4.1函數(shù)概述函數(shù)是C源程序的基本模塊，通過對函數(shù)模塊的調(diào)用實(shí)現(xiàn)特定的功能。在設(shè)計(jì)一個(gè)較大的程序時(shí)，往往將程序劃分為若干個(gè)相對獨(dú)立的功能模塊，每個(gè)模塊由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成，實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的功能。一個(gè)完整的C程序由一個(gè)main函數(shù)和若干個(gè)其他函數(shù)構(gòu)成。C語言中的函數(shù)可以分為兩類：

庫函數(shù)：是C編譯器提供的事先編譯好的一些最基本的功能函數(shù)。

用戶自定義函數(shù)：用戶可把自己的算法編成一個(gè)個(gè)相對獨(dú)立的函數(shù)模塊，然后用調(diào)用的方法來使用函數(shù)。

C程序的全部工作都是由各式各樣的函數(shù)完成的，所以也把C語言稱為函數(shù)式語言

4.1函數(shù)概述4.1函數(shù)概述【例4.1】用函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)在屏幕上輸出下面的圖形?！境绦虼a】#include<stdio.h>#include<math.h>//調(diào)用數(shù)學(xué)類庫函數(shù)時(shí)必須包含的頭文件

//自定義函數(shù)，在給定的行號上輸出一定的*號voidprintstar(intn){ //調(diào)用庫函數(shù)pow求2的n次冪，也就是該行的*號的數(shù)量 intstartnum=pow(2,n);

//輸出指定數(shù)量的*號 for(inti=0;i<startnum;i++) printf("*"); printf("\n");

}

voidmain(){for(intk=0;k<6;k++) printstar(k);//調(diào)用自定義函數(shù)輸出該行的*號}4.2函數(shù)定義C語言中，與變量一樣，函數(shù)也必須“先定義，后使用”。函數(shù)定義的作用是規(guī)范函數(shù)的名稱、返回值類型、參數(shù)的類型與個(gè)數(shù)。這樣，在其他程序調(diào)用此函數(shù)時(shí)才能正確地輸入?yún)?shù)并獲取返回值。對于C語言提供的庫函數(shù)，已經(jīng)由編譯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定義好，我們只需直接調(diào)用，不用再定義，只需用#include指令把有關(guān)頭文件包含到本文件模塊中即可。例如，上面例4.1用到的庫函數(shù)pow,就需要在文件開頭寫上：#include<math.h>

對于庫函數(shù)中沒有的功能，用戶只能自己定義需要的功能，也就是所謂自定義函數(shù)。用戶自定義函數(shù)可以分為兩類：無參函數(shù)和有參函數(shù)。4.2函數(shù)定義無參函數(shù)的定義形式如下：類型標(biāo)識符函數(shù)名(){函數(shù)體}【例4.2】一個(gè)簡單的無參函數(shù)定義：voidPrintStar(){

printf("********");}有參函數(shù)的定義形式如下：類型標(biāo)識符函數(shù)名(形式參數(shù)表列){函數(shù)體}4.2函數(shù)定義【例4.3】定義一個(gè)函數(shù)，用于求兩個(gè)數(shù)中的大數(shù)。intmax(inta,intb){

inttemp;//聲明部分

temp=b;//語句部分 if(a>b)

