C语言函数完全攻略

C 语言强调模块化编程，这里所说的模块就是函数，即把每一个独立的功能均抽象为一个函数来实现。从一定意义上讲，C 语言就是由一系列函数串组成的。

在本章之前，我们的程序只有一个 main 函数，把所有代码都写在 main 函数中，这样虽然程序的功能正常实现，但显得杂乱无章，代码可读性、可维护性较差。学完本节之后，应把每个具体的独立功能单位均抽象为一个函数，在 main 函数中调用各个函数。

C 语言函数大概包括两种，一种是编译系统提供的库函数，如字符串处理复制函数 strcpy，这是 C 编译系统提供的库函数，该函数定义在 string.h 头文件中，在使用时必须包含对应的头文件，即需加上 #include<string.h> 预处理包含命令；另一种是程序设计者自定义的函数。

每一个 C 语言程序都含有一个 main 函数，操作系统调用 main 函数，main 函数调用各个库函数或自定义函数。

函数的定义

函数是用户与程序的接口，在定义一个函数前，首先要清楚以下三个问题。

1) 函数的功能实现及算法选择。算法选择会在后续文章详细讲解，本节重点关注函数的功能实现。一般选取能体现函数功能的函数名，且见名知意，如求和函数的函数名可取为 add，求最大值的函数名可取为 max，排序函数可取名为 sort 等。

2) 需要用户传给该函数哪些参数、什么类型，即函数参数。

3) 函数执行完后返回给调用者的参数及类型，即函数返回值类型。

函教定义格式

函数定义的一般格式为：

例如，定义一个求两个整数之和的函数，返回该和值。其函数实现代码为：

int add (int x,int y)
{
    return (x+y) ; //括号可省略
}

说明：1) 一个函数定义包含函数头和函数体两部分。函数名、参数表和返回类型这三部分一般称为函数头。一对大括号 {} 括起来的为函数体。

2) 函数名：符合标识符的命名规则，最好见名知意。如使用 add 作为求和函数的函数名，sort 作为排序函数名。

3) 参数表：函数定义时的参数又称为形式参数，简称形参。可以含有一个或多个参数，多个形参用逗号隔开。如下格式是错误的。

int add (int x;int y) //错误。函数各形参间用逗号隔开，而非分号
{
    return x+y;
}

各形式参数对应类型均不能省略，如下格式也是错误的。

int add (int x,y) //错误。形参y的类型不能省略
{
    return x+y;
}

也可以不含参数，不含参数时，参数表中可写关键字 void 或省略，为规范起见，教程中对没有参数的函数，参数表中统一写 void。例如：

等价于：

类型 函数名 (void) //建议的书写方式
{
    函数体
}

4) 在函数定义中，参数表后不能加分号，如下函数定义格式是错误的。

float add (float x, float y); //错误。函数定义时，函数头后不能有分号
{
    return x+y;
}

5) 函数体：即函数的功能实现代码部分。用一对大括号 {} 括起来，函数体也可以为空，即函数体内不含任何代码，便于以后扩充。例如:

void fun ()
{

}

6) 返回类型：也称为函数类型，即给调用者返回值的类型。要求显式指定返回类型。可以是基本数据类型如 int、char、float 等，也可以是复合数据类型，如数组类型、指针类型，或者是自定义类型（结构体类型）。

如果返回类型省略，一般默认为 int 型，但不推荐这种不规范的写法。

如果该函数没有返回类型，则为 void 类型。例如：

void add (int x,int y)
{
    printf ("sum=%d\n", x+y);
}

除了 void 类型外，在函数体中，均需要显式使用 return 语句返回对应的表达式的值。

函教返回值

函数的值是指调用函数结束时，执行函数体所得并返回给主调函数的值。 关于函数返回值说明如下。

1) 带返回值的函数，其值一般使用 return 语句返回给调用者。其格式为：

或者

例如：

int add (int a, int b)
{
    return (a + b); //return 后为表达式
}

2) 函数可以含一个或多个 return 语句，但每次调用时只能执行其中一个 return 语句。

例如，求整数绝对值的函数：

int f (int n) //含多个return语句，但每次调用只执行一个
{
    if (n >= 0)
        return n;
    else
        return -n; //或为 return (-1 * n);
}

3) 不带返回值的函数，其返回类型一般显式指定为 void 类型。如 void print_99 (void); 函数，其返回类型为 void。

4) 如果没有显式指定函数的返回类型，默认为 int 型，不推荐这种不规范的写法。 例如：

add (int a, int b) //省略返回类型，默认为int型
{
    return (a + b);
}

5) return 后表达式的类型应与函数返回类型一致，如果不一致，则先将表达式的类型自动转换为函数类型后再返回。例如：

int f (void) //函数返回类型为int
{
    int n = 1;
    return (n + 2.3); //表达式为 double 型
}

