系列说明在学习阶段我就开始写C语言的笔记并发表博客本篇是我对学习阶段笔记的整理希望和大家共同进步。如有遗漏欢迎大家指出。运行环境本系列所有演示代码均在Visual Studio 2022x64环境下编写。目录函数的概念与分类自定义函数的结构形参和实参return 语句规则嵌套调用与链式访问数组做函数参数函数声明与定义static 与 extern函数递归一、正文1. 函数的概念与分类函数是一段完成特定任务的代码片段。C语言中函数主要分为两类库函数ANSI C 标准定义、各编译器厂商实现的现成函数。按功能划分在不同头文件中如数学函数在math.h字符串函数在string.h。自定义函数程序员自己编写的函数。demo1_libfunc.c —— 库函数 sqrt 的使用// demo1_libfunc.c - 库函数使用sqrt 求平方根#includestdio.h#includemath.h// sqrt是math.h里的函数使用时要引用对应头文件intmain(){doubled16.0;doublersqrt(d);// 库函数计算平方根printf(%lf\n,r);return0;}预期终端输出4.000000学习库函数的方法查https://zh.cppreference.com/w/c/header或cplusplus.com关注函数原型、功能、参数与返回类型、代码举例、输出、相关链接六要素。2. 自定义函数的结构ret_typefun_name(形式参数){函数体;// 完成计算的代码}ret_type返回类型无返回值用void。fun_name函数名根据功能命名如Add。形式参数无参数写void有参数需明确个数、类型、名称。函数体{}内的实现逻辑。3. 形参和实参实参调用时真实传给函数的值变量、常量、表达式。形参定义函数时括号中声明的参数。仅调用时形参才申请内存。核心结论实参的值会传给形参但二者是独立的内存空间。形参是实参的一份临时拷贝——修改形参不影响实参。因此若希望在函数中修改主调函数的变量必须使用传址调用传地址。demo2_swap.c —— 传值调用 vs 传址调用// demo2_swap.c - 传值调用 vs 传址调用交换两个整数#includestdio.h// 传值调用形参是实参的临时拷贝交换形参不影响实参voidswap_value(intx,inty){inttmpx;xy;ytmp;}// 传址调用通过地址修改主调函数的变量voidswap_ptr(int*px,int*py){inttmp*px;*px*py;*pytmp;}intmain(){inta10;intb20;printf(交换前: a%d b%d\n,a,b);swap_value(a,b);printf(传值调用后: a%d b%d (不变)\n,a,b);swap_ptr(a,b);printf(传址调用后: a%d b%d (交换成功)\n,a,b);return0;}预期终端输出交换前: a10 b20 传值调用后: a10 b20 (不变) 传址调用后: a20 b10 (交换成功)4. return 语句规则return后可跟值或表达式先计算后返回。return;用于void函数表示无返回值。return执行后函数立即结束后续代码不执行。返回类型与声明不一致时会隐式转换建议手动保证一致。分支语句中要保证每个分支都有 return。未声明返回类型时默认int。5. 嵌套调用与链式访问嵌套调用函数之间互相调用。函数可嵌套调用但不能嵌套定义。链式访问把函数的返回值作为另一个函数的参数。demo3_nested_chain.c —— 嵌套调用与链式访问// demo3_nested_chain.c - 嵌套调用与链式访问#includestdio.h#includestring.h// 判断闰年4年一闰百年不闰400年再闰intis_leap_year(inty){if((y%40y%100!0)||(y%4000))return1;return0;}// 获取某年某月的天数嵌套调用 is_leap_yearintget_days_of_month(inty,intm){intdays[]{0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};intdaydays[m];if(is_leap_year(y)m2)day1;// 闰年2月多一天returnday;}intmain(){inty2024;intm2;intdget_days_of_month(y,m);printf(%d年%d月有%d天\n,y,m,d);// 链式访问strlen 的返回值直接作为 printf 的参数printf(字符串长度 %zu\n,strlen(abcdef));// 多层 printf 链式调用printf(%d,printf(%d,printf(%d,43)));return0;}预期终端输出2024年2月有29天 字符串长度 6 4321链式printf解析最内层打印432字符返回2 → 中间打印2返回1 → 最外层打印1拼接为4321。6. 数组做函数参数数组传参时本质传递的是数组首元素的地址形参不会创建新数组形参操作的数组与实参数组是同一个。核心规则形参个数与实参匹配数组 元素个数。一维数组形参可写成int arr[]或int* arr无需指定大小。二维数组形参行可省略、列不能省略如int arr[][3]。因为传的是地址函数内sizeof(arr)计算的是指针大小无法求数组元素个数——必须在主函数内先算好再传入。