第七章 函数

函数

关于模块化编程（C语言的程序模块称为函数），我们需要注意的几点。
　　1，没有子函数的概念。函数之间都是并列的关系，不能把一个函数定义到另一个函数的函数体中。
　　2，当定义在下面的函数，而上面代码已经调用了，此时需要函数原型的声明。如果函数定义在上面，而使用在下面，可以不用函数原型声明。
　　3，函数的返回值类型就是告诉编译器函数运算完成后，返回值的数据类型，当调用函数时，就可以定义相应类型的变量来接收函数的返回值了。当函数被调用时，形参比照类型，开辟空间用来接收实参的值。函数内部定义的变量叫做局部变量。是保存程序中间运算结果的。
　　4，每个函数都是独立的，在内存中，函数调时都会开辟一个栈帧，在一个函数体中，不能直接使用另外一个函数体中定义的变量，如果想要用到其它函数内定义的局部变量，只能用到参数传递。函数调用时产生栈帧，函数调用结束后，栈帧内存将释放（也就是所有的形参和局部变量分配的空间将全部释放）。
　　5，按数目一致，类型相同，顺序相同这样的原则进行函数调用，进行实参和形参的结合，正确的结合是函数调用的关键。

一、函数概述

 　　函数定义:函数头+函数体

　　　　　　　　函数头: 说明函数的类型、名字、参数及参数的类型。如： int max( int x, int y )

　　　　　　　　函数体:  由“{ }”括起，包括变量声明和执行部分

　　分类: 标准库函数和用户定义的函数。

　　说明：（1）一个C程序可由一个主函数和若干个其他函数组成

　　　　   （2） 程序执行时从main函数开始, 根据需要, main函数调用其他函数, 其他函数也可以互相调用。

　　　　　（3）同一个函数可以被一个或多个函数调用任意多次。最后由main函数结束程序的运行。

　　　　　（4）不能调用main函数

　　举例：用上面的设计原则，重新实现pmp程序，大于35 输出你好成熟，小于35 ，输出你好年轻。

　　　　　　　　　　#include <stdio.h>
　　　　　　　　　　void welcome();//因为C语言是先声明再使用的语言，所以对函数原型先声明一下。
　　　　　　　　　　   int ask();
　　　　　　　　　　void pmp(int age);
　　　　　　　　　　void main()
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　int age = 0;
　　　　　　　　　　　　welcome();　　   //函数调用,一串字母后面跟着小括号，然后还一个分号，我可以基本判断出来它是函数调用。
　　　　　　　　　　　　　age = ask();      //询问年龄，需要得到年纪值，那么我需要定义个一个变量，保留这个值。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　         //ask()也是一个函数调用，它是把ask()返回的值赋值给age。
　　　　　　　　　　　　    pmp(age);         //小括号里面是实际参数（实参），函数调用。
　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　　void welcome()　//因为welcome，就是一个欢迎而已，所以我定义一个无参数，无返回值这样的函数原型。
　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　printf("欢迎来蚂蚁软件学习 ");
　　　　　　　　　　　　printf("今天天气太好了。 ");
　　　　　　　　　}

　　　　　　　　　int ask()        //因为 ask()，实现问询年纪的功能，所以不需要提供参数，所以根据需求来讲，就应该设计成无参数。
　　　　　　　　　　　　　　     //但需要问出来年纪值，所以函数可以设计一个带返回值的函数原型。
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　int age = 0;　　　　　　　　//函数内部定义的变量叫做局部变量。是保存程序中间运算结果的。
　　　　　　　　　　　　printf("您今年多大了？ ");   //因为每个函数都是独立的，在内存中，函数调用后都会开辟一个栈帧，所以此处age
　　　　　　　　　　　　scanf("%d",&age);                //和main 函数的age，是两个不同的存储单元，只是名字相同而已。
　　　　　　　　　　　　return age                             //在一个函数体中，不能直接只用另外一个函数体中定义的变量，如果想要用到其它函数 
　　　　　　　　　　}                                                    //内定义的局部变量，需要用到参数传递。