temp=a;returntemp;}4.2函數(shù)定義

函數(shù)的返回值是指函數(shù)被調(diào)用之后，執(zhí)行函數(shù)體中的程序段所取得的并返回給主調(diào)函數(shù)的值。按照函數(shù)執(zhí)行后是否返回一個(gè)值給主調(diào)函數(shù)，函數(shù)又可以分為無返回值函數(shù)和有返回值函數(shù)兩類。無返回值函數(shù)需要明確定義為空類型，類型說明符為void。有返回值函數(shù)常用在表達(dá)式中，必須用return語句返回一個(gè)具體的值給調(diào)用它的函數(shù)。4.2函數(shù)定義有關(guān)函數(shù)的返回值有幾點(diǎn)需要特別注意的要點(diǎn)：（1）有返回值函數(shù)中至少應(yīng)有一個(gè)return語句，允許有多個(gè)return語句，但每次調(diào)用只會(huì)有一個(gè)return語句被執(zhí)行，一旦一個(gè)return語句被執(zhí)行，就會(huì)退出函數(shù)。因此，每一次函數(shù)調(diào)用只能返回一個(gè)函數(shù)值。（2）函數(shù)值的類型和函數(shù)定義中函數(shù)的類型應(yīng)保持一致。如果兩者不一致，則以函數(shù)類型為準(zhǔn)，自動(dòng)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。（3）如函數(shù)值為整型，在函數(shù)定義時(shí)可以省去類型說明。（4）不返回函數(shù)值的函數(shù)，必須明確定義為void類型，即空類型。空類型函數(shù)可以有return語句，但不能返回任何具體的數(shù)值?？蘸瘮?shù)中的return語句主要用于在滿足某種條件下提前結(jié)束函數(shù)的執(zhí)行。4.3調(diào)用函數(shù)C語言中，函數(shù)調(diào)用的一般形式為：函數(shù)名(實(shí)際參數(shù)表列)按照函數(shù)調(diào)用在程序中出現(xiàn)的形式和位置劃分，可以用以下3種方式調(diào)用函數(shù)：（1）函數(shù)語句：把函數(shù)調(diào)用作為一個(gè)單獨(dú)的語句，即在函數(shù)調(diào)用的一般形式加上分號。例如：printf("%d",a);scanf("%d",&b);（2）函數(shù)表達(dá)式：函數(shù)調(diào)用可以出現(xiàn)在另一個(gè)表達(dá)式中。n=5*max(a,b);（3）函數(shù)實(shí)參：函數(shù)調(diào)用作為另一個(gè)函數(shù)調(diào)用時(shí)的實(shí)際參數(shù)出現(xiàn)。n=max(a,max(b,c));4.3調(diào)用函數(shù)在調(diào)用有參數(shù)的函數(shù)時(shí)，主調(diào)函數(shù)和被調(diào)用的函數(shù)直接需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。前面已經(jīng)介紹過，在函數(shù)定義中時(shí)函數(shù)名后面括號中的變量稱為“形式參數(shù)”（簡稱“形參”），而在主調(diào)函數(shù)中調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)，函數(shù)名后面括號中的參數(shù)稱為“實(shí)際參數(shù)”（簡稱“實(shí)參”）。形參出現(xiàn)在函數(shù)定義中，在整個(gè)函數(shù)體內(nèi)都可以使用，離開該函數(shù)則不能使用。實(shí)參出現(xiàn)在主調(diào)函數(shù)中，進(jìn)入被調(diào)函數(shù)后，實(shí)參變量也不能使用。形參和實(shí)參的功能是作數(shù)據(jù)傳送，發(fā)生函數(shù)調(diào)用時(shí)，主調(diào)函數(shù)把實(shí)參的值傳遞給被調(diào)函數(shù)的形參，或者可以說時(shí)形參從實(shí)參得到一個(gè)值，實(shí)現(xiàn)主調(diào)函數(shù)向被調(diào)函數(shù)的數(shù)據(jù)傳送。4.3調(diào)用函數(shù)【例4.5】輸入兩個(gè)整數(shù)，并輸出較大的數(shù)模3的余數(shù)?！境绦虼a】#include<stdio.h>//main函數(shù)調(diào)用max函數(shù)，然后求其返回值模3的余數(shù)并輸出voidmain(){ intmax(inta,intb);//對max函數(shù)原型的說明（下面小節(jié)介紹） inti,j,k; i=13;j=76; k=max(i,j)%3;//調(diào)用max函數(shù)，i,j為實(shí)參 printf("最大值%d模3的余數(shù)是:%d\n",max(i,j),k);}//定義max函數(shù)，此時(shí)a和b都是虛擬的，沒有具體的存儲(chǔ)空間intmax(inta,intb){ if(a>b) return(a); else return(b);}4.3調(diào)用函數(shù)函數(shù)的形參和實(shí)參具有以下特點(diǎn)：（1）形參變量只有在被調(diào)用時(shí)才臨時(shí)分配內(nèi)存單元，在調(diào)用結(jié)束時(shí)，即刻釋放所分配的內(nèi)存單元。因此，形參只有在函數(shù)內(nèi)部有效。函數(shù)調(diào)用結(jié)束返回主調(diào)函數(shù)后則不能再使用該形參變量。（2）實(shí)參可以是常量、變量、表達(dá)式、函數(shù)等，無論實(shí)參是何種類型的量，在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，它們都必須具有確定的值，以便把這些值傳送給形參。因此應(yīng)預(yù)先用賦值，輸入等辦法使實(shí)參獲得確定值。（3）實(shí)參和形參在數(shù)量、類型和順序上必須嚴(yán)格一致，否則會(huì)發(fā)生“類型不匹配”的錯(cuò)誤。若形參與實(shí)參類型不一致，自動(dòng)按形參類型轉(zhuǎn)換函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換。（4）函數(shù)調(diào)用中數(shù)據(jù)的傳遞是單向的。即只能把實(shí)參的值傳遞給形參，而不能把形參的值反向傳遞給實(shí)參。換句話說，形參值的改變不影響實(shí)參的值。4.3調(diào)用函數(shù)在C程序中，一個(gè)函數(shù)的定義既可放在主函數(shù)main之前，也可放在main之后。但是，在主調(diào)函數(shù)中調(diào)用某函數(shù)之前應(yīng)對被調(diào)函數(shù)進(jìn)行說明（聲明），其目的是讓編譯系統(tǒng)知道被調(diào)函數(shù)返回值的類型，以便在主調(diào)函數(shù)中按此種類型對返回值作相應(yīng)的處理。對被調(diào)函數(shù)進(jìn)行說明（聲明）稱為函數(shù)原型，其一般形式為：

