115.C語言_函數

第六章函數node

6.1 函數概述
- 定義
  - 函數：是具備必定功能的一個程序塊；是C語言的基本組成單位。
  - 在前面各章的例子及讀者本身編寫的C語言程序中都用到了以「main「開頭的主函數，而且在程序中頻繁地調用了C語言提供的用於輸入輸出的庫函數( scanf( )和printf( )函數)。
  - 函數是Ｃ源程序的基本模塊，經過對函數模塊的調用實現特定的功能。
  - 一個C程序可由一個主函數和若干個其餘函數構成，而且只能有一個主函數。由主函數來調用其餘函數，其餘子函數之間也能夠互相調用。
  - C程序的執行老是從main()函數開始。調用其餘函數完畢後，程序流程回到main( )函數，繼續執行主函數中的其餘語句，直到main( )函數結束，則整個程序的運行結束。
  - main( )函數是由系統定義的。全部的函數都是平行的，即在函數定義時它們是互相獨立的，函數之間並不存在從屬關係。也就是說，函數不能嵌套定義(這是與PASCAL不一樣的)，函數之間能夠互相調用，但不容許調用main( )函數。
- 分類
  - 從用戶的使用的角度看，函數有兩種：
    - (1) 標準函數，即庫函數。這些函數由系統提供，能夠直接使用。
    - (2) 自定義的函數。用以解決用戶須要時設計定義的函數。
  - 從函數的形式看，函數分爲兩類：
    - (1)無參函數。
    - (2)有參函數。
6.2 函數定義的通常形式
- 函數的定義
  - C語言中函數定義的通常形式以下：
    - 函數返回值的類型名函數名(類型名形式參數1，類型名形式參數2， … )
    - {
    - 說明部分;
    - 語句部分;
    - }
- 說明：
  - 函數名和各個形式參數都是由用戶命名的合法標識符，與普通變量名的定義規則相同。在同一程序中，函數名必須惟一，不能出現重名的狀況。形式參數名只要在同一函數中惟一便可，因爲形式參數的做用域不相同，所以形式參數名能夠與其餘函數中的變量名同名。C語言規定，不能在一個函數內部再定義函數，也就是說函數不能嵌套定義。
  - 若在函數的首部省略了函數返回值的類型名,能夠把函數首部寫成:
    - 函數名(類型名形式參數1 ，類型名形式參數2 ，…，類型名　形式參數n)
  - 緊跟在函數名以後的圓括號中的內容是形式參數和類型說明表,在每一個形參以前都要有類型名,以標識形式參數的類型。各形參的定義之間用逗號分隔。
    - 例如，求兩整數和的函數：
      - int add(int a ,int b)
      - {
      - intt; /* 函數體中聲明部分 */
      - t=a+b;
      - return t;
      - }
  - 若所定義的函數沒有形參,函數名後的一對圓括號依然不能省略。本例中函數體中的語句是用來完成求和的功能。在某些狀況下，函數體能夠是空的,例如:
    - fun()
    - { }
    - 該函數中沒有任何語句，什麼工做也不作，沒有任何實際做用。之因此要在主調函數上這樣寫，是爲了代表此處要調用一個函數，而如今這個函數的具體功能可能尚未設計好，沒有起做用，等之後擴充函數功能時補充上便可。
  - 在函數體中，除形參外，用到的其餘變量必須在說明部分進行定義，這些變量(包括形參)只在函數被調用時才被臨時分配內存單元，當退出函數時，這些臨時開闢的存儲單元所有被釋放掉，即在該函數體內部定義的變量都將不存在。所以，這些變量只在函數體內部起做用，與其餘函數體內的變量並不相關。
6.3 函數參數和函數返回值
- 6.3.1 形式參數和實際參數
  - 定義
    - 在程序中調用函數時，絕大多數狀況下，主調函數和被調函數之間會發生數據傳遞關係,這就要用到前面提到的有參函數。在定義函數時，函數名後面括號中的變量稱爲「形式參數「(簡稱「形參「)；在主調函數中，函數名後面括號中的參數(能夠是一個表達式)稱爲「實際參數「(簡稱「實參「)。
  - 說明：
    - (1)實參能夠是常量、變量或表達式。
    - (2)在被定義的函數中必須指定形參類型。
    - (3)實參與形參的類型應相同或賦值相兼容。
    - (4)C語言規定，實參變量對形參變量的數據傳遞是「值傳遞「，即單向傳遞。只能由實參傳給形參，而不能由形參返回來給實參。在內存中，實參單元與形參單元是不一樣的單元。
    - (5)在調用函數時，給形參分配存儲單元，並將實參對應的值傳遞給形參。調用結束後，形參單元被釋放，實參單元仍保留並維持原值。
