第4章函数_1207

博学谷——让IT教学更简单，让IT学习更有效1第4章函数学习目标掌握如何定义函数及调用函数了解内存四区的概念及栈区、堆区的工作原理掌握外部函数与内部函数的概念及其区别掌握局部变量与全局变量的概念及其屏蔽规则通过前面几章的学习，相信大家会编写一些简单的C语言程序了，但是，随着程序功能的增多，main()函数中的代码也会越来越多，导致main()函数中的代码繁杂、可读性太差，维护也变的很困难。此时，可以将功能相同的代码提取出来，将这些代码模块化，在程序需要的时候直接调用。这就好比组装机器，需要什么直接装上就可以了。C语言的函数类似于机器的组装部件，它用于实现某些特定的功能，本章将针对函数的相关知识进行详细地讲解。4.1初识函数4.1.1函数的概念日常生活中解决实际问题时，经常把一个大任务分解为多个较小任务后，由多人分工协作完成。用C语言编写程序时也采用类似的方法，即把一个较大的程序分解为多个程序模块，然后逐步编写每一个程序模块。当面对的程序有成千上万行代码时，一般先将它划分为若干程序模块，每个模块用来实现一个特定的功能；然后再分别实现各个模块，组成一个完整的程序。这样的思路不仅易于理解、便于操作，而且由于“好”的模块便于重复使用，还可以大量减少编写重复代码的工作量，提高编程效率。在C语言中，最简单的程序模块就是函数。函数被视为程序设计的基本逻辑单位，一个C程序是由一个main()函数和若干个其他函数组成的。程序执行从main()函数开始，由main()函数调用其他函数，函数之间可以相互调用。在使用函数时，有几点需要注意一下，接下来针对这几点进行说明，具体如下：1、C程序的执行是从main()函数开始的。2、一个C程序是由一个或多个程序模块组成，每一个程序模块作为一个源程序文件。而一个源程序文件由一个或多个函数以及其他有关内容（如指令、数据声明与定义等）组成。3、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。一个函数并不从属于另一个函数，即函数不能嵌套定义。4、从用户使用的角度看，函数分为两种：一是库函数，它由系统提供，用户不必自己定义即可直接使用；二是用户自己定义的函数，它是用以解决用户专门需要的函数。博学谷——让IT教学更简单，让IT学习更有效25、从函数的形式看，函数分为两种：一是无参函数，即不带参数的函数；二是有参函数，即带有参数的函数。4.1.2函数的定义在C语言中，定义一个函数的具体语法格式如下：返回值类型函数名([[参数类型参数名1],[参数类型参数名2],……,[参数类型参数n]]){执行语句………return返回值;}为了让读者更好地理解函数的各个组成部分，接下来对上述语法格式进行简要说明，具体如下：返回值类型：用于限定函数返回值的数据类型；函数名：表示函数的名称，该名称可以根据标识符命名规范来定义；参数类型：用于限定调用方法时传入参数的数据类型；参数名：用于接收调用方法时传入的数据；return关键字：用于结束函数，并返回函数指定类型的值；返回值：被return语句返回的值，该值会返回给调用者。如果函数没有返回值，则返回值类型要声明为void，此时，函数体中的return语句可以省略不写。在上面的语法格式中，函数中的“[[参数类型参数名1],[参数类型参数名2],…,[参数类型参数n]]”被称作参数列表，它用于描述函数在被调用时需要接收的参数。如果函数不需要接收任何参数，则参数列表为空，这样的函数被称为无参函数。相反地，参数列表不为空的函数就是有参函数。接下来分别讲解这两种函数。1、无参函数在C语言中，无参函数的定义很简单，先来看一个定义无参函数的示例代码，具体如下：voidfunc(){printf(这是我的第一个函数！\n);}上述示例代码中，func()函数就是一个无参函数，参数列表为空。要想执行这个函数，需要在main()函数中调用它，接下来通过一个案例来演示，如例4-1所示。例4-11#includestdio.h2voidfunc()3{4printf(这是我的第一个函数！\n);5}6voidmain()7{8func();9}运行结果如图4-1所示。博学谷——让IT教学更简单，让IT学习更有效3图4-1运行结果从图4-1中可以看出，func()函数被成功调用了。在程序中，第2行代码定义了一个无参函数func()，第4行代码将字符串打印到控制台，第8行代码在main()函数中调用该无参函数。下面通过一张流程图来说明上面例子中函数的调用过程，具体如图4-2所示。main(){func();}func(){}进入主函数func()函数图4-2主函数中调用子函数func()的流程图从图4-2可以看出程序是由上至下按顺序执行的，程序首先从主函数开始执行，遇到“func();”语句后跳转到func()函数，执行func()函数体中的代码。执行完func()函数后返回到主函数原来的调用点（即“func()”语句），接着执行调用点后面的语句，如果后面没有其他语句，则主函数执行结束。2、有参函数与无参函数相比，有参函数在函数定义时，需要在函数名称后面的括号中填写参数。所谓的参数是一个变量，用于接收调用者传入的数据。定义有参函数的示例代码如下：voidfunc(intx,inty){intsum=x+y;printf(x+y=%d\n,sum);}上述代码中，定义了一个实现加法运算的函数func()，并指定了两个int类型的参数x和y。为了初学者更好地掌握有参函数的用法，接下来在main()函数中调用func(intx,inty)函数，如例4-2所示。例4-21#includestdio.h2voidfunc(intx,inty)3{4intsum=x+y;5printf(x+y=%d\n,sum);6}7voidmain()8{9func(3,5);10}博学谷——让IT教学更简单，让IT学习更有效4运行结果如图4-3所示。