　　　　　　　　　　　　　　//因为PMP函数，根据需求来讲，对于这个函数来讲，肯定需要一个年纪值，我才可以拍。所以，就需要设计
　　　　　　　　　　　　　　//一个形式参数了，返回值就是void,形式参数干什么用的呢？当函数被调用时，形参比照类型，开辟空间用来
　　　　　　　　　　　　　　//接收实参的值。
　　　　　　　　　　void pmp(int age) 
　　　　　　　　　　{ 
　　　　　　　　　　　　if(age > 35)                      //形参的这个AGE可以取任何名字都可以，他仅仅是形参分配空间的名字而已。
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　printf("您好成熟啊");      //它属于被调用函数的变量。所以此处的AGE和main函数里面的AGE，是不同的内存块。
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　else       　　　　　　　　//这里仅仅名字相同而已。你也可以取不同的名字。
　　　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　　　printf("您好年轻啊");
　　　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　　　}

二、函数返回值

　　格式: return ( 表达式 ); return 表达式 ;

　　作用: （1）将表达式的值返回给调用函数 结束被调用函数的执行, 并把程序的控制返回到调用它的函数。

　　　　  （2）结束函数执行

　　注意：（1）函数的返回值的类型应与函数的类型一致。如不一致, 以函数类型为准, 对返回值进行类型转换, 然后传送给调用函数。

　　　　   （2）一个函数可以有多个return语句,  但只可能执行其中一个。

三 函数参数

　　正确地进行结合是函数调用的关键。结合时应注意:  实参与形参的个数相等,  顺序一致, 类型应相同。

　　1、实参与形参结合的原则是:

　　　　当实参为常量、变量、表达式或数组元素时，对应的形参只能是变量名。

　　　　当实参为数组名时, 所对应的形参必须是同类型的数组名或指针变量。

　　2、数组名作为函数参数

　　　　 实参与形参之间的数据传递是地址传递。

　　　　可用多维数组名作实参和形参。在被调用函数中对形参数组定义时, 可以指定每一维的长度,也可省略第一维的长度。

                   

四、函数原型

　　用户自定义函数在调用前, 必须对该函数进行声明。函数声明就是函数原型　

  　　　　返回值类型：决定函数运行的结果 接收数据时  数据类型要一致

 　　　　函数名：功能

               参数个数及类型

　           所有的数学库中的函数  返回值类型都是double,也可以传入整型 用整型变量接收结果

五 递归函数

　　概念：函数的递归调用是指在一个函数调用过程中又直接或间接调用自己,

　　语法：

 　　　　（1）控制递归的深度（一个if选择）约束条件可以有多个

　　　　 （2）通项（必然包括调用函数自身）

　　注意:递归函数只有最后一次调用执行完才开始释放 因为栈是先进后出

      作用：其实递归是为了解决一些不好写的逻辑，简化程序。（可以用递归解决的问题，用循环也可以  但是难度不在一个等级）

六、作用域

　　复合语句内定义的变量  作用范围仅限于本复合语句 如其上层有同名的变量 互不影响  

　　全局变量：也叫外部变量，是指定义再函数外的变量 通常定义再文件首部，作用范围指从定义的位置到文件末尾皆可使用 下方的函数内都可以使用  

　　局部变量： 函数内定义的变量称谓局部变量。仅限于本函数使用

　　以上三种作用域都属于就近原则

七 操作系统的内存分

　　栈区：是存储函数相关的区域   2M 内存较小

　　　　特性： 执行时分配，使用完即释放 由系统操控 结合面向过程来的先进后出

　　　　关键字  auto（自动变量：相当于局部变量）  register（寄存器）

　　堆区：是malloc函数分配的空间    较大 以G来说

　　　　特性： 由程序员手动分配，手动释放，空间大小可控 由程序员操控  一般用分配大量的空间或指定大小的空间时使用

　　全局/静态区: 存放全局变量  静态变量

　　　　特性：在程序编译后 运行前空间已经分配  程序运行结束后释放空间

　　　　关键字： static 静态  extern 外部声明

　　常量文本区/：（二进制代码）

　　　　特性： 不可改

 　　　　　　数值常量和字符串常量分配到常量文本区，他的特点是不能修改。你如果修改如果编译时编译器识别出来了，就会编译不通过。如果编译器没有识别出来你在修改常量，那么程序运行时就会崩溃。常量是坚决不能修改的。他的内存也是始终存在的，等到程序结束后，由操作系统统一释放。

