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函数的由来

程序=数据+算法
C程序=数据+函数

• 模块化程序设计

  
  模块化程序设计.png

面向过程的程序设计

• 以过程为中心的编程思想
• 首先将复杂的问题，分解为一个个容易的问题
• 分解过后的问题可以按照步骤一步步完成
• 函数是C语言面向过程的一种体现
• 解决问题的每个步骤可以用函数来实现

声明&&定义

• 声明 就是预先告诉编译器实体的存在
• 定义 就是明确指示编译器实体的意义

#include <stdio.h>

extern int g_var;//全局的

void f(int i, int j);//函数声明

int main()
{
    //extern int g_var;//局部变量声明
    int g(int x);//函数声明
    g_var = 10;
    f(1, 2);
    printf("%d\n", g(3));
    return 0;
}

void f(int i, int j)//函数定义
{
    printf("i + j = %d\n", i + j);
}

int g(int x)//函数定义
{
    return 2 * x + g_var;
}

文件二

int g_var = 0;

函数的参数

• 函数的参数在本质上与局部变量相同，都是在栈上面分配空间
• 函数参数的初始值是函数调用时的实参值

#include <stdio.h>

int f(int i, int j)
{
    printf("%d, %d\n", i, j);
}

int main()
{
    int k = 1;
    f(k, k++);
    printf("%d\n", k);
    return 0;
}

这里的输出是2,1,2

解释

• 函数的参数的求值顺序是依赖于编译器的实现！
• 在程序到达顺序点的时候，之前所做的一切操作必须反映到后续访问中.

也就是说在这个例子中，在gcc编译器下面，先传第二个参数到函数，然后，再进行++运算，在进行第一个参数传递

.

可变参数列表

可变参数的含义

• C语言中可以定义参数可变的函数
• 参数可变的函数实现依赖于stdarg.h头文件
• va_list变量va_start(),va_end和va_arg配合使用能够访问参数值

在C语言中是没有重载，但是可以使用可变参数列表

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

float average(int n, ...)
{
    va_list args;
    int i = 0;
    float sum = 0;
    va_start(args, n);
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        sum += va_arg(args, int);
    }
    va_end(args);
    return sum / n;
}

int main()
{
    printf("%f\n", average(5, 1, 2, 3, 4, 5));
    printf("%f\n", average(4, 1, 2, 3, 4));
    return 0;
}

可变参数的限制

• 可变参数必须从头到尾按照顺序逐个访问
• 参数列表至少一个确定命名的参数
• 可变参数宏是没有办法判断实际存在的参数的数量
• 可变参数宏无法判断参数的实际类型

小结

• 可变参数是C语言提供的一种函数设计的技巧
• 可变参数提供了一种更方便的函数调用方式
• 可变参数必须顺序的访问
• 无法直接访问可变参数列表中间的参数值

函数调用行为

活动记录

• 活动记录是函数调用时用于记录一系列相关信息的记录
  • 临时变量域：用来存放临时变量的值，如k++的中间结果
  • 局部变量域：用来存放函数本次执行中的局部变量
  • 机器状态域：用来保存调用函数之前有关机器状态的信息，包括各种寄存器的当前值和返回地址等。（栈顶指针等）
  • 实参域：用来存放函数实参信息
  • 返回值域：为调用者函数存放返回值

函数参数计算的次序是依赖编译器实现的，参数的入栈次序如何确定？

调用约定（在调用动态连接库的时候可以用）

• 当函数被调用时，参数会传递给被调用的函数，函数调用约定就是描述是如何传递到栈空间的，以及栈空间由谁维护
• 参数的传递顺序
  • 从右到左依次入栈： __stdcall,__cdecl,__thiscall
  • 从左到右依次入栈：__pascal,__fastall
• 调用堆栈清理
  • 调用者清除栈
  • 被调用函数返回后清除栈

小结

• 函数调用时C语言的核心机制
• 活动记录保存了函数调用以及返回所需要的一切信息
• 调用约定是调用者和开发者之间的调用协议，常用于不同的开发者编写的库函数调用

函数的设计技巧

• 不要再函数中使用全局变量，尽量让函数从意义上是一个独立功能模块
• 参数名要能够体现参数意义
• 如果说传递的参数为指针，且仅仅作输入参数用，则应在类型前加const，以防止该指针在函数体内被恶意修改
• 不要省略返回值的类型，如果函数没有返回值，那么应当声明为void
• 在函数体的“入口处”，对参数的有效性进行检查，对指针的检查尤为重要
• 语句不可返回指向“栈内存”的“指针”，因为该内存会在函数结束后销毁
• 函数体的规模要小
• 相同的输入应当产生相同的输出，尽量避免函数带有“记忆”功能少用static
• 避免函数有太多的参数，参数个数应当控制在4个以内
• 有时候函数不需要返回值，但是增加灵活性，可以附加返回值
• 函数名与返回值在语义上不能冲突