C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第七章：函数

按照中国大学MOOC上浙江大学翁恺老师主讲的版本所作，B站上也有资源。原课程链接如下：

https://www.icourse163.org/course/ZJU-9001

由于是大三抽空回头整理的，所以可能前五章会记的内容比较简略。此外，作为选学内容的A0：ACLLib的基本图形函数和链表两章也没有做。西电的考试是机试，理论上学到结构体就能够应付考试了，但为了以后的学习考虑建议全学。

其他各章节的链接如下：

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第一周：程序设计与C语言

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第二周：计算

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第三周：判断

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第四周：循环

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第五周：循环控制

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第六周：数据类型

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第七章：函数

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第八周：数组

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第九周：指针

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第十周：字符串

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第十一周：结构类型

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第十二周：程序结构

C语言程序设计笔记（浙大翁恺版）第十三周：文件

其他各科笔记汇总

函数

函数的定义和使用

函数的定义和调用

什么是函数？

函数是一块代码，接收零个或多个参数，做一件事情，并返回零个或一个值

可以先想象成数学中的函数：y=f(x)y=f(x)y=f(x)

函数定义

调用函数

函数名(参数值);

()起到了表示函数调用的重要作用，即使没有参数也需要()

如果有参数，则需要给出正确的数量和顺序，这些值会被按照顺序依次用来初始化函数中的参数

示例：

#include <stdio.h>void cheer()
{printf("cheer\n");
}int main()
{cheer;cheer();return 0;
}

cheer没有进行函数调用，编译时会警告表达式cheer没有被使用

示例2：

#include <stdio.h>void sum(int begin, int end)
{int i;int sum = 0;for ( i=begin; i<=end; i++ ) {sum += i;}printf("%d到%d的和是%d\n", begin, end, sum);
}int main()
{sum(1,10);sum(20,30);sum(35,45);return 0;
}

1到10的和是55
20到30的和是275
35到45的和是440

在函数调用sum(1,10)处设置断点，运行到该语句之前会暂停。此时如果还用“下一步”就直接完成sum函数的运行到下一行语句，并不会进入到函数调用，想要程序离开main进入到sum函数内需要用“单步进入”

如果不想循环多遍，可以直接在循环后设一个断点然后用“跳过”

函数返回

函数知道每一次是哪里调用它，会返回到正确的地方

从函数中返回

从函数中返回值

return停止函数的执行，并送回一个值

return有两种写法：return;和return 表达式;

一个函数里可以出现多个return语句，这些return不一定要放在最后。但这样不符合单一出口的理念

return的值可以赋值给变量，可以再作为参数传递给函数，甚至可以丢弃而不会有任何警告

示例：

#include <stdio.h>int max(int a, int b)
{int ret;if ( a>b ) {ret = a;} else {ret = b;}return ret;
}int main()
{int a,b,c;a = 5;b = 6;c = max(10,12);c = max(a,b);c = max(c, 23);c = max(max(23,45), a);c = max(23+45, b);max(23,45);printf("%d\n", max(a,b));return 0;
}

在printf处单步进入会进入max，因为在printf之前要先把传给printf的参数都准备好

没有返回值的函数

void 函数名(参数表)

不能使用带值的return，可以没有return，函数运行到最后一行就会自行返回

调用的时候不能做返回值的赋值。如果函数有返回值，就必须使用带值的return

函数的参数和变量

函数原型

用来告诉编译器这个函数长什么样

函数先后关系

像之前这样把sum()写在上面，是因为C的编译器自上而下顺序分析你的代码，在看到sum(1,10)的时候，它需要知道sum()的样子，也就是sum()要几个参数，每个参数的类型如何，返回什么类型，这样它才能检查你对sum()的调用是否正确

如果不知道，也就是把要调用的函数放到下面了，LLVM编译时会先警告然后报错。在C99以前，C的编译器不知道函数的样子会猜函数长什么样，但当遇到实际的sum()函数定义时发现与猜的不匹配就会报错

将函数头拷贝到main函数前加分号作为函数原型声明，函数定义放在下面以通过编译

有了声明之后，编译器就知道函数长什么样子，根据原型判断对函数的调用是否正确，确保函数定义和声明是否一致

函数原型

函数头，以分号“;”结尾，就构成了函数的原型

函数原型的目的是告诉编译器这个函数长什么样（名称、参数数量及类型、返回类型）

原型里可以不写参数的名称，编译器检查时不会检查参数名称，但是一般仍然写上

示例：

double max(double a, double b);int main()
{int a,b,c;a = 5;b = 6;c = max(10,12);printf("%d\n", c);return 0;
}double max(double a, double b)
{// ...
}

会发生自动类型转换，将12转换为double交给a

参数传递

调用函数的时候，是用表达式的值来初始化函数的参数

如果函数有参数，调用函数时必须传递给它数量、类型正确的值

可以传递给函数的值是表达式的结果，这包括：字面量、变量、函数的返回值、计算的结果

调用函数时给的值与参数的类型不匹配是C语言传统上最大的漏洞，编译器总是悄悄替你把类型转换好，但是这很可能不是你所期望的。后续的语言，C++/Java在这方面很严格

示例：

#include <stdio.h>void cheer(int i)
{printf("cheer %d\n", i);
}int main()
{cheer(2.4);return 0;
}

不同编译器不一定会出现警告，如果改为cheer(2.0)，课程中使用的编译器就不出现警告

C语言在调用函数时，永远只能传值给函数

示例：

void swap(int a, int b);int main()
{int a = 5;int b = 6;swap(a,b);printf("a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}void swap(int a, int b)
{int t = a;a = b;b = t;
}

swap和main里的a和b存在不同的地方，是没有任何联系的变量，不能实现交换a和b的值

传值

每个函数有自己的变量空间，参数也位于这个独立的空间中，和其他函数没有关系

示例：

在main中，swap里的x和y不存在。同样在swap中，main里的a和b也不存在

Dev C++中变量不存在会提示“Not found in current context”，如果存在会给出值

过去，对于包括原型声明和函数定义的函数参数表中的参数，叫做“形式参数”，调用函数时给的值，叫作“实际参数”

