C 语言函数学习笔记：从入门到实战

1. 什么是函数今天我们一起走进 C 语言里一个非常核心的概念——函数。你可以把它想象成一个小工具我们把一段完成特定功能的代码装进这个工具里给它起个名字以后想用的时候喊一声名字就能直接调用。这样一来代码结构会越来越清晰重复的代码少了维护起来也更轻松。其实一个 C 程序就是由很多这样的小工具组成的。其中main函数是程序的入口程序一启动就会从main开始执行。别急我们一步步来先看看函数到底长什么样。2. 函数的定义与调用2.1 函数定义我们先来看函数是怎么出生的。定义一个函数需要四样东西返回类型、函数名、参数列表和函数体。听起来有点抽象没关系看下面的例子就明白了#includestdio.h// 返回类型 函数名(参数列表)intadd(inta,intb){returnab;// 返回值}intmain(){intsumadd(3,5);// 调用函数printf(sum %d\n,sum);return0;}2.2 函数调用函数定义好了怎么用呢很简单直接喊它的名字就行。调用时我们把实际的值叫实参传给函数函数会把这些值交给它的形参去处理。比如上面add(3, 5)就是把3和5分别交给形参a和b函数算完把8还给我们。学会了定义和调用接下来我们聊聊一个很关键的问题函数和外面的数据是怎么打交道的这就引出了参数传递的话题。学会了定义和调用接下来我们聊聊一个很关键的问题函数和外面的数据是怎么打交道的这就引出了参数传递的话题。3. 函数的参数传递3.1 值传递这里有个小细节值得注意C 语言默认是值传递。什么意思呢就是函数拿到的是实参的复印件在函数里怎么改都不会影响外面的原件。我们来看个例子3.2 数组传递刚才我们看到了值传递的特点那如果希望函数能修改实参该怎么办呢可以借助数组。数组作为参数传递时函数内部对数组元素的修改会直接反映到实参上#includestdio.hvoidchange(intarr[]){arr[0]100;// 修改数组元素}intmain(){intnum[1]{10};change(num);// 传入数组printf(num[0] %d\n,num[0]);// 输出 100return0;}4. 函数的返回值了解了参数怎么传我们再来看看函数怎么把结果送出来。函数通过return语句返回结果返回类型必须与函数定义一致#includestdio.h// 无返回值voidsayHello(){printf(Hello!\n);}// 返回整数intsquare(intn){returnn*n;}intmain(){sayHello();printf(5 的平方 %d\n,square(5));return0;}5. 函数声明与定义分离当函数定义在使用之后时需要先声明函数原型否则编译器会报错#includestdio.h// 函数声明原型intmultiply(inta,intb);intmain(){printf(%d\n,multiply(4,6));return0;}// 函数定义intmultiply(inta,intb){returna*b;}6. 递归函数函数调用自身称为递归。递归必须有终止条件否则会无限循环导致栈溢出。我们来看一个经典的例子——计算 n 的阶乘#includestdio.h// 计算 n 的阶乘intfactorial(intn){if(n1){return1;// 终止条件}returnn*factorial(n-1);// 递归调用}intmain(){printf(5! %d\n,factorial(5));// 输出 120return0;}我们来一步步拆解这个过程。当调用factorial(5)时函数发现5大于1于是返回5 * factorial(4)。接着factorial(4)又返回4 * factorial(3)……这样一层层递推下去直到factorial(1)触发了终止条件直接返回1。然后结果再一层层归回来2 * 1 23 * 2 64 * 6 24最后5 * 24 120。这就是递与归的完整过程。再来看一个更贴近生活的例子——用递归求斐波那契数列。数列的规律是前两项是0和1从第三项开始每一项都等于前两项之和#includestdio.h// 返回斐波那契数列的第 n 项intfib(intn){if(n1){returnn;// 终止条件第 0 项是 0第 1 项是 1}returnfib(n-1)fib(n-2);// 递归调用}intmain(){for(inti0;i10;i){printf(fib(%d) %d\n,i,fib(i));}return0;}写递归函数时有两点要特别留心一是终止条件必须明确否则函数会一直调用自己直到栈溢出程序崩溃二是递归的规模要逐渐缩小每次调用都朝着终止条件靠近这样才能保证递归能顺利结束。递归让代码看起来简洁优雅但也要注意它可能带来额外的开销遇到问题时不妨想想用循环是不是更合适7. 函数的嵌套调用函数不仅可以被main调用还可以在另一个函数里被调用这就是嵌套调用。它就像搭积木一样把一个个小函数组合起来完成更复杂的任务。我们来看一个例子先写一个判断素数的函数再写一个比较两个数大小的函数最后在main里把它们组合起来用。#includestdio.h// 判断 n 是否为素数intisPrime(intn){if(n2){return0;}for(inti2;i*in;i){if(n%i0){return0;// 能被整除不是素数}}return1;// 是素数}// 返回两个数中较大的一个intmax(inta,intb){returnab?a:b;}intmain(){// 找素数for(inti2;i20;i){if(isPrime(i)){printf(%d 是素数\n,i);}}// 比较两个数的大小printf(较大的数是: %d\n,max(7,12));return0;}你看isPrime和max都是独立的小函数我们在main里分别调用它们各司其职代码读起来一目了然。这就是嵌套调用的魅力——把大问题拆成小问题逐个击破。8. 综合示例学生成绩统计把今天学的知识串起来写一个完整的示例#includestdio.h#defineNUM5// 输入成绩voidinputScores(intscores[],intn){for(inti0;in;i){printf(请输入第 %d 个学生的成绩: ,i1);scanf(%d,scores[i]);}}// 计算平均分floataverage(intscores[],intn){intsum0;for(inti0;in;i){sumscores[i];}return(float)sum/n;}// 找出最高分intmaxScore(intscores[],intn){intmaxscores[0];for(inti1;in;i){if(scores[i]max){maxscores[i];}}returnmax;}intmain(){intscores[NUM];inputScores(scores,NUM);printf(平均分: %.2f\n,average(scores,NUM));printf(最高分: %d\n,maxScore(scores,NUM));return0;}9. 总结今天学习的核心要点函数把代码封装成可复用的模块让程序结构更清晰。参数传递分值传递和数组传递需要修改实参时可以用数组。return返回结果返回类型要与定义一致。函数声明与定义可以分离便于组织大型项目。递归要设置终止条件避免栈溢出。理解局部变量、全局变量和静态变量的作用域区别。多写多练把函数用熟练后面的数组、结构体、文件操作都会轻松很多。