類型說明符被調(diào)函數(shù)名(類型形參，類型形參…)；4.3調(diào)用函數(shù)【例4.7】函數(shù)原型和函數(shù)調(diào)用示例swap(inta,intb);voidPrintNum(float);main(){……swap(3,6);PrintNum}swap(inta,intb);{……}voidPrintNum(floatb);{……}4.4函數(shù)的嵌套調(diào)用C語言中函數(shù)與函數(shù)之間都是互相獨(dú)立的，不能嵌套定義，也就是說一個(gè)函數(shù)定義的內(nèi)部不能定義另外的函數(shù)。與之相反，函數(shù)調(diào)用的時(shí)候允許嵌套調(diào)用。所謂函數(shù)的嵌套調(diào)用指的是一個(gè)函數(shù)調(diào)用另一個(gè)函數(shù)，而被調(diào)用的這個(gè)函數(shù)又再調(diào)用其他函數(shù)。4.4函數(shù)的嵌套調(diào)用【例4.8】求1到整數(shù)N的K次方的累加和。#include<stdio.h>intsumPower(intk,intn);intpower(intm,intn);intmain(void){ inttotal=0; intK=3; intN=6; total=sumPower(K,N); printf("從1到%d的%d次方的和為:%d\n",N,K,total); return0;}4.4函數(shù)的嵌套調(diào)用intsumPower(intk,intn){inti,sum=0;for(i=1;i<=n;i++){sum+=power(i,k);}returnsum;}intpower(intm,intn){inti,product=1;for(i=1;i<=n;i++){ product*=m;}returnproduct;}4.5遞歸函數(shù)C語言中，一個(gè)函數(shù)在它的函數(shù)體內(nèi)可以調(diào)用它自身，稱為遞歸調(diào)用。這種函數(shù)稱為遞歸函數(shù)。在遞歸調(diào)用中，主調(diào)函數(shù)又是被調(diào)函數(shù)，執(zhí)行遞歸函數(shù)將反復(fù)調(diào)用其自身，每調(diào)用一次就進(jìn)入新的一層。4.5遞歸函數(shù)【例4.9】用遞歸法計(jì)算n的階乘。#include<stdio.h>longrecursive(intn){longf;if(n==1)f=1;//直接給出結(jié)果，不繼續(xù)遞歸調(diào)用elsef=recursive(n-1)*n;//這里開始遞歸調(diào)用return(f);}main(){intn;longy;printf("\n請輸入一個(gè)大于0的整數(shù):\n");scanf("%d",&n);if(n<1)printf("n<1,無效輸入");y=recursive(n);printf("%d!=%ld",n,y);}4.6局部變量和全局變量依據(jù)變量聲明的位置不同，變量可以分為3種不同的情況：（1）在函數(shù)的開頭聲明；（2）在函數(shù)的某個(gè)復(fù)合語句（比如for循環(huán)或while循環(huán)語句等）聲明；（3）在函數(shù)的外面聲明。第（1）（2）兩種情況下聲明的變量其作用域僅限于函數(shù)或復(fù)合語句內(nèi)，離開定義它函數(shù)或復(fù)合語句后就不能再使用這個(gè)變量。這種方式聲明的變量稱為局部變量，也稱為內(nèi)部變量。特別的，函數(shù)的參數(shù)也是只限于函數(shù)內(nèi)使用的局部變量。與之對應(yīng)，第（3）種情況下聲明的變量可以在變量聲明之后的所有函數(shù)中使用，稱為全局變量，也稱為外部變量。4.6局部變量和全局變量局部變量的作用域僅限于函數(shù)或復(fù)合語句內(nèi)，也就是說只能在聲明它們的函數(shù)或復(fù)合語句內(nèi)引用，在此之外的范圍內(nèi)是不能使用這些變量的。另外，如果聲明局部變量的位置不在函數(shù)或復(fù)合語句的開頭部分，那么就只能在聲明變量的語句之后的部分引用它們。4.6局部變量和全局變量關(guān)于局部變量的作用域,需要特別強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)：(1)主函數(shù)中定義的變量也只能在主函數(shù)中使用，不能在其它函數(shù)中使用。同時(shí)，主函數(shù)中也不能使用其它函數(shù)中定義的變量。因?yàn)橹骱瘮?shù)也是一個(gè)函數(shù)，它與其它函數(shù)是平行關(guān)系。這一點(diǎn)是與其它語言不同的，應(yīng)予以注意。(2)形參變量是屬于被調(diào)函數(shù)的局部變量，實(shí)參變量是屬于主調(diào)函數(shù)的局部變量。(3)允許在不同的函數(shù)中使用相同的變量名，它們代表不同的對象，分配不同的單元，互不干擾，也不會(huì)發(fā)生混淆。