上述函数中，函数类型为 int 型，return 后表达式的类型为 double 型值 3.3，两者类型不一致，故首先把表达式的类型 double 自动转换为 int 型值 3，然后再把 3 作为函数返回值返回给调用者。这种情况一般会丢失精度，可能得不到预想的结果。

函教调用格式

无参函数的调用格式

注意：无参函数调用时，参数表空着，而不能写出 void，如下函数调用是错误的。

例如，设有定义好的无参函数 void print_99(void); 的调用如下。

print_99 ( ) ; //正确。调用无参函数
print_99 (void) ; //错误。实参表中不能加void

带参函数的调用格式

说明：

1) 其中各实参可以是各种类型的常量、变量或表达式。例如，对定义好的带参函数 int add (int a,int b); 的调用如下。

add (2,5+1); //正确，实参可以为常量、变量或表达式 int n=7;
add(3,n); //正确，实参可以是变量

2) 调用函数时，不能写函数类型。

int add(2,3);//错误，调用时不能加返回类型

函教调用过程

函数调用的过程是：首先是实参给形参赋初值，接着函数体对形参做相应处理，最后把处理结果作为函数值返回给调用者。

未被调用时的函数形参并不占用内存空间，在函数调用时为形参变量分配空间，把实参的值赋给对应形参变量的空间，函数调用结束时，收回分配给形参的内存空间。即形参仅在函数调用的过程中占有内存空间。

通过如下 add 函数来说明函数调用过程。

//函数定义
int add (int a, int b)
    int s;
    s=a+b;
    return s;
}

说明：

1) 以上是 add 函数的定义，a 和 b 为形参，s 为函数内定义变量，a、b、s 这三个变量均为局部变量，作用域为该函数，不能在 add 函数外使用。

2) 未调用 add 函数时，a、b 和 s 均不占用内存空间。函数调用时，即执行如下语句。

int x=2, y=3, sum;
sum=add(x,y);

该函数调用语句中，有两个实参，第一个实参为 x，其值为 2，第二个实参为 y，其值为 3。在函数调用时，为形参 a 和 b 及函数内变量 s 这三个整型局部变量分配存储空间，在 VC++ 6.0 里各占 4 个字节。函数调用时，实参与形参的关系如图 1 所示。

图 1

函数调用过程也就是实参给形参赋初值的过程，即：

a=x;
b=y;

函数体中，对形参 a 和 b 求和的结果赋给 s，最后把 s 的值作为函数的值返回赋给 sum 变量。调用过程结束，函数 add 中的所有局部变量的内存空间被收回。

由于形参仅在定义函数内有效，故在函数调用时，函数的实参可以和形参变量同名，互不影响。

函教原型声明

函数原型包括返回类型、函数名、参数列表等函数定义的基本信息。一般用于告知调用者该函数的基本信息，便于调用。

函数原型声明通常有以下两种形式。

无参函数原型声明格式为：

或者

带参函数原型声明通常有如下两种形式。

这种写法是把函数定义时的函数头直接复制过来加分号即可，在编程时，操作方便，较节省时间，例如：

int add (int a, int b); //正确，函数头后面直接加分号

这种写法在第一种写法的基础上，去掉了各个形参名，只保留各个形参类型。这种写法比较专业，但可能多花费些时间。例如：

int add (int, int);//正确，只指明有两个整型形参即可

如果把函数定义的代码写在了调用语句之前，在这种情况下，虽然不加函数原型声明，也可以正常调用函数。但为了规范起见，要求所有定义函数，在函数调用前必须加函数原型声明语句。

比较常见规范的函数使用方式是：先函数原型声明，再调用，一般函数定义在程序的后面。

说明：函数原型声明，原则上只要在函数调用前声明都可以，但为了不让 main 函数显得臃肿，一般不放在main函数里面，比较规范的做法是把其放在 main 函数前面。本书采用这种方式。

函教调用举例

【例 1】带参函数调用举例。设计一个求两个整型数之和的函数。

问题分析：

1) 欲求两个整型数之和，调用者必须传递给该函数两个整型数，故函数需要两个整型类型的“容器”即形参，用于接收调用者传来的两个整型数。因实现功能为求和运算，函数名可取为 add，把求和的结果（整型）返回给调用者，即返回值类型也为整型。

2) 函数调用之前必须声明函数原型，一般放在 main 函数前面。

3) 函数调用时，把欲求和的被加数和加数作为实参传递给函数形参。

4) 函数的返回值即求和的结果，可以直接输出，或保存到某变量中参与其他运算或输出。

实现代码：

#include<stdio.h>
int add (int a, int b); //函数声明
int main (void)
{
    int a=2,b=3, s;
    s=add(a,b); //函数调用，返回值赋给s
    printf("%d+%d=%d\n",a,b,s);
    return 0;
}
int add (int a, int b) //函数定义
{
    int s;
    s=a+b;
    return s;
}

