当前位置：首页 > news >正文

C——函数

news 来源：原创 2025/8/20 22:14:46

一、函数的概念

数学中我们其实就⻅过函数的概念，⽐如：⼀次函数 y = kx + b ，k和b都是常数，给⼀个任意的

x，就得到⼀个y值。

其实在C语⾔也引⼊函数（function）的概念，有些翻译为：⼦程序，⼦程序这种翻译更加准确⼀些。

C语⾔中的函数就是⼀个完成某项特定的任务的⼀⼩段代码。这段代码是有特殊的写法和调⽤⽅法的。

C语⾔的程序其实是由⽆数个⼩的函数组合⽽成的，也可以说：⼀个⼤的计算任务可以分解成若⼲个较⼩的函数（对应较⼩的任务）完成。同时⼀个函数如果能完成某项特定任务的话，这个函数也是可以复⽤的，提升了开发软件的效率。

在C语⾔中我们⼀般会⻅到两类函数：

库函数

⾃定义函数

二、库函数

1.标准库和头文件

库函数是由编程语言或操作系统提供的一系列预先编写好的函数，它们被封装在库文件中，供开发者在编写程序时直接调用，这样可以提高开发效率、减少重复劳动。像printf、scanf都是库函数。

各种编译器的标准库中提供了⼀系列的库函数，这些库函数根据功能的划分，都在不同的头⽂件中进⾏了声明。

库函数相关头⽂件：https://zh.cppreference.com/w/c/header，可在该网址查看一些常用的头文件。

2.库函数的使用方法

库函数的学习和查看⼯具很多，⽐如：

C/C++官⽅的链接：https://zh.cppreference.com/w/c/header。

cplusplus.com：https://legacy.cplusplus.com/reference/clibrary/。

例子：sqrt

double sqrt (double x);
//sqrt 是函数名
//x 是函数的参数，表⽰调⽤sqrt函数需要传递⼀个double类型的值
//double 是返回值类型 - 表⽰函数计算的结果是double类型的值

2.1 功能

Compute square root 计算平⽅根

Returns the square root of x.（返回平⽅根）

2.2 头⽂件包含

库函数是在标准库中对应的头⽂件中声明的，所以库函数的使⽤，务必包含对应的头⽂件，不包含是可能会出现⼀些问题的。

2.3 实践

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
   double d = 16.0;
   double r = sqrt(d);
   printf("%lf\n", r);
   return 0;
}