如在前例中，形參和實(shí)參的變量名都為n，是完全允許的。(4)在復(fù)合語句中也可定義變量，其作用域只在復(fù)合語句范圍內(nèi)，從變量聲明的地方開始到復(fù)合語句結(jié)束為止。4.6局部變量和全局變量在所有函數(shù)外部定義的變量就是全局變量，也稱為外部變量。全局變量不屬于哪一個(gè)函數(shù)，它屬于一個(gè)源程序文件，其作用域是整個(gè)源程序。在函數(shù)中使用全局變量，一般應(yīng)作全局變量說明。只有在函數(shù)內(nèi)經(jīng)過說明的全局變量才能使用。全局變量的說明符為extern。但在一個(gè)函數(shù)之前定義的全局變量，在該函數(shù)內(nèi)使用可不再加以說明。4.6局部變量和全局變量【例4.13】輸入任意三角形的三個(gè)邊長，求三角形的面積。#include<stdio.h>#include<math.h>doublea,b,c;doublearea()//{ doubleL,S; if(a+b<c||a+c<b||b+c<a) return(-1.0); L=(a+b+c)/2; S=L; S*=(L-a);S*=(L-b);S*=(L-c); S=sqrt(S); returnS;}4.6局部變量和全局變量續(xù)【例4.13】輸入任意三角形的三個(gè)邊長，求三角形的面積。voidmain(){ doubleS1,S2,S3; a=3;b=4;c=5; S1=area(); a=8;b=9;c=12; S2=area(); a=2;b=6;c=19; S3=area();//返回值為-1表示不滿足三角形條件 printf("S1=%6.2lf\n",S1); printf("S2=%6.2lf\n",S2); printf("S3=%6.2lf\n",S3);}4.6局部變量和全局變量如果同一個(gè)源文件中，全局變量與局部變量同名，則在局部變量的作用范圍內(nèi)，全局變量被“屏蔽”，不起作用?！纠?.14】全局部變量被局部變量屏蔽。#include<stdio.h>intk;//聲明全局變量kvoidprintnum1(){ intk=127;//聲明局部變量k并賦值 printf("INprintnum1:k=%d\n",k);}voidprintnum2(){ printf("INprintnum2:k=%d\n",k);}voidmain(){ k=10;//為全局變量k賦值 printnum1(); printnum2();}4.7變量的存儲(chǔ)類別變量的存儲(chǔ)有兩種不同的方式：靜態(tài)存儲(chǔ)方式和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式。靜態(tài)存儲(chǔ)方式是指在程序運(yùn)行期間分配固定的存儲(chǔ)空間的方式。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式是在程序運(yùn)行期間根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分配存儲(chǔ)空間的方式。具體來說，C語言中存儲(chǔ)類別包括4種：自動(dòng)的（auto）靜態(tài)的（static）寄存器的（register）外部的（extern）4.7變量的存儲(chǔ)類別有時(shí)希望函數(shù)中的局部變量的值在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后不消失而保留原值，這時(shí)就應(yīng)該指定局部變量為“靜態(tài)局部變量”，用關(guān)鍵字static進(jìn)行聲明。【例4.15】考察靜態(tài)局部變量的值。#include<stdio.h>voidfun(){ autointa=0; staticintb=0; a=a+1; b=b+1; printf("a=%d,b=%d\n",a,b);}main(){ inti; for(i=0;i<5;i++) fun();}4.7變量的存儲(chǔ)類別外部變量（即全局變量）是在函數(shù)的外部定義的，它的作用域?yàn)閺淖兞慷x處開始，到本程序文件的末尾。如果外部變量不在文件的開頭定義，其有效的作用范圍只限于定義處到文件終了。如果在定義點(diǎn)之前的函數(shù)想引用該外部變量，則應(yīng)該在引用之前用關(guān)鍵字extern對該變量作外部變量聲明，表示該變量是一個(gè)已經(jīng)定義的外部變量。有了此聲明，就可以從聲明處起，合法地使用該外部變量。4.7變量的存儲(chǔ)類別【例4.18】用extern聲明外部變量，擴(kuò)展程序文件中的作用域。#include<stdio.h>intadd(intx,inty){ return(x+y);}voidmain(){ externa,b; printf("a=%d\nb=%d\n",a,b); printf("a+b=%d\n",add(a,b));}inta=33,b=-18;

