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C语言学习四 — 函数与作用域规则

C语言学习四 — 函数与作用域规则

作者: 苏州韭菜明 | 来源:发表于2018-12-11 16:55 被阅读15次

    函数

    函数是一组一起执行一个任务的语句。每个 C 程序都至少有一个函数,即主函数 main() ,所有简单的程序都可以定义其他额外的函数。

    您可以把代码划分到不同的函数中。如何划分代码到不同的函数中是由您来决定的,但在逻辑上,划分通常是根据每个函数执行一个特定的任务来进行的。

    函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型和参数。函数定义提供了函数的实际主体。

    C 标准库提供了大量的程序可以调用的内置函数。例如,函数 strcat() 用来连接两个字符串,函数 memcpy() 用来复制内存到另一个位置。

    函数还有很多叫法,比如方法、子例程或程序,等等

    定义函数

    C 语言中的函数定义的一般形式如下:

    return_type function_name( parameter list )
    {
       body of the function
    }
    

    在 C 语言中,函数由一个函数头和一个函数主体组成。下面列出一个函数的所有组成部分:

    • 返回类型:一个函数可以返回一个值。return_type 是函数返回的值的数据类型。有些函数执行所需的操作而不返回值,在这种情况下,return_type 是关键字 void

    • 函数名称:这是函数的实际名称。函数名和参数列表一起构成了函数签名。

    • 参数:参数就像是占位符。当函数被调用时,您向参数传递一个值,这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的,也就是说,函数可能不包含参数。

    • 函数主体:函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。

      实例

      以下是 max() 函数的源代码。该函数有两个参数 num1 和 num2,会返回这两个数中较大的那个数:

      int max_num(int num, int numT) {
          return num > numT ? num : numT;
      }
      
    printf("max num is %d",max_num(5,9));
    
    max num is 9
    Process finished with exit code 0
    

    函数声明

    函数声明会告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。

    函数声明包括以下几个部分:

    return_type function_name( parameter list );
    

    针对上面定义的函数 max(),以下是函数声明:

    int max(int num1, int num2);
    

    在函数声明中,参数的名称并不重要,只有参数的类型是必需的,因此下面也是有效的声明:

    int max(int, int);
    

    当您在一个源文件中定义函数且在另一个文件中调用函数时,函数声明是必需的。在这种情况下,您应该在调用函数的文件顶部声明函数。

    调用函数

    创建 C 函数时,会定义函数做什么,然后通过调用函数来完成已定义的任务。

    当程序调用函数时,程序控制权会转移给被调用的函数。被调用的函数执行已定义的任务,当函数的返回语句被执行时,或到达函数的结束括号时,会把程序控制权交还给主程序。

    调用函数时,传递所需参数,如果函数返回一个值,则可以存储返回值。例如:

    
    #include <stdio.h>
     
    /* 函数声明 */
    int max(int , int );
     
    int main ()
    {
       /* 局部变量定义 */
       int a = 100;
       int b = 200;
      
     
       /* 调用函数来获取最大值 */
       int  ret = max(a, b);
     
       printf( "Max value is : %d\n", ret );
     
       return 0;
    }
     
    /* 函数返回两个数中较大的那个数 */
    int max(int num, int numT) 
    {
       return num > numT ? num : numT; 
    }
    
    

    函数参数

    如果函数要使用参数,则必须声明接受参数值的变量。这些变量称为函数的形式参数

    形式参数就像函数内的其他局部变量,在进入函数时被创建,退出函数时被销毁

    当调用函数时,有两种向函数传递参数的方式:

    调用类型 描述
    传值调用 该方法把参数的实际值复制给函数的形式参数。在这种情况下,修改函数内的形式参数不会影响实际参数。
    引用调用 通过指针传递方式,形参为指向实参地址的指针,当对形参的指向操作时,就相当于对实参本身进行的操作。

    默认情况下,C 使用传值调用来传递参数。一般来说,这意味着函数内的代码不能改变用于调用函数的实际参数。

    传值方式调用函数

    向函数传递参数的传值调用方法,把参数的实际值复制给函数的形式参数。在这种情况下,修改函数内的形式参数不会影响实际参数。

    默认情况下,C 语言使用传值调用方法来传递参数。一般来说,这意味着函数内的代码不会改变用于调用函数的实际参数。**函数 switch() 定义如下:

    void switch_num(int a, int b) {
        int temp;
        temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }
    
    void print_switch() {
        int a = 100, b = 200;
        printf("before,a is : %d b is : %d\n", a, b);
        /* 调用函数来交换值 */
        switch_num(a, b);
        printf("after,a is : %d b is : %d", a, b);
    
    }
    
    before,a is : 100 b is : 200
    after,a is : 100 b is : 200
    Process finished with exit code 0
    

