第七章 C语言函数

7.1什么是函数？概念

我们将常用的代码以固定的格式封装（包装）成一个独立的模块，只要知道这个模块的名字就可以重复使用它，这个模块就叫做函数（Function）。

用比较字符串大小的函数讲解函数的封装以及一些注意事项。

库函数和自定义函数

C语言自带的函数称为库函数（Library Function）。库（Library）是编程中的一个基本概念，可以简单地认为它是一系列函数的集合，在磁盘上往往是一个文件夹。C语言自带的库称为标准库（Standard Library），其他公司或个人开发的库称为第三方库（Third-Party Library）。

除了库函数，我们还可以编写自己的函数，拓展程序的功能。自己编写的函数称为自定义函数。自定义函数和库函数在编写和使用方式上完全相同，只是由不同的机构来编写。

参数

参数是函数需要处理的数据，函数名后括号中包含的数据或变量

例如：

strlen(str1)用来计算字符串的长度，str1就是参数。

形参和实参的功能是传递数据，发生函数调用时，实参的值会传递给形参。

形参变量只有在函数被调用时才会分配内存，调用结束后，立刻释放内存，所以形参变量只有在函数内部有效，不能在函数外部使用 。（函数外部？？？）

函数调用中发生的数据传递是单向的，只能把实参的值传递给形参，而不能把形参的值反向地传递给实参；换句话说，一旦完成数据的传递，实参和形参就再也没有瓜葛了，所以，在函数调用过程中，形参的值发生改变并不会影响实参。

形参和实参虽然可以同名，但它们之间是相互独立的，互不影响，因为实参在函数外部有效，而形参在函数内部有效。

#include <stdio.h>
//计算从m加到n的值
int sum(int m, int n) {
    int i;
    for (i = m + 1; i <= n; ++i) {
        m += i;
    }
    return m;
}
int main() {
    int m, n, total;
    printf("Input two numbers: ");
    scanf("%d %d", &m, &n);
    total = sum(m, n);
    printf("m=%d, n=%d\n", m, n);
    printf("total=%d\n", total);
    return 0;
}

运行结果：

Input two numbers: 1 100
m=1, n=100
total=5050

返回值

返回值就是函数的执行结果

例如：

char str1[ ] = “C Language”;
int len = strlen(str1);

strlen() 的处理结果是字符串 str1 的长度，是一个整数，我们通过 len 变量来接收。

函数返回值有固定的数据类型（int、char、float等），用来接收返回值的变量类型要一致。

return 语句可以有多个，可以出现在函数体的任意位置，但是每次调用函数只能有一个 return 语句被执行，所以只有一个返回值

//返回两个整数中较大的一个
int max(int a, int b){
    if(a > b){
        return a;
    }else{
        return b;
    }
}

判断是否为素数

#include <stdio.h>
int prime(int n){
    int is_prime = 1, i;
    //n一旦小于0就不符合条件，就没必要执行后面的代码了，所以提前结束函数
    if(n < 0){ return -1; }
    for(i=2; i<n; i++)   //注意i的取值范围
    {
        if(n % i == 0)   
        {
           is_prime = 0;//满足上面条件的不是素数
            break;      //提前终止循环
        }
    }
    return is_prime;
}
int main(){
    int num, is_prime;
    scanf("%d", &num);
    is_prime = prime(num);
    if(is_prime < 0){
        printf("%d is a illegal number.\n", num);
    }else if(is_prime > 0){
        printf("%d is a prime number.\n", num);
    }else{
        printf("%d is not a prime number.\n", num);
    }
    return 0;
}

函数一旦遇到 return 语句就立即返回，后面的所有语句都不会被执行到了。从这个角度看，return 语句还有强制结束函数执行的作用。

更改上面的代码，使得 return 后面不跟任何数据：

#include <stdio.h>
void prime(int n){
    int is_prime = 1, i;
    if(n < 0){
        printf("%d is a illegal number.\n", n);
        return;  //return后面不带任何数据
    }
    for(i=2; i<n; i++){
        if(n % i == 0){
            is_prime = 0;
            break;
        }
    }
    if(is_prime > 0){
        printf("%d is a prime number.\n", n);
    }else{
        printf("%d is not a prime number.\n", n);
    }
}
int main(){
    int num;
    scanf("%d", &num);
    prime(num);
    return 0;
}