2.4库函数⽂档的⼀般格式

1. 函数原型

2. 函数功能介绍

3. 参数和返回类型说明

4. 代码举例

5. 代码输出

6. 相关知识链接

三、自定义函数

1.函数的语法形式

其实⾃定义函数和库函数是⼀样的，形式如下：
ret_type fun_name(形式参数)
{

}

ret_type 是函数返回类型

fun_name 是函数名

括号中放的是形式参数

{}括起来的是函数体

ret_type 是⽤来表⽰函数计算结果的类型，有时候返回类型可以是 void ，表⽰什么都不返回

fun_name 是为了⽅便使⽤函数；就像⼈的名字⼀样，有了名字⽅便称呼，函数有了名字⽅便调

⽤，所以函数名尽量要根据函数的功能起的有意义。

函数的参数就相当于，⼯⼚中送进去的原材料，函数的参数也可以是 void ，明确表⽰函数没有参

数。如果有参数，要交代清楚参数的类型和名字，以及参数个数。

{}括起来的部分被称为函数体，函数体就是完成计算的过程。

加法函数：

我们根据要完成的功能，给函数取名：Add，函数Add需要接收2个整型类型的参数，函数计算的结果也是整型。

所以我们根据上述的分析写出函数：

Add函数也可以简化为：

函数的参数部分需要交代清楚：参数个数，每个参数的类型是啥，形参的名字叫啥。

四、形参和实参

在函数使⽤的过程中，把函数的参数分为，实参和形参。

1.形参：

定义：形参是在函数定义时声明的参数，它出现在函数定义的括号内。形参就像是函数内部的局部变量，用于接收调用函数时传递过来的数据。

作用：形参为函数提供了一种接收外部数据的方式，使得函数可以处理不同的数据。

例子：

2.实参

定义：实参是在函数调用时传递给函数的具体数据。实参可以是常量、变量、表达式等，但它们必须具有确定的值。

作用：实参用于向函数传递具体的数据，使得函数能够根据这些数据执行相应的操作。

例子：

3.实参和形参的关系

形参和实参各自是独立的内存空间。

数据传递：在函数调用时，实参的值会被复制给形参（值传递）。这意味着函数内部对形参的修改不会影响到实参。

类型匹配：实参的类型必须与形参的类型兼容，否则可能会导致数据截断或未定义行为。

通过代码来看出：

调试结果：

我们在调试的时候可以观察到，x和y确实得到了a和b的值，但是x和y的地址和a和b的地址是不⼀样的，所以我们可以理解为形参是实参的⼀份临时拷贝。

五、return语句

在函数的设计中，函数中经常会出现return语句，这⾥讲⼀下return语句使⽤的注意事项：

return后边可以是⼀个数值，也可以是⼀个表达式，如果是表达式则先执⾏表达式，再返回表达式

的结果。

return后边也可以什么都没有，直接写 return; 这种写法适合函数返回类型是void的情况。

return语句执⾏后，函数就彻底返回，后边的代码不再执⾏。

return返回的值和函数返回类型不⼀致，系统会⾃动将返回的值隐式转换为函数的返回类型。

如果函数中存在if等分⽀的语句，则要保证每种情况下都有return返回，否则会出现编译错误。

函数的返回类型如果不写，编译器会默认函数的返回类型是int。

函数写了返回类型，但是函数中没有使⽤return返回值，那么函数的返回值是未知的。

六、数组做函数参数

这⾥我们需要知道数组传参的⼏个重点知识：

函数的形式参数要和函数的实参个数匹配。

函数的实参是数组，形参也是可以写成数组形式的。

形参如果是⼀维数组，数组⼤⼩可以省略不写。

形参如果是⼆维数组，⾏可以省略，但是列不能省略。

数组传参，形参是不会创建新的数组的。

形参操作的数组和实参的数组是同⼀个数组。

1.一维数组作为函数参数：

（1）传递数组首元素地址

在 C 语言里，当把数组作为参数传递给函数时，实际上传递的是数组首元素的地址，而不是整个数组的副本。函数定义时，参数可以写成数组形式，也可以写成指针形式，二者是等价的。

（2）函数内部修改数组元素

由于传递的是数组首元素的地址，函数内部可以修改数组的元素。

2.二维数组作为函数参数

二维数组作为函数参数时，需要指定除第一维以外的其他维度的大小。

七、嵌套调用和链式访问

1.嵌套调用

函数嵌套调用就是一个函数在其函数体里调用其他函数。比如，函数 A 在执行过程中调用函数 B，而函数 B 在执行时又调用函数 C，这就是函数嵌套调用。

2.链式访问

链式访问是把多个函数调用连接起来，一个函数调用的返回值会作为下一个函数调用的参数。通过这种方式，能在一条语句中完成多个操作，避免使用临时变量来存储中间结果。

八、函数的声明和定义

1.单个文件

⼀般我们在使⽤函数的时候，直接将函数写出来就使⽤了。

#include<stdio.h>

//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
   if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
       return 1;
   else
       return 0;
}
int main()
{
   int y = 0;
   scanf("%d", &y);
   int r = is_leap_year(y);
   if (r == 1)
       printf("闰年\n");
   else
       printf("⾮闰年\n");
   return 0;
}
上⾯代码中橙⾊的部分是函数的定义，绿⾊的部分是函数的调⽤。

那如果我们将函数的定义放在函数的调⽤后边，如下：

#include<stdio.h>

int main()
{
   int y = 0;
   scanf("%d", &y);
   int r = is_leap_year(y);
   if (r == 1)
       printf("闰年\n");
   else
       printf("⾮闰年\n");
       return 0;
}
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
   if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
       return 1;
   else
       return 0;
}

这是因为C语⾔编译器对源代码进⾏编译的时候，从第⼀⾏往下扫描的，当遇到第7⾏的is_leap_year

函数调⽤的时候，并没有发现前⾯有is_leap_year的定义，就报出了上述的警告。

把怎么解决这个问题呢？就是函数调⽤之前先声明⼀下is_leap_year这个函数，声明函数只要交代清楚：函数名，函数的返回类型和函数的参数。

如：int is_leap_year(int y)；这就是函数声明，函数声明中参数只保留类型，省略掉名字也是可以

的。

代码变成这样就可以正常编译了：

#include<stdio.h>

int is_leap_year(int y)；//函数声明
int main()
{
   int y = 0;
   scanf("%d", &y);
   int r = is_leap_year(y);
   if (r == 1)
       printf("闰年\n");
   else
       printf("⾮闰年\n");
       return 0;
}
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
   if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
       return 1;
   else
       return 0;
}

