C语言学习四 — 函数与作用域规则

2018-12-11  本文已影响15人  苏州韭菜明

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：

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. 在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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