4.8外部函數(shù)和內(nèi)部函數(shù)類似于變量的作用域，函數(shù)同樣也存在作用域。如果在一個(gè)源文件中定義的函數(shù)只能被該文件中的函數(shù)所調(diào)用，而不能被同一程序其他文件中的函數(shù)調(diào)用，那么我們稱之為內(nèi)部函數(shù)，又稱靜態(tài)函數(shù)。在定義內(nèi)部函數(shù)時(shí)，在函數(shù)名和函數(shù)類型的前面加static，其定義的一般形式為：static函數(shù)類型函數(shù)名（參數(shù)表）如果一個(gè)函數(shù)既可以被同一個(gè)源文件中的函數(shù)調(diào)用，又可以被同一程序其他文件中的函數(shù)調(diào)用，我們稱之為外部函數(shù)。在定義外部函數(shù)時(shí)，在函數(shù)名和函數(shù)類型的前面加關(guān)鍵字extern，其定義的一般形式為：extern函數(shù)類型函數(shù)名（參數(shù)表）如果定義函數(shù)時(shí)沒有加關(guān)鍵字static或者extern，那么這種函數(shù)默認(rèn)為外部函數(shù)。換句話說，就是外部函數(shù)之前的關(guān)鍵字extern可以省略。外部函數(shù)和內(nèi)部函數(shù)之間的最大區(qū)別莫過于它們的作用范圍不同，內(nèi)部函數(shù)的作用范圍是它所在的源文件，而外部函數(shù)的作用范圍則不局限于它所在的源文件。4.8外部函數(shù)和內(nèi)部函數(shù)【例4.19】用外部函數(shù)求兩個(gè)整數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)。/*******以下代碼存放于file1.c中*******/#include<stdio.h>intmain(void){intm,n,t1,t2;externintgcd(inta,intb);externintlcm(inta,intb);printf("Inputtwointegers:");scanf("%d%d",&m,&n);t1=gcd(m,n);t2=lcm(m,n);printf("GCD:%d\n",t1);printf("LCM:%d\n",t2);return0;}4.8外部函數(shù)和內(nèi)部函數(shù)/********以下代碼存放于file2.c中*******///求給定兩個(gè)整數(shù)的最大公約數(shù)externintgcd(inta,intb){ intm; if(a<b){ m=a;a=b;b=m; } while(b!=0){ m=a%b; a=b; b=m;} returna;}//求給定兩個(gè)整數(shù)的最小公倍數(shù)intlcm(inta,intb){intgcd_value=gcd(a,b);returna*b/gcd_value;}4.9編譯預(yù)處理預(yù)處理是C語言的一個(gè)重要功能，它由預(yù)處理程序負(fù)責(zé)完成。當(dāng)對一個(gè)源文件進(jìn)行編譯時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)引用預(yù)處理程序?qū)υ闯绦蛑械念A(yù)處理部分作處理，處理完畢自動(dòng)進(jìn)入對源程序的編譯。C語言提供了多種預(yù)處理功能，如宏定義、文件包含、條件編譯等。合理地使用預(yù)處理功能編寫的程序便于閱讀、修改、移植和調(diào)試，也有利于模塊化程序設(shè)計(jì)。4.9編譯預(yù)處理在C語言源程序中允許用一個(gè)標(biāo)識符來表示一個(gè)字符串，稱為宏。被定義為宏的標(biāo)識符稱為宏名。在編譯預(yù)處理時(shí)，對程序中所有出現(xiàn)的宏名，都用宏定義中的字符串去代換，這稱為宏代換或宏展開。宏代換是由預(yù)處理程序自動(dòng)完成的。在C語言中，宏分為有參數(shù)宏和無參數(shù)宏兩種。4.9編譯預(yù)處理無參宏的宏名后不帶參數(shù)，其定義的一般形式為：#define標(biāo)識符字符串其中，#defin