1. 函数简介

• 函数（function） 是完成特定任务的独立程序代码单元
• 使用函数的原因
  • 使用函数可以省去编写重复代码的时间
  • 函数让程序更加模块化，从而提高了程序代码的可读性，更方便后期修改、完善

1.1 创建并使用简单函数

#include <stdio.h>
// 函数原型
void ABC();
int main() {ABC();	// 函数调用
}
// 函数定义
void ABC() {printf("ABC\n");
}// 等价于#include <stdio.h>
// 函数原型
void ABC(void);
int main(void) {ABC();	// 函数调用
}
// 函数定义
void ABC(void) {printf("ABC\n");
}

1.2 分析程序

• 函数原型（function prototype）：告诉编译器函数的类型
• 函数调用（function call）：在此处使用函数
• 函数定义（function definition）：明确指出函数要执行的操作
• 一般而言，函数原型指明了函数的返回值类型和函数接收的参数类型；这些信息被称为该函数的签名（signature）
• 函数中定义的变量是局部变量（local variable），该变量只属于该函数；可以在程序中的其他地方使用同名变量，不会引起名称冲突，是同名的不同变量

1.3 函数参数

#include <stdio.h>void ABC(int);int main() {ABC(1);
}void ABC(int i) {printf("%d\n", i);
}

1.4 定义带形式参数的函数

• 在函数定义时声明的参数被称为形式参数（formal argument）
• 形式参数也时局部变量，该函数私有
• 用圆括号括起来的参数体被称为参数列表

void a(int i, char c)// 等效于void a(i, c)
int i;
char c;

1.5 调用带实际参数的函数

• 在函数表用中，实际参数（actual argument） 提供了形式参数的值
• 形式参数是被调函数（called function） 中的变量
• 实际参数是主调函数（calling function） 赋给被调函数的具体值
• 实际参数是具体的值，该值要被赋给作为形式参数的变量
• 因为被调函数使用的值是从主调函数中拷贝而来，所以无论被调函数对拷贝数据进行什么操作，都不会影响主调函数中的原始数据

1.6 黑盒视角

• 黑盒方法的核心：函数私有的局部变量
• 黑盒中发生了什么对主调函数是不可见的

1.7 使用 return 从函数中返回值

• 被这几用于测试函数的程序有时被称为驱动程序（driver），该驱动程序调用一个函数

#include <stdio.h>float ABC(int, int);int main() {printf("%f\n", ABC('A', 'a'));// 65.000000printf("%f\n", ABC(1.11, 1.23));// 1.000000}float ABC(int i, int j) {return (i < j) ? i : j;printf("ABC");
}

1.8 函数类型

• 声明函数时必须声明函数的类型
• 带返回值的函数类型应该与其返回值类型相同，而没有返回值的函数应声明为 void 类型

1.9 所有的C函数皆平等

• 每个函数都可以调用其他函数，或被其他函数调用
• main() 函数特殊：
  • 当 main() 函数与程序中的其他函数放在一起时，最开始执行的是 main() 函数中的第1条语句
  • main() 函数也可以被自己或其他函数递归调用

2. ANSI C 函数原型

与原书不同，自写

• 函数调用的参数列表中的参数数量，只与函数原型有关，参数可以多，但是不可以少
• 函数定义与函数原型没有一点关系，参数类型可以不同，参数数量可以不同，只有返回值类型必须相同
• 函数调用时，只会根据函数原型的参数类型和数量，向函数定义传参
  • 先根据函数原型的参数类型和数量，获取函数调用时的参数
    • 调用时按照从左往右的顺序获取参数
    • 并将参数的数据类型按照函数原型中的数据类型一一转换
  • 之后将转换成的参数传入函数定义中
  • 函数定义处理传入的参数
    • 传入参数数量 > 所需参数数量：不影响函数使用
    • 传入参数数量 = 所需参数数量：不影响函数使用
    • 传入参数数量 < 所需参数数量：函数会使用栈（stack） 中的其他值将缺失数据补全