图4-3运行结果在例4-2中，第2~6行代码定义了一个函数func()，该函数包含两个参数，分别是x和y。当在main()函数中调用func()函数时，传入函数中的参数是3和5，即在func(intx,inty)中执行了3+5的操作，因此，程序打印的结果为“x+y=8”。接下来通过一张图例来描述func()函数的调用过程，具体如图4-4所示。main(){func(3,5);}func(intx,inty){}进入主函数func()函数x=3y=5图4-4主函数中调用子函数func()的流程图从图4-4可以看出，有参函数和无参函数的调用过程类似，但在调用有参函数时，需要传入实参，并将传入的实参赋值给形参，然后在函数体中执行3+5的操作，最终将结果输出到控制台。值得一提的是，在定义有参函数时指定的参数x和y是形式参数，简称形参，它们只在形式上存在。调用函数时传入的参数（如案例中的3和5）是实际参数，简称实参，与形参相对，实参则是指实际参加运算的参数。4.1.3函数的返回值通过前面的讲解可知，函数的返回值是指函数被调用之后，返回给调用者的值。函数的返回值具体语法格式如下：return表达式;对于返回值类型为void的函数，可以直接在return语句后面加分号，具体语法格式如下：return;为了让读者更好的学习如何使用return语句，接下来对例4-2进行改写，使func(intx,inty)函数能够返回求和计算的结果，修改后的具体代码如例4-3所示。例4-31#includestdio.h2intfunc(intx,inty)3{4intsum=x+y;5returnsum;6}7voidmain()8{博学谷——让IT教学更简单，让IT学习更有效59intsum=func(3,5);10printf(x+y=%d\n,sum);11}运行结果如图4-5所示。图4-5运行结果从图4-5中可以看出，例4-3与例4-2实现了同样的功能。接下来通过一个图例来演示func()函数的整个调用过程以及return语句的返回过程，如图4-6所示。returnx+y;进入主程序func(intx,inty)xyx、y被释放继续执行为x、y分配内存并传值x=3y=5intsum=func(3,5)返回结果图4-6func()函数的调用过程从图4-6可以看出，在程序运行期间，参数x和y相当于在内存中定义的两个变量。当调用func(intx,inty)函数时，传入的参数3和5分别赋值给变量x和y，并将x+y的结果通过return语句返回，整个函数的调用过程结束，变量x和y被释放。return语句还有一个重要的作用，就是能提前结束函数的执行，即当函数执行到return语句时，就会立即跳出，不再执行后面的代码。下面通过一个案例来了解return语句提前跳出函数，如例4-4所示。例4-41#includestdio.h2intfunc(inta,intb)3{4intresult;5printf(开始计算%d与%d的和\n,a,b);6result=a+b;7returnresult;8printf(开始计算%d与%d的乘积\n,a,b);9result=a*b;10returnresult;11}12voidmain()13{14intresult=func(3,5);博学谷——让IT教学更简单，让IT学习更有效615printf(func()函数的返回值是%d\n,result);16}运行结果如图4-7所示。图4-7运行结果例4-4中，第2-11行代码定义了func()函数，该函数的return语句后面还有一段代码。从图4-7中可以看出，func()函数在执行到第一个return语句后就跳出函数体，不再继续往下执行了，说明return语句可以提前结束函数的执行。需要注意的是，return后面表达式的类型和函数定义返回值的类型应保持一致。如果不一致，就有可能会报错。为保证程序的可读性和逻辑性，没有返回值的函数都应定义为void。4.1.4printf()函数和scanf()函数在C语言开发中，经常会进行一些输入输出操作，为此，C语言提供了printf()和scanf()函数，其中，printf()函数用于向控制台输出字符，scanf()函数用于读取用户的输入，下列将分别讲解这两个函数的用法。1、printf()函数在前面的章节中，经常使用printf()函数输出数据，它可以通过格式控制字符输出多个任意类型的数据。表4-1列举了printf()函数中常用的格式控制字符。表4-1常用printf()格式字符常用格式字符含义%s输出一个字符串%c输出一个字符%d以十进制输出一个有符号整型%u以十进制输出一个无符号整型%o以八进制输出一个整数%x以十六进制输出一个小写整数%X以十六进制输出一个大写整数%f以十进制输出一个浮点数%e以科学计数法输出一个小写浮点数%E以科学计数法输出一个大写浮点数表4-1中列举了很多格式控制字符，使用这些格式控制符可以让printf()输出指定类型的数据，接下来通过一个具体的案例来演示这些格式控制符的使用，如例4-5所示。例4-51#includestdio.h2voidmain()3{4printf(%c%c,'H','\n');5printf(%s,Hello,world!\n);博学谷——让IT教学更简单，让IT学习更有效76printf(%d%d%d\n,1,2,3);7printf(%f%f\n,2.1,2.2);8}运行结果如图4-7所示。图4-8运行结果在例4-5的printf()函数中，通过格式控制字符“%c”、“%s”、“%d”、“%f”，分别输出了字符、字符串、整数、浮点数。脚下留心：程序中处处都能看到逗号的身影，但不是所有逗号都是逗号运算符，例如下面的程序：inta=1,b=2,c=3;printf(%d\n,a,b,c);该程序的运行结果是“1”。printf()函数虽然用了三个逗号，但在这里逗号的作