　　程序代码区：保存代码逻辑。

 库函数学习

　　（1）使用库函数： 1.包含库函数的头文件 　　2.函数的功能 　　3.函数的参数个数及类型 　　4.返回值类型

　　（2）. 函数原型     　　   返回值类型：决定函数运行的结果 接收数据时  数据类型要一致

 　　　　　　　　　　　函数名：功能

             　　　　　　　  参数个数及类型

　       所有的数学库中的函数  返回值类型都是double,也可以传入整型 用整型变量接收结果

       （3）、标准库函数

　　C标准库由在15个头文件中声明的函数、类型定义和宏组成，每个头文件都代表了一定范围的编程功能。

　　　　合格：<stdio.h>、<ctype.h>、<stdlib.h>、<string.h>

　　　　熟练：<assert.h>、<limits.h>、<stddef.h>、<time.h>、<rand.h>

　　　　优秀：<float.h>、<math.h>、<error.h>、<locale.h>、<setjmp.h>、 <signal.h>、<stdarg.h>

1.字符串处理函数　(https://www.cnblogs.com/si-lei/p/9459209.html)

　　#include “string.h”

　　strcat(字符数组1, 字符数组2) ;

　　strcpy(字符数组1, 字符串2) ;

　　strlen(字符串) ;

　　strlwr(字符串) ;

　　strupr(字符串) ;

　　strcmp(字符串1, 字符串2) ;

2、malloc函数

　　作用：动态分配内存。堆中分配一个长度为size的连续空间，内存的大小由参数决定

　　函数原型：#include<stdlib.h>

　　　　　　    void *malloc(num); //num

　　说明：（1）函数的返回值是一个指向所分配内存起始地址的指针，类型为void *型。说得简单点就是，malloc函数的返回值是一个地址，这个地址

　　　　　　     就是动态分配的内存空间的起始地址。如果此函数未能成功地执行，如内存空间不足，则返回空指针NULL。

　　　　  （2）如何用malloc动态分配内存

　　　　　　　int *p = (int *)malloc(4);//请求系统分配4字节的内存空间，并返回第一字节的地址，然后付给指针变量 p。

　　realloc()函数

　　　　作用：（1）更改已经配置的内存空间，即更改由malloc()函数分配的内存空间的大小。

　　　　　　    （2）把第一个参数指针指向的之前分配的内容复制到新配的内存中

　　　　函数原型：#include<stdlib.h>

            　　           realloc(void *__ptr, size_t __size)  //两个参数：一个是包含地址的指针（该地址由之前的malloc()函数返回），另一个是要新分配的内存字节数。

 　　　　说明：（1）新内存大于原内存，则原内存所有内容复制到新内存，如果新内存小于原内存，只复制长度等于新内存空间的内容。

　　　　　　　（2）realloc()函数的第一个参数若为空指针，相当于分配第二个参数指定大小的新内存空间

　　　　　　　（3）如果是将分配的内存扩大，则有以下3种情况：
            　　　　　　如果当前内存段后面有需要的内存空间，则直接扩展这段内存空间，realloc()将返回原指针。 
        　　　　　　　如果当前内存段后面的空闲字节不够，那么就使用堆中的第一个能够满足这一要求的内存块，将目前的数据复制到新的位置，并将原来的数据块释放掉，返回新的内存块位置。

       　　　　　　     如果申请失败，将返回NULL，此时，原来的指针仍然有效。

　　calloc函数

　　　　作用：根据类型来分配空间

　　　　函数原型：#include <stdio.h>

　　　　　　　　    void*  calloc(size_t num,size_t size); num为元素个数，size为每个元素的字节长度

　　　　说明：在内存的动态存储区中分配n个长度为size的连续空间，函数返回一个指向分配起始地址的指针；如果分配不成功，返回NULL。

　　　　跟malloc的区别：calloc在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零，而malloc不初始化，里边数据是随机的垃圾数据。

 3、itoa()函数和atoi()

　　itoa()：将整型值转换为字符串

　　　　　　函数原型，char * itoa(int a,char * output,int radix)
　　　　　　　　第一个参数，表示要转换成字符串的那个数字。例如15
　　　　　　　　第二个参数，表示转换后的字符串，
　　　　　　　　第三个参数，表示按多少进制来转换。
　　　　　　　　返回值，就是存放转换后的字符串内存的首地址。
　　　　　　　　例如调用 itoa(15,output,16) 得到f
i　　　　　　　　　　　　itoa(15,output,8) 得到21字符串
　　　　　　　　　　　　itoa(15,output,2) 得到1111字符串

　　atoi()：将字符串转换为整型值。

　　　　函数原型:  int atoi(const char *str );  //str a要进行转换的字符串

　　　　函数功能：把字符串转换成整型数。

　　　　返回值：每个函数返回 int 值，此值由将输入字符作为数字解析而生成。 如果该输入无法转换为该类型的值，则atoi的返回值为 0