理解C语言——从小菜到大神的晋级之路（6）—

本文主要是介绍理解C语言——从小菜到大神的晋级之路（6）——函数与调用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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在前面的程序中，由于程序的功能非常简单，所有的代码都在main()函数中实现。如果程序复杂度增加之后，在main()中实现所有代码将显得非常臃肿且缺乏条理。如果可以将一段大的计算任务分解为若干个小任务则可以有效解决这个问题。另外，分解出来的模块还可以进一步构造和重用，而不用每次都编写同样的代码。因此，绝大部分实际的C程序都是由一个简单的主函数和多个规模不同的子函数构成，而不是全部实现在一个很大的main函数中。

1、函数调用简介

假设我们需要实现计算两个整数相加这一简单功能，我们可以将所有的代码写在主函数里面：

int main()
{int a = 0, b = 0, sum = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);sum = a + b;printf("Sum of %d and %d is %d.\n", a, b, sum);return 0;
}

如此看，这样写并无什么不妥。但是，如果我们需要将这个功能多次执行，那么可能就需要将这段代码反复重写多次，就像这样：

int main()
{int a = 0, b = 0, sum = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);sum = a + b;printf("Sum of %d and %d is %d.\n", a, b, sum);printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);sum = a + b;printf("Sum of %d and %d is %d.\n", a, b, sum);printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);sum = a + b;printf("Sum of %d and %d is %d.\n", a, b, sum);return 0;
}

进一步考虑，如果我们需要实现的功能更加复杂，那么这个main函数会变得无比庞大，不但理解起来非常困难，而且后期完全无法维护。相比较来说，更好的办法是根据其所实现的功能，将某一段代码模块化，并用一个子函数实现，而在main函数或者上一级函数中，不需要重复实现这些功能，而是简单调用定义好的函数。如此，不但可以使各个函数之间的逻辑关系清晰明了，而且在出现某些bug的时候更易于排查和修改。

实现一个完整的函数通常需要两大部分：函数的声明、函数的定义。与变量类似，函数也必须先声明后调用，否则编译器无法识别调用时的函数名。函数的声明由返回值类型、函数名和参数列表表示，这三个元素通常也称作函数原型，并用于描述函数的接口，规定了调用的格式。函数声明的格式可能比较灵活，如参数列表中可以只写出形参类型而不必给出形参的命名。但是为了规范起见并形成良好的风格，我们推荐在函数声明时完整地给出参数名称。同变量类似，函数的声明也是一条语句，末尾的分号不能遗漏。

函数的定义真正实现了函数的功能。将函数声明末尾的分号去掉并在后面添加大括号{}即构成了函数的定义，实现函数功能的代码位于大括号内部，称为函数体。函数的定义可以在声明时一并实现。

如果我们将计算两个整数相加这一功能用函数实现，那么上面的demo可以变成这个样子：

void AddTwoNumbers()
{int a = 0, b = 0, sum = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);sum = a + b;printf("Sum of %d and %d is %d.\n", a, b, sum);
}
int main()
{AddTwoNumbers();
}

这样，无论我们需要多少次重复操作，都不会使main函数过分冗长复杂。另外，我们还可以将功能不同的代码定义成不同的函数，并将不同函数的调用放在main函数中。比如我们再实现两个整数的减法、乘法和除法：

void AddTwoNumbers()
{int a = 0, b = 0, sum = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);sum = a + b;printf("Sum of %d and %d is %d.\n", a, b, sum);
}void SubTwoNumbers()
{int a = 0, b = 0, sub = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);sub = a - b;printf("Sub of %d and %d is %d.\n", a, b, sub);
}void MulTwoNumbers()
{int a = 0, b = 0, mul = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);mul = a * b;printf("Mul of %d and %d is %d.\n", a, b, mul);
}void DivTwoNumbers()
{int a = 0, b = 0, div = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);div = a / b;printf("Div of %d and %d is %d.\n", a, b, div);
}
int main()
{AddTwoNumbers();SubTwoNumbers();MulTwoNumbers();DivTwoNumbers();return 0;
}