由于容易让初学者误会实际参数就是实际在函数中进行计算的参数，误会调用函数的时候把变量而不是值传进去了，所以我们不建议继续用这种古老的方式来称呼它们。我们认为，它们是参数和值的关系

本地变量

定义在函数内部的变量是本地变量（局部变量，自动变量），参数也是本地变量

本地变量

函数的每次运行，就产生了一个独立的变量空间，在这个空间中的变量，是函数的这次运行所独有的，称作本地变量

定义在函数内部的变量就是本地变量

参数也是本地变量

变量的生存期和作用域

生存期：什么时候这个变量开始出现了，到什么时候它消亡了

作用域：在（代码的）什么范围内可以访问这个变量（这个变量可以起作用）

对于本地变量，这两个问题的答案是统一的：大括号内 —— 块

示例：

当离开main函数调用swap函数时会离开main的变量空间进入swap的变量空间。离开a和b的作用域，不能在当前上下文访问a和b，但作为生存来说a和b还存在

swap函数运行完返回后swap的变量空间就没有了，x,y和t不存在

本地变量的规则

本地变量是定义在块内的。它可以定义在函数的块内，也可以定义在语句的块内，甚至可以随意拉一对大括号来定义变量

程序运行进入这个块之前，其中的变量不存在，离开这个块，其中的变量就消失了

块外面定义的变量在里面仍然有效，块里面定义了和外面同名的变量则掩盖了外面的

不能在一个块内定义同名的变量

本地变量不会被默认初始化，参数在进入函数的时候被初始化了

示例：

void swap(int a, int b);int main()
{int a = 5;int b = 6;swap(a,b);if ( a<b ) {int i = 10;}i++;printf("a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}void swap(int a, int b)
{int t = a;a = b;b = t;
}

编译报错说i未声明。i是定义在块内的变量，它的生存期和作用域就仅限于这个块，在这个块内i存在，离开就不存在了。程序的每次运行i是否存在取决于a和b的大小关系

在对i进行初始化之前，i已经存在

示例2：

void swap(int a, int b);int main()
{int a = 5;int b = 6;swap(a,b);{int i = 0;printf("%d\n",i);}printf("a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}void swap(int a, int b)
{int t = a;a = b;b = t;
}

0
a=5,b=6

这对大括号没有依附于任何语句，在块内i可以参与运算和输出

如果将printf("%d\n",i)改为printf("%d\n",a)，得5

示例3：

void swap(int a, int b);int main()
{int a = 5;int b = 6;swap(a,b);{int a = 0;printf("a=%d\n",a);}printf("a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}void swap(int a, int b)
{int t = a;a = b;b = t;
}

a=0
a=5,b=6

其他细节

main是什么？

没有参数时

当函数没有参数时，是在参数表里加void写成void f(void);还是void f();？

前者明确告诉编译器该函数不接收任何参数，后者在传统C中，它表示f函数的参数表未知，并不表示没有参数

示例：

// void swap(int a, int b);void swap();int main()
{int a = 5;int b = 6;swap(a,b);{int a = 0;printf("a=%d\n",a);}printf("a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}void swap(int a, int b)
{int t = a;a = b;b = t;
}

编译通过。这样写告知编译器只知道有swap，但不确定swap的参数，编译器遇到swap(a,b);会猜测swap的参数是两个int

如果将void swap(int a, int b)改为void swap(double a, double b)，并在int t = a后添加printf("in swap,a=%f,b=%f\n", a, b)，得

实际上swap的参数是两个double，但编译器认为swap的参数是两个int，为swap函数调用安排两个int的传递就会出错

调用函数时的逗号和逗号运算符怎么区分？

调用函数时的圆括号里的逗号是标点符号，不是运算符

示例：

f(a,b)传两个参数

f((a,b))再加一层括号表明要先做括号里的运算，这时,就是逗号运算符，只传一个参数

C语言不允许函数嵌套定义

可以在一个函数里放另一个函数的声明，但是不能放一个函数的定义

int i,j,sum(int a, int b);定义int型变量i和j，声明sum函数需要两个int作为参数并且返回一个int

return (i);的圆括号没有意义

关于main

int main()也是一个函数，如果main不需要任何参数，可以写成int main(void)

main是C语言程序的入口，但main也是一个函数。main成为C语言的入口函数其实和C语言本身无关，它虽然是你写的代码当中第一个被执行的地方，但并不是程序运行起来第一条运行的代码，你的代码是被一小段叫做启动代码的程序所调用的，它在main函数之前会为程序的运行做准备，做完准备工作后再调用main函数

操作系统把你的可执行程序装载到内存里，启动运行执行编译器给你的启动代码，启动代码里会寻找main函数并执行，所以main才成为启动代码的入口函数。如果编译器采用另外的方式来编译程序，启动代码就可能不是去寻找main了，如对于Win32API，这时要寻找的就是WinMain

return 0是有意义的，main函数结束时会把0返回给调用它的地方，返回给的一小段代码会检查main返回什么，然后报告给操作系统

传统上一个程序返回0表示正常运行结束，返回任何非零值表示在程序运行过程当中出现错误

示例：

如果在Windows的批处理（.bat）文件调用你编写的程序，然后跟上一句if errorlevel 1 ...，如果程序返回1就会做相关处理

对于Unix，如果使用的是bashell，可以使用echo $?查看程序返回的结果