7.2函数定义

将代码段封装成函数的过程叫做函数定义。

C语言无参函数的定义

如果函数不接收用户传递的数据，那么定义时可以不带参数。（也就是没有输入时）

例如，定义一个函数，计算从 1 加到 100 的结果：

int sum(){
int i, sum=0;
for(i=1; i<=100; i++){
sum+=i;
}
return sum;
}

return是C语言中的一个关键字，只能用在函数中，用来返回处理结果。

将上面代码补充完整：

#include <stdio.h>
int sum(){
    int i, sum=0;
    for(i=1; i<=100; i++){
        sum+=i;
    }
    return sum;
}
int main(){
    int a = sum();
    printf("The sum is %d\n", a);
    return 0;
}

函数不能嵌套定义，main 也是一个函数定义，所以要将 sum 放在 main 外面。函数必须先定义后使用，所以 sum 要放在 main 前面。
main 是函数定义，不是函数调用。

无返回值函数

有的函数不需要返回值，或者返回值类型不确定（很少见），那么可以用 void 表示，例如：

void hello(){
    printf ("Hello,world \n");
    //没有返回值就不需要 return 语句
}

void在C语言中表示**“空类型”或“无类型”**，绝大部分情况下也就意味着没有 return 语句。

C语言有参函数的定义

参数本质上也是变量，定义时要指明类型和名称。

数据通过参数传递到函数内部进行处理，处理完成以后再通过返回值告知函数外部。

函数定义时给出的参数称为形式参数，简称形参；函数调用时给出的参数（也就是传递的数据）称为实际参数，简称实参。
函数调用时，将实参的值传递给形参，相当于一次赋值操作。

原则上讲，实参的类型和数目要与形参保持一致。

#include <stdio.h>
int sum(int m, int n){
    int i, sum=0;
    for(i=m; i<=n; i++){
        sum+=i;
    }
    return sum;
}
int main(){
    int begin = 5, end = 86;
    int result = sum(begin, end);
    printf("The sum from %d to %d is %d\n", begin, end, result);
    return 0;
}

函数不能嵌套定义

不能在一个函数中定义另外一个函数

#include <stdio.h>
void func2(){
    printf("C语言小白变怪兽");
}
void func1(){
    printf("http://c.biancheng.net");
    func2();
}
int main(){
    func1();
    return 0;
}

func1()、func2()、main() 三个函数是平行的，谁也不能位于谁的内部，要想达到「调用 func1() 时也调用 func2()」的目的，必须将 func2() 定义在 func1() 外面，并在 func1() 内部调用 func2()。

例题

函数的嵌套调用

题目描述：

利用阶乘函数计算组合数
本题要求实现2个自定义函数：求组合数函数和求阶乘函数。

函数接口定义：

int comb(int m,int n);
int fac(int x);

裁判测试程序样例：

样例输入：

6 3

样例输出：

20

int fac(int x)
{
    int i,s=1;
    for(i=0;i<x;i++)
    {
        s=s*i;
    }
    return s;
}
int comb(int m,int n)
{
    int c;
    c=fac(m)/(fac(n)*fac(m-n));
    return c;
}
#include<stdio.h>
int fac(int x);
int comb(int m,int n);
int main(void)
{
    int a,b;
    while(scanf("%d %d",&a,&b)!=EOF)
    printf("%d\n",comb(a,b));
}

错误的代码，明天改正

【示例】计算sum = 1! + 2! + 3! + … + (n-1)! + n!

#include<stdio.h>
int f(int n)
{
    int i,m=1;
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        m=m*i;
    }
    return m;
}

int S(int n)
{
    int i,s=0;
      for(i=1;i<=n;i++)
    {
        s=s+f(i);
    }
    return s;
}

int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    printf("%d",S(n));
}