2、函数的参数和返回值

在每一个函数内部定义的局部变量，只有在当前函数内部有效，在代码其他位置不可能通过变量名获取其中的数据。为了实现在调用和被调用函数之间数据的传输，函数可以添加传入的参数和返回值。函数的参数通常由调用函数传入被子函数中，在被子函数中作为源数据。在子函数的运算结束后，可以通过返回值将运算结果传递给调用函数。

例如，如果我们将上面demo中的两个数相加减乘除操作通过函数实现

void AddTwoNumbers()
{int a = 0, b = 0, sum = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);sum = Add(a, b);printf("Sum of %d and %d is %d.\n", a, b, sum);
}void SubTwoNumbers()
{int a = 0, b = 0, sub = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);sub = Sub(a, b);printf("Sub of %d and %d is %d.\n", a, b, sub);
}void MulTwoNumbers()
{int a = 0, b = 0, mul = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);mul = Mul(a, b);printf("Mul of %d and %d is %d.\n", a, b, mul);
}void DivTwoNumbers()
{int a = 0, b = 0, div = 0;printf("Enter two numbers;\n");scanf("%d%d", &a, &b);div = Div(a, b);printf("Div of %d and %d is %d.\n", a, b, div);
}int Add(int a, int b)
{return a + b;
}int Sub(int a, int b)
{return a - b;
}int Mul(int a, int b)
{return a * b;
}int Div(int a, int b)
{return a / b;
}

3、函数参数传递的方向性

首先我们看一个程序的需求：“将两个传入的整形变量交换二者的值”。通过直觉我们可以写出以下的程序：

void Swap(int a, int b)
{int t;t = b;b = a;a = t;
}

但是这样的程序是否能实现我们想要的目的呢？通过运行结果我们可以看出，在子函数内部数据已经完成了交换，然而在上级的调用函数中，传入的参数并没有任何变化。这是因为在C语言中，函数的参数只能通过数值传递，在函数调用时，形参会建立一个新的与实参不同的实例，并为其赋予实参的值。在子函数的运算过程中，程序始终只能对形参所代表的实例进行操作，而调用函数定义的实参不会受到任何影响。一言以蔽之，以数值形式传递的参数只能由调用函数传递到子函数，从子函数反向传递数据到调用函数目前只能通过返回值（后面会讲到使用参数进行数据双向传递的方法）。

4、符号的作用域

以变量为例，C语言中的变量可以根据定义的位置具有不同的作用域。不同符号主要的作用域有4种：块作用域、文件作用域、函数原型作用域和函数作用域。

块作用域:所谓“块”，在C语言中指的是一对大括号所包括的一段复合语句或者函数体的实现。在块内定义的变量作用域限定在当前块之内，即从定义时开始到块末尾的大括号为止。块可以嵌套实现，如果一个变量定义在嵌套块之前，那么这个标识符的作用域包含嵌套块。不过如果嵌套块内部定义了一个与外部变量同名的变量，那么在这个嵌套块内部，外面的同名变量将被屏蔽，只有当前块内部定义的变量有效。在函数的定义中，形参也具有块作用域，即包括整个函数实现大括号内的所有语句。
文件作用域:在函数之外定义的变量具有文件作用域，其有效范围是定义该变量的文件，并包含该文件中所有的其他作用域。这种方式通常是定义全局变量的主要方法。
函数原型作用域:函数原型参数表中的变量名具有函数原型作用域，其范围仅限于函数声明的语句内部。
函数作用域:函数作用域，说明标识符在函数内部任意位置可见。在C语言中，只有程序标号具有函数作用域，因此一个函数内部的标号必须唯一。如果出现重复的标号，程序将会出错。

这篇关于理解C语言——从小菜到大神的晋级之路（6）——函数与调用的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！