运行结果为：2+3=5

【例 2】无参函数调用举例，编写一个打印九九乘法表的函数。

分析：该函数根据实现的功能可取名为 Print_99，该函数不需要调用者（main 函数）向其传递任何参数，该函数就可以正常打印九九乘法表，故该函数可以定义为无参类型。

实现代码：

#include<stdio.h>
void print_99 (void);//函数声明
int main (void)
{
    print_99();//无参函数调用
    return 0;
}
void print_99 (void) //无参函数定义
{
    int i, j;
    for(i=1;i<=9;i++)
    {
        for (j=1; j<=i; j++)
            printf("%d*%d=%d\t",i,j,i*j);
        printf ("\n");
    }
}

运行结果:

函数的嵌套调用

在 C 语言中，函数不能嵌套定义，即不能在一个函数中定义其他函数。例如，在 main 函数中嵌套定义函数 fun，为错误语法。

int main (void)
{
    int fun(void)//错误，不能嵌套定义
    {
         //fun函数体
    }
    //...
    return 0;
}

此代码就属于函数的嵌套定义，是错误的语法。

C 语言虽然不支持函数的嵌套定义，但支持函数的嵌套调用，即在一个函数中可以调用其他函数，在前面已经涉及函数嵌套调用，就是在main函数中调用其他自定义函数。自定义函数之间也可以相互嵌套调用。

【例 3】编程实现求 12+22+32+42+52+...+102 的值

实现代码为：

#include<stdio.h>
int pow(int , int);
int sum(int);
int main(void)
{
    int r;
    r=sum(10);
    printf("result=%d\n",r);
    return 0;
}
int sum(int n)
{
    int i,s=0;
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        s+=pow(i,2);
    }
    return s;
}
int pow(int m,int n)
{
    int i,p=1;
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        p*=m;
    }
    return p;
}

运行结果为：result=385

程序说明：该程序的执行过程是，操作系统调用 main 函数，main 函数调用 sum 函数，sum 函数调用 pow 函数，pow 函数执行完后，返回到其调用者 sum 函数，接着往下执行，sum 函数执行完，返回调用处 main 函数，接着往下执行，执行完 main 函数，return 0; 后返回给操作系统，整个程序执行结束。

另外，sum 函数及 pow 函数中均含有相同名字的变量 n 和 i。因为它们都是局部变量，作用域仅局限于各自的函数体中，故它们互不相干，互不影响。

传值调用和传址调用

C 语言中函数调用方式可分为传值调用和传址调用两大类。

传值调用

函数调用时，把实参的值传递给对应形参变量。这种调用形式，相当于形参复制了实参的一个副本，函数体内对形参（实参的副本）操作，形参变量的变化并不会影响到实参的值。即函数调用过程中，数据的传递是单向的。

传值调用时，传入的实参是普通变量（包括数组的某个元素）和常量及常量表达式。

例如，分析如下程序。

#include<stdio.h>
void swap (int, int);
int main (void)
{
    int a=3, b=5;
    swap(a,b);
    printf ("a=%d,b=%d\n",a,b);
    return 0;
}

void swap (int x, int y)
{
    int t;
    t=x;
    x=y;
    y=t;
}

【运行结果】a=3,b=5

程序分析：

形参为普通变量（整型），实参为普通变量（整型变量 a 和 b)，故该函数调用为传值调用。形参相当于复制了实参的一个副本，函数内对形参的操作，均是对实参副本的操作，不会对实参变量产生任何影响。

另外，swap 函数中借助于变量 t，把形参 x 和 y 的值进行交换，由于 x、y 和 t 均属于 swap 函数内的局部变量，函数调用结束后，三个变量的空间全收回，对实参变量 a 和 b 没有任何影响。故调用该函数后，a 和 b 的值并未发生交换。

传址调用

实参是某个空间的地址，把该地址赋给形参变量，函数内对该地址操作，可间接对该地址所指的空间进行操作。即传址调用过程，函数可以通过传入的地址值，改变该地址空间的值。数组作为函数参数和指针作为函数参数均可实现址调用。

传址调用时，实参为地址（一维数组名被看成数组首元素的地址）。形参一般为数组类型或指针类型。如果形参为数组类型，则实参为同类型数组的数组名或首元素的地址。

例如，用数组类型作函数形参，编程实现求斐波那契数列的前 n 项的程序。实现代码为：

#include<stdio.h>
#define N 10
void Fib (int x[], int n);
int main (void)
{
    int i,a[N] = {0,1};
    Fib(a,N);
    for(i=0;i<N;i++)
        printf ("%-4d",a[i]);
    printf ("\n");
    return 0;
}

void Fib (int x[], int n)
{
    int i;
    for(i=2;i<n;i++)
        x[i]=x[i-1]+x[i-2];
}

运行结果：0   1   1   2   3   5   8   13  21  34