    - （6）必定要注意參數之間的傳遞，實參和形參之間傳數值，和傳地址的差異。傳數值的話，形參的變化不會改變實參的變化。傳地址的話，形參的變化就會有可能改變實參的變化。
- 6.3.2 函數的返回值
  - 函數的返回值就是經過函數調用使主調函數能獲得一個肯定的值。函數的值經過return語句返回，return語句的形式以下：
    - return 表達式;
    - 或return(表達式);
    - 或return;
  - return 語句中的表達式的值就是所求的函數值。此表達式值的類型必須與函數首部所說明的類型一致。若類型不一致，則以函數值的類型爲準，由系統自動進行轉換。
    - 例如經過函數調用的方法求1到天然數n（n>1）天然數的和，有程序段以下
      - #include<stdio.h>
      - ints(int n)
      - {
      - int i,sum=0;
      - for(i=1;i<=n;i++)
      - sum+=i;
      - return sum;
      - }
      - main()
      - {
      - int n;
      - printf("input number\n");
      - scanf("%d",&n);
      - n=s(n);
      - printf("1到n的和爲：%d\n",n);
      - }
6.4 函數的調用
- 6.4.1 函數調用的通常形式
  - 函數名(實參表列);
  - 函數的調用能夠分爲調用無參函數和調用有參函數兩種，若是是調用無參函數，則不用「實參表列「，但括號不能省略。在調用有參函數時，若實參列表中有多個實參，各參數間用逗號隔開。實參與形參要求類型一致。
- 6.4.2 函數調用的方式
  - （1）函數語句。把函數調用作爲一個語句，這時該函數只須要完成必定的操做而沒必要有返回值。
  - （2）函數表達式。當一個函數出如今一個表達式中，該表達式就被稱爲函數表達式。由於要參與表達式中的計算，因此要求該函數有一個肯定的返回值提供給表達式。
  - （3）函數參數。函數調用作爲一個函數的實參。
- 6.4.3 C語言中，調用函數和被調用函數之間的數據可經過3種方式進行傳遞。
  - (1)實參與形參之間進行數據傳遞。
  - (2)經過return語句把函數值返回到主調用函數中。
  - (3)經過全局變量。
- 6.4.3 函數的遞歸調用
- 函數的遞歸調用必定要記得有結束的條件
- 在調用一個函數的過程當中又出現直接或間接地調用該函數自己，稱爲函數的遞歸調用。容許函數的遞歸調用是C語言的特色之一。
- 當一個問題在採用遞歸法解決時，必須符合如下3個條件：
- (1)能夠把要解決的問題轉化爲一個新的問題。而這個新的問題的解決方法仍與原來的解決方法相同，只是所處理的對象有規律地遞增或遞減。
- (2)能夠應用這個轉化過程使問題獲得解決。
- (3)必需要有一個明確的結束遞歸的條件。
- 當函數本身調用本身時，系統將自動把函數中當前的變量和形參暫時保留起來，在新一輪的調用過程當中，系統將爲本次調用的函數所用到的變量和形參，開闢新的存儲單元。所以，遞歸調用的層次越多，同名變量所佔的存儲單元也就越多。當本次調用的函數運行結束時，系統將釋放本次調用所佔的存儲單元。當程序執行的流程返回到上一層的調用點時，同時取用進入該層函數中的變量和形參所佔用的存儲單元中的數據。
- 例如求n!的值，有程序段以下：
  - #include<stdio.h>
  - longff(int n)
  - {
  - long f;
  - if(n<0)
  - printf("n<0,input error");
  - else if(n==0||n==1) f=1;
  - else f=ff(n-1)*n;
  - return(f);
  - }
  - main()
  - {
  - int n;
  - long y;
  - printf("請輸入整數值:\n");
  - scanf("%d",&n);
  - y=ff(n);
  - printf("%d!=%ld",n,y);
  - }
6.5 函數的說明
- 6.5.1 形式
  - 概念
    - C語言中，除了主函數外，對於用戶定義的函數要遵循先定義後使用的規則。把函數的定義放在調用以後，應該在調用以前對函數進行說明(或函數原型說明)。
  - 函數說明的通常形式以下：
    - 類型名函數名(參數類型1 ，參數類型2 ，…，參數類型n);
      - 如
        