函数的调⽤⼀定要满⾜，先声明后使⽤；

函数的定义也是⼀种特殊的声明，所以如果函数定义放在调⽤之前也是可以的。

2.多个文件

例如：

add.c

//函数的定义
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}

add.h

//函数的声明
int Add(int x, int y);

test.c

#include <stdio.h>
#include "add.h"
int main()
{
   int a = 10;
   int b = 20;
   //函数调⽤
   int c = Add(a, b);
   printf("%d\n", c);
   return 0;
}

运行结果：

有了函数声明和函数定义的理解，我们写代码就更加⽅便了。

3.static和extern

static 和 extern 都是C语⾔中的关键字。

static 是静态的的意思，可以⽤来：

修饰局部变量

修饰全局变量

修饰函数

extern 是⽤来声明外部符号的。

在讲解 static 和 extern 之前再讲⼀下：作⽤域和⽣命周期。

作⽤域（scope）是程序设计概念，通常来说，⼀段程序代码中所⽤到的名字并不总是有效（可⽤）的，⽽限定这个名字的可⽤性的代码范围就是这个名字的作⽤域。

1. 局部变量的作⽤域是变量所在的局部范围。

2. 全局变量的作⽤域是整个⼯程（项⽬）。

⽣命周期指的是变量的创建(申请内存)到变量的销毁(收回内存)之间的⼀个时间段。

1. 局部变量的⽣命周期是：进⼊作⽤域变量创建，⽣命周期开始，出作⽤域⽣命周期结束。

2. 全局变量的⽣命周期是：整个程序的⽣命周期。

3.1static修饰局部变量：

对⽐代码1和代码2的效果，理解 static 修饰局部变量的意义。

代码1的test函数中的局部变量i是每次进⼊test函数先创建变量（⽣命周期开始）并赋值为0，然后

++，再打印，出函数的时候变量⽣命周期将要结束（释放内存）。

代码2中，我们从输出结果来看，i的值有累加的效果，其实 test函数中的i创建好后，出函数的时候是不会销毁的，重新进⼊函数也就不会重新创建变量，直接上次累积的数值继续计算。

结论：static修饰局部变量改变了变量的⽣命周期，⽣命周期改变的本质是改变了变量的存储类型，本来⼀个局部变量是存储在内存的栈区的，但是被 static 修饰后存储到了静态区。存储在静态区的变量和全局变量是⼀样的，⽣命周期就和程序的⽣命周期⼀样了，只有程序结束，变量才销毁，内存才回收。但是作⽤域不变的。

使⽤建议：未来⼀个变量出了函数后，我们还想保留值，等下次进⼊函数继续使⽤，就可以使⽤static修饰。

3.2 static 修饰全局变量

extern 是⽤来声明外部符号的，如果⼀个全局的符号在A⽂件中定义的，在B⽂件中想使⽤，就可以使⽤ extern 进⾏声明，然后使⽤。

代码1正常，代码2在编译的时候会出现链接性错误。

结论：

⼀个全局变量被static修饰，使得这个全局变量只能在本源⽂件内使⽤，不能在其他源⽂件内使⽤。

本质原因是全局变量默认是具有外部链接属性的，在外部的⽂件中想使⽤，只要适当的声明就可以使⽤；但是全局变量被 static 修饰之后，外部链接属性就变成了内部链接属性，只能在⾃⼰所在的源⽂件内部使⽤了，其他源⽂件，即使声明了，也是⽆法正常使⽤的。

使⽤建议：如果⼀个全局变量，只想在所在的源⽂件内部使⽤，不想被其他⽂件发现，就可以使⽤

static修饰。

3.3static修饰函数

代码1是能够正常运⾏的，但是代码2就出现了链接错误。

其实 static 修饰函数和 static 修饰全局变量是⼀模⼀样的，⼀个函数在整个⼯程都可以使⽤，

被static修饰后，只能在本⽂件内部使⽤，其他⽂件⽆法正常的链接使⽤了。

本质是因为函数默认是具有外部链接属性，具有外部链接属性，使得函数在整个⼯程中只要适当的声明就可以被使⽤。但是被 static 修饰后变成了内部链接属性，使得函数只能在⾃⼰所在源⽂件内部使⽤。

使⽤建议：⼀个函数只想在所在的源⽂件内部使⽤，不想被其他源⽂件使⽤，就可以使⽤ static 修

饰。

总之，函数是 C 语言模块化编程的核心，合理运用函数能让代码更易读、易维护和复用。

相关文章：