序由函数构成。函数是C程序的基本单位。程序的全部工作都是由各个函数分别完成。被调用的函数可以是系统提供的库函数，也可以是用户根据需要自己编制设计的函数。C的函数相当于其他语言中的子程序。

一个较大的程序一般应分为若干个程序模块，每一个模块用来实现特定的功能。

一个C程序可由一个主函数和若干个其他函数构成。由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用。同一个函数可以被一个或多个函数调用多次。

在程序开发中，常将一些常用的功能模块编写成函数，放在公共函数库中供大家选用。程序设计人员要善于利用函数，以减少重复编写程序段的工作量。

一个C程序的说明

一个C程序由一个或多个程序模块组成，每一个模块作为一个源程序文件。对于较大程序，一般不希望把所有内容全放在一个文件中，而是将它们分别放在若干个源文件中，再由若干个源程序文件组成一个C程序。这样写便于分别编写、分别编译，提高调试效率。一个源程序文件可以由多个C程序公用。

一个源程序文件由一个或多个函数以及其它内容（命令行、数据定义等）组成。一个源程序文件是一个编译单位，在程序编译时是以源程序文件为单位进行编译，而不是以函数为单位进行编译。

C程序的执行是从main函数开始的，如果在main函数中调用其他函数，在调用后流程返回到main函数，在main函数中结束整个程序的运行

所有函数都是平行的，即在定义函数时是分别进行的，是互相独立的。一个函数并不从属与另一个函数，即函数不能嵌套定义。函数可以互相调用，但不能调用main函数，main函数由系统调用