3. 递归

• C允许函数调用它自己，这种调用过程称为递归（recursion）

3.1 尾递归

• 最简单的递归形式时把递归调用置于函数的末尾，这种形式的递归被称为尾递归（tail recursion）

#include <stdio.h>int value = 1;
int ABC(int);int main() {int i = 0;printf("i = %d, value = %d\n", i, ABC(i));}int ABC(int i) {if (i >= 1){value *= i;return ABC(i - 1);}else{return value;} 
}// 优化#include <stdio.h>int ABC(int);int main() {int i = 3;printf("i = %d, value = %d\n", i, ABC(i));}int ABC(int i) {return (i >= 1) ? i * ABC(i - 1) : 1;
}

3.2 递归的优缺点

• 优点：递归为某些编程问题提供了最简单的解决方案
• 缺点：
  • 一些递归算法会快速消耗计算机的内存资源
  • 递归不方便阅读和维护

4. 编译多源代码文件的程序

• 使用多个函数最简单的方法是把它们都放在同一个文件中，然后像编译只有一个函数的文件那样编译该文件即可

4.1 UNIX

cc file1.c file2.c

• 此命令将编译两个文件并生成一个名为 a.out 的可执行文件，两个分别名为 file1.o 和 file2.o 的目标文件

cc file1.c file2.o

• 如果后来改动了 file1.c，而 file2.c 不变，可以使用此命令编译第1个文件，并与第2个文件的目标代码合并

4.2 Linux

gcc file1.c file2.c

• 此命令将编译两个文件并生成一个名为 a.out 的可执行文件，两个分别名为 file1.o 和 file2.o 的目标文件

gcc file1.c file2.o

• 如果后来改动了 file1.c，而 file2.c 不变，可以使用此命令编译第1个文件，并与第2个文件的目标代码合并

4.3 DOS 命令行编译器

• 绝大多数 DOS 命令行编译器的工作原理和 UNIX 的 cc 命令类似
• 其中的一个区别为：对象文件的扩展名是 .obj，而不是 .o
• 一些编译器生成的不是目标代码文件，而是汇编语言或其他特殊代码的中间文件

4.4 Windows 和苹果的 IDE 编译器

• Windows 和 Macintosh 系统使用的集成开发环境中的编译器是面向项目的

• 项目（project） 描述的是特定程序使用的资源

• 资源包括源代码文件

4.5 使用头文件

• Test.c

#include <stdio.h>
#include "Head.h"int main() {int i = 3;printf("i = %d, value = %d\n", i, ABC(i));
}

• Achieve.c

#include <stdio.h>
#include "Head.h"int ABC(int i) {return (i >= 1) ? i * ABC(i - 1) : 1;
}

• Head.h

int ABC(int i);

5. 查找地址：&运算符

• 指针（pointer） 是C语言最重要的概念之一，用于存储变量的地址
• 一元 & 运算符给出变量的存储地址

int i = 1;
printf("i = %d, &i = %#x = %p\n", i, &i);

6. 更改主调函数中的变量

• 交换两个变量的数值

int a = 1;
int b = 2;
int i = 0;printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
i = b;
b = a;
a = i;
printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

• 如像通过函数交换主调函数中两个变量的值，需要使用指针

7. 指针简介

• 指针（pointer） 是一个值为内存地址的变量（或数据对象）

7.1 间接运算符：*

• 间接运算符（indirection operator） 可以用来获取存储在地址中的值，该运算符有时也称为 解引运算符（dereferencing operator）

i = &a;
j = *i;
// 等效于
j = a;

7.2 声明指针

• 声明指针变量时必须指定指针所指向变量的类型

  • 因为不用的变量类型占用不同的内存空间，一些指针操作要求知道操作对象的大小
  • 另外，程序必须知道存储在指定地址上的数据类型

  int * a;			// a 是指向 int 类型变量的指针，*a 是 int 类型
  char * b;
  float * c, * d;
  

• 指针名和 * 之间的空格可有可无

  • 程序员在声明时使用空格
  • 在解引用变量时省略空格

7.3 使用指针在函数间通信

#include <stdio.h>void change(int *, int *);int main() {int a = 1;int b = 2;printf("a = %d, b = %d\n", a, b);change(&a, &b);printf("a = %d, b = %d\n", a, b);}void change(int * a, int * b) {int i;i = *b;*b = *a;*a = i;
}