        intadd(int ,int );
    - 或
    - 類型名函數名(參數類型1 參數名1，參數類型2 參數名2 ，…，參數類型n 參數名n);
      - 此處的參數名徹底是虛設的，它們能夠是任意的用戶標識符，既沒必要與函數首部中的形參名一致，又能夠與程序中的任意用戶標識符同名，實際上參數名經常省略。函數說明語句中的類型名必須與函數返回值的類型一致。
  - 函數說明能夠是一條獨立的語句。對函數進行說明，能使C語言的編譯程序在編譯時進行有效的類型檢查。當調用函數時，若實參的類型與形參的類型不能賦值兼容而進行非法轉換，C編譯程序將會發現錯誤並報錯；當實參的個數與形參的個數不一樣時，編譯程序也將報錯。
- 6.5.2函數說明的位置
  - 一個函數在全部函數的外部，如在被調用以前說明，則在說明後的全部位置上均可以對該函數進行調用。如在main（）函數內部進行說明，則只能在main（）函數內部才能識別。
  - 例如調用求和函數輸出1到n的和值，程序段以下：
    - #include<stdio.h>
    - main()
    - {
    - int n;
    - int s(int n);
    - printf("input number\n");
    - scanf("%d",&n);
    - s(n);
    - printf("n=%d\n",n);
    - }
    - ints(int n)
    - {
    - int i,sum=0;
    - for(i=1;i<=n;i++)
    - sum+=i;
    - printf("1到n的和值爲：%d\n",n);
    - }
- 必定要有：函數名，函數的返回類型，函數的參數類型。不必定要有：形參的名稱。
6.6 經常使用函數
- 6.6.1 字符串 <string.h>
  - 6.6.1.1 strlen 計算長度
  - 6.6.1.2 strcmp 比較
  - 6.6.1.3 strcpy 複製（不安全，越界）
  - 6.6.1.4 strcat 追加（不安全，越界）
- 6.6.2 數學函數<math.h>
  - 6.6.2.1 向上，向下取整
    - 函數名: ceil
      - 功能:向上取整
      - 用法: double ceil(double x);
    - 函數名: floor
      - 功能:向下取整
      - 用法: double floor(double x);
  - 6.6.2.2 取絕對值
    - 函數名:abs
      - 功能:返回整型數的絕對值.
      - 用法:abs(number)
      - number 參數能夠是任意有效的數值表達式。若是 number 包含 Null，則返回Null；若是是未初始化變量，則返回 0.
    - 函數名:fabs
      - 功能:求浮點數x的絕對值.
      - 用法:fabs (double x);
  - 6.6.2.3 平方根
    - 函數名:sqrt
      - 功能:返回指定數字的平方根.
      - 用法:sqrt (double x);
  - 6.6.2.4 求冪
    - 函數名:exp
      - 功能:返回 e 的 n 次冪.
      - 用法:exp (double x);
    - 函數名:pow
      - 功能:返回指定數字的指定次冪.
      - 用法:pow (double x, double y);(將返回x的y次冪)
  - 6.6.2.5 取餘
    - 函數名: fmod
      - 功能: 計算x對y的模, 即x/y的餘數
      - 用法:double fmod(double x, double y);
  - 6.6.2.6 對數
    - 函數名:log
      - 功能: 天然對數函數ln(x)
      - 用法: double log(double x);
    - 函數名:log10
      - 功能:返回以 10 爲底的對數.
      - 用法:log10(double x);
  - 6.6.2.7 三角函數：(全部參數必須爲弧度)
    - sin
      - 函數聲明:sin (double x);
      - 用途:用來返回給定的 X 的正弦值。
    - cos
      - 函數聲明:cos (double x);
      - 用途:用來返回給定的 X 的餘弦值。
    - tan
      - 函數聲明:tan (double x);
      - 用途:用來返回給定的 X 的正切值。
  - 6.6.2.8 反三角函數
    - acos
      - 函數申明：acos (double x);
      - 用途:用來返回給定的 X 的反餘弦函數。
    - asin
      - 函數申明：asin (double x);
      - 用途:用來返回給定的 X 的反正弦函數。
    - atan
      - 函數申明:atan (double x);
      - 用途:用來返回給定的 X 的反正切函數。
    - atan2
      - 函數聲明:atan2 (double y, double x);
      - 用途：返回給定的 X 及 Y 座標值的反正切值
  - 6.6.2.9 雙曲函數
    - 函數名：cosh
      - 功能：返回指定角度的雙曲餘弦值.
      - 用法：Double Cosh(double x(以弧度計量的角度)) ;
    - 函數名:sinh
      - 功能:返回指定角度的雙曲正弦值。
      - 用法:sinh (double x);(其中參數x必須爲弧度制)
    - 函數名:tanh
      - 功能:回指定角度的雙曲正切值.
      - 用法:tanh (double x);
  - 6.6.2.10 實型數分整數和小數
    - 函數名:modf
      - 功能: 把數分爲整數部分和小數部分
      - 用法: double modf(doublevalue, double *iptr);
      - eg
        