    引用方式调用函数

    通过引用传递方式,形参为指向实参地址的指针,当对形参的指向操作时,就相当于对实参本身进行的操作。

    传递指针可以让多个函数访问指针所引用的对象,而不用把对象声明为全局可访问。

    void switch_num(int *a, int *b) {
        int temp;
        temp = *a;
        *a = *b;
        *b = temp;
    }
    
    void print_switch() {
        int a = 100, b = 200;
        printf("before,a is : %d b is : %d\n", a, b);
        /* 调用函数来交换值
        * &a 表示指向 a 的指针,即变量 a 的地址 
        * &b 表示指向 b 的指针,即变量 b 的地址 
        */
        switch_num(*a, *b);
        printf("after,a is : %d b is : %d", a, b);
    
    }
    
    before,a is : 100 b is : 200
    after,a is : 200 b is : 100
    Process finished with exit code 0
    

    作用域规则

    任何一种编程中,作用域是程序中定义的变量所存在的区域,超过该区域变量就不能被访问。C 语言中有三个地方可以声明变量:

    1. 在函数或块内部的局部变量
    2. 在所有函数外部的全局变量
    3. 形式参数的函数参数定义中

    让我们来看看什么是局部变量、全局变量和形式参数。

    局部变量

    在某个函数或块的内部声明的变量称为局部变量。它们只能被该函数或该代码块内部的语句使用。局部变量在函数外部是不可知的。下面是使用局部变量的实例。在这里,所有的变量 a、b 和 c 是 main() 函数的局部变量。

    
    #include <stdio.h>
     
    int main ()
    {
      /* 局部变量声明 */
      int a, b;
      int c;
     
      /* 实际初始化 */
      a = 10;
      b = 20;
      c = a + b;
     
      printf ("value of a = %d, b = %d and c = %d\n", a, b, c);
     
      return 0;
    }
    
    

    全局变量

    全局变量是定义在函数外部,通常是在程序的顶部。全局变量在整个程序生命周期内都是有效的,在任意的函数内部能访问全局变量。

    全局变量可以被任何函数访问。也就是说,全局变量在声明后整个程序中都是可用的。下面是使用全局变量和局部变量的实例:

    
    #include <stdio.h>
     
    /* 全局变量声明 */
    int g;
     
    int main ()
    {
      /* 局部变量声明 */
      int a, b;
     
      /* 实际初始化 */
      a = 10;
      b = 20;
      g = a + b;
     
      printf ("value of a = %d, b = %d and g = %d\n", a, b, g);
     
      return 0;
    }
    
    

    在程序中,局部变量和全局变量的名称可以相同,但是在函数内,局部变量的值会覆盖全局变量的值,但不会改变全局变量的值。下面是一个实例:

    
    #include <stdio.h>
     
    /* 全局变量声明 */
    int g = 20;
     
    int main ()
    {
      /* 局部变量声明,此变量和全局变量不是同一个 */
      int g = 10;
     
      printf ("value of g = %d\n",  g);//离谁近,就优先打印谁
     
      return 0;
    }
    
    

    形式参数

    函数的参数,形式参数,被当作该函数内的局部变量,它们不会覆盖全局变量。下面是一个实例:

    #include <stdio.h>
    /* 全局变量声明 */
    int a = 20;
    int main ()
    {
    /* 在主函数中的局部变量声明 */
    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = 0;
    int sum(int, int);//未定义值,只是一个函数
    printf ("value of a in main() = %d\n",  a);
    c = sum( a, b);
    printf ("value of c in main() = %d\n",  c);
    return 0;
    }
    /* 添加两个整数的函数 */
    int sum(int a, int b)
    {
    printf ("value of a in sum() = %d\n",  a);
    printf ("value of b in sum() = %d\n",  b);
    return a + b;
    }
    
    value of a in main() = 10
    value of a in sum() = 10
    value of b in sum() = 20
    value of c in main() = 30
    

    C 的形参与实参

    在 C 语言中,形参与实参虽然很简单,但是,是大家比较容易混淆的一个点,这里将为大家详细的讲解。

    概念:从字面上理解,所谓形式参数即只只是声明了一个作为参数的变量,并未直接进行赋值使用,而实际参数则相反。

    如下例

    #include <stdio.h>
    
    int test(int,int); // 形参,只声明
    
    int main()
    {
        int a,b;
        printf("%d",test(5,3)); // 实参,已赋值
    }
    
    int test(int a,int b) // 形参
    {
        a=a+b;
        return a;
    }
    

    像上面在 test() 函数里只声明了最为参数的变量,而 main() 函数里则对它赋了值。

    初始化局部变量和全局变量

    当局部变量被定义时,系统不会对其初始化,您必须自行对其初始化。定义全局变量时,系统会自动对其初始化,如下所示:

    数据类型 初始化默认值
    int 0
    char '\0'
    float 0
    double 0
    pointer NULL

    正确地初始化变量是一个良好的编程习惯,否则有时候程序可能会产生意想不到的结果,因为未初始化的变量会导致一些在内存位置中已经可用的垃圾值。

    代码已上传github,点击此处即可到达

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