demo4_array_param.c —— 数组作为函数参数// demo4_array_param.c - 数组作为函数参数置-1与打印#includestdio.h// 将数组所有元素置为-1voidset_arr(intarr[],intsz){inti0;for(i0;isz;i){arr[i]-1;}}// 打印数组所有元素voidprint_arr(intarr[],intsz){inti0;for(i0;isz;i){printf(%d ,arr[i]);}printf(\n);}intmain(){intarr[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};// 计算数组元素个数必须在主函数内计算intszsizeof(arr)/sizeof(arr[0]);printf(原始数组: );print_arr(arr,sz);set_arr(arr,sz);// 数组传参本质传首元素地址printf(置-1后: );print_arr(arr,sz);return0;}预期终端输出原始数组: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 置-1后: -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -17. 函数声明与定义声明告诉编译器函数的名字、返回类型、参数。格式ret_type fun_name(参数类型1, 参数类型2, ...);参数名可省略。定义函数的实现。规则先声明后使用。定义在调用之前可无需声明定义在调用之后需提前声明。企业开发中按功能拆分文件头文件.h放函数声明、#define、typedef等。源文件.c放函数定义实现。头文件的本质把头文件中的信息拷贝到引用处。引用自定义头文件用#include add.h。8. static 与 externstatic修饰局部变量、全局变量、函数extern用来声明外部符号。8.1 static 修饰局部变量未修饰的局部变量每次进函数重新创建被static修饰后存储位置从栈区改到静态区生命周期与程序一致作用域不变。demo5_static.c —— static 局部变量计数// demo5_static.c - static 修饰局部变量计数功能#includestdio.h// 每次调用计数1static 局部变量生命周期与程序一致voidcount_call(){staticintcnt0;// 只初始化一次下次进入保留上次的值cnt;printf(第 %d 次调用\n,cnt);}intmain(){inti0;for(i0;i5;i){count_call();}return0;}预期终端输出第 1 次调用 第 2 次调用 第 3 次调用 第 4 次调用 第 5 次调用8.2 static 修饰全局变量 / 函数全局变量默认有外部链接属性可在其他源文件用extern声明后使用。static修饰全局变量或函数后链接属性变为内部链接属性仅能在本源文件内使用其他文件无法访问。8.3 extern 声明外部符号在 A 文件定义int g_val 2018;在 B 文件extern int g_val;声明后即可访问。9. 函数递归9.1 递归是什么递归是函数自己调用自己。思想是把一个大型复杂问题层层转化为一个与原问题相似但规模更小的子问题来求解直到子问题不能再拆分——这就是大事化小。9.2 递归的两个必要条件存在限制条件满足时递归不再继续。每次递归越来越接近这个限制条件。若缺少出口将陷入死递归导致栈溢出Stack Overflow。为什么递归会消耗内存每次函数调用都要在栈区申请一块函数栈帧来保存局部变量函数不返回栈帧空间就持续占用。递归层次过深会耗尽栈空间。9.3 举例1n 的阶乘递推公式n! n * (n-1)!且0! 1。demo6_factorial.c —— 递归求阶乘// demo6_factorial.c - 递归求 n 的阶乘#includestdio.h// 递归n! n * (n-1)!0! 1intfactorial(intn){if(n0)return1;// 递归的限制条件出口returnn*factorial(n-1);// 越来越接近限制条件}intmain(){intn5;intretfactorial(n);printf(%d! %d\n,n,ret);return0;}预期终端输出5! 1209.4 举例2顺序打印整数的每一位Print(1234)分解为Print(123) 打印4直到一位数直接打印。demo7_print_digits.c —— 顺序打印每一位// demo7_print_digits.c - 递归顺序打印整数的每一位#includestdio.h// 打印 n 的每一位顺序如 1234 - 1 2 3 4voidprint_digits(intn){if(n9){print_digits(n/10);// 先打印高位的每一位}printf(%d ,n%10);// 再打印最低位}intmain(){intm1234;print_digits(m);printf(\n);return0;}预期终端输出1 2 3 49.5 递归的缺点与迭代递归简洁但运行时有开销且层次过深可能栈溢出。能用迭代循环解决的问题迭代通常效率更高。以斐波那契数为例Fib(n) Fib(n-1) Fib(n-2)。递归写法会导致大量重复计算例如计算第40个斐波那契数时Fib(3)被重复计算了约3900万次。demo8_fib.c —— 递归 vs 迭代// demo8_fib.c - 斐波那契数递归 vs 迭代#includestdio.h// 递归实现简单但效率低大量重复计算intfib_recursive(intn){if(n2)return1;returnfib_recursive(n-1)fib_recursive(n-2);}// 迭代实现从前往后计算效率高intfib_iterative(intn){inta1;intb1;intc1;while(n2){cab;ab;bc;n--;}returnc;}intmain(){intn40;intr1fib_recursive(n);// 递归n较大时极慢示例用20printf(fib_recursive(20) %d\n,fib_recursive(20));printf(fib_iterative(%d) %d\n,n,fib_iterative(n));return0;}预期终端输出fib_recursive(20) 6765 fib_iterative(40) 102334155运行结果递归与迭代都能求斐波那契数求第40个时迭代秒出递归则非常缓慢可实测对比结论不要迷恋递归。当问题很复杂、迭代难以实现时递归的简洁性可以补偿运行开销否则优先使用迭代。声明本文为个人学习笔记基于笔者学习内容整理代码均在 VS2022 环境验证通过。