        1. #include<math.h>
        
        2.
        
        3. #include<stdio.h>
        
        4.
        
        5. int main(void)
        
        6.
        
        7. {
        
        8.
        
        9. double fraction,integer;
        
        10.
        
        11. double number =100000.567;
        
        12.
        
        13. fraction =modf(number, &integer);
        
        14.
        
        15. printf("Thewhole and fractional parts of %lf are %lf and %lf\n",
        
        16.
        
        17. number, integer,fraction);
        
        18.
        
        19. return 0;
        
        20.
        
        21. }
        
        The whole andfractional parts of 100000.567000 are 100000.000000 and 0.567000
  - 6.6.2.11 隨機數
    - 在編程的時候須要電腦來獲取一些隨機的反應，這個時候咱們可使用隨機數，比較常見的是 rand() 函數，它能夠隨機的產生 0 ~rand_max 的隨機數。rand_max 是一個很大的數字，具體關係到IDE和數據類型，咱們通常的須要不可能超出它的範圍
    - C語言中還有一個 random() 函數能夠獲取隨機數，可是 random() 函數不是ANSI C標準，不能在VC等編譯器經過，因此比較少用。
    - eg
      - int a=rand()%10; //產生0~9的隨機數，注意10會被整除
      - int a=rand()%51+13; //產生13~63的隨機數
      - 產生 13~63 範圍內隨機數的完整代碼：
        
        1.      #include <stdio.h>
        
        2.      #include <stdlib.h>
        
        3.      #include <time.h>
        
        4.      int main(){
        
        5.      int a;
        
        6.      srand((unsigned)time(NULL));
        
        7.      a=rand()%51+13;
        
        8.      printf("%d\n",a);
        
        9.      return 0;
        
        10.  }
      - 下面是一個實例：
        
        1.      #include <stdio.h>
        
        2.      #include <stdlib.h>
        
        3.      int main(){
        
        4.      int a=rand();
        
        5.      printf("%d\n",a);
        
        6.      return 0;
        
        7.      }
        
        編譯後再運行幾回，你會發現產生的隨機數是相同的。實際上，rand() 函數產生的隨機數是僞隨機數，是根據一個數按照某個公式推算出來的，這個數咱們稱之爲「種子」，可是這個種子在系統啓動以後就是一個定值，咱們須要用 srand() 來進行播種，即在int a前加一句：
        
        1.      srand((unsigned)time(NULL)); //這裏利用時間進行播種，須要time.h
  - sqrt( ) fabs( ) pow( ) sin( )
- 6.6.3 malloc
  - malloc的返回類型是 void *