C语言函数学习笔记

1. 函数的定义

函数（Function）是一个具有特定功能的代码块，通过函数名调用执行。函数可以接受参数并返回值，便于代码重用和模块化。

2. 函数的基本结构

一个函数的基本结构包括函数声明、函数定义和函数调用。

2.1 函数声明

函数声明也称为函数原型，用于告诉编译器函数的名称、返回类型和参数类型。

返回类型 函数名(参数类型 参数名, ...);

例如：

int add(int a, int b);

2.2 函数定义

函数定义包含函数的具体实现，包括函数体。

返回类型 函数名(参数类型 参数名, ...) {
    // 函数体
    return 返回值;
}

例如：

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

2.3 函数调用

函数调用是指在程序中使用函数名和参数来执行函数。

返回值 = 函数名(参数值, ...);

例如：

int sum = add(3, 5);

3. 函数的参数传递

3.1 值传递

在值传递中，函数接受参数的副本，对参数的修改不会影响原始数据。

void changeValue(int x) {
    x = 10;
}

int main() {
    int a = 5;
    changeValue(a);
    printf("%d\n", a); // 输出5，原始数据未被修改
    return 0;
}

3.2 引用传递

在引用传递中，函数接受参数的地址，对参数的修改会影响原始数据。

void changeValue(int *x) {
    *x = 10;
}

int main() {
    int a = 5;
    changeValue(&a);
    printf("%d\n", a); // 输出10，原始数据被修改
    return 0;
}

4. 函数的返回值

函数可以返回一个值，也可以不返回值。

4.1 返回值函数

返回值函数在函数定义中指定返回类型，并使用return语句返回值。

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

4.2 无返回值函数

无返回值函数的返回类型为void，不使用return语句返回值。

void printMessage() {
    printf("Hello, World!\n");
}

5. 递归函数

递归函数是指在函数内部调用自身的函数。递归需要一个终止条件，以避免无限递归。

int factorial(int n) {
    if (n == 0) {
        return 1;
    } else {
        return n * factorial(n - 1);
    }
}

int main() {
    int result = factorial(5);
    printf("%d\n", result); // 输出120
    return 0;
}

6. 函数指针

函数指针是指向函数的指针，可以通过函数指针调用函数。

#include <stdio.h>

void hello() {
    printf("Hello, World!\n");
}

int main() {
    void (*func_ptr)() = hello; // 声明并初始化函数指针
    func_ptr(); // 通过函数指针调用函数
    return 0;
}

7. 标准库函数

C语言提供了一些常用的标准库函数，例如：

• printf：格式化输出
• scanf：格式化输入
• strlen：计算字符串长度
• strcpy：复制字符串
• strcmp：比较字符串
• malloc：动态内存分配
• free：释放动态内存

8. 变量的存储类型

C语言提供了四种变量的存储类型，用于控制变量的生命周期、存储位置和作用域。

8.1 自动变量（auto）

自动变量是函数内的局部变量，默认存储类型为auto，在函数调用时创建，函数结束时销毁。

void function() {
    auto int a = 10; // 自动变量
    printf("%d\n", a);
}

8.2 静态变量（static）

静态变量在函数内定义时，使用static关键字，具有局部作用域，但在程序运行期间保持其值。

void function() {
    static int count = 0; // 静态变量
    count++;
    printf("Count: %d\n", count);
}

8.3 寄存器变量（register）

寄存器变量使用register关键字声明，提示编译器将变量存储在CPU寄存器中，以提高访问速度，但编译器不一定会采纳这个建议。

void function() {
    register int counter = 0; // 寄存器变量
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        counter += i;
    }
    printf("Counter: %d\n", counter);
}

8.4 外部变量（extern）

外部变量在所有函数外部定义，具有全局作用域，使用extern关键字在其他文件中引用。

int globalVar = 100; // 外部变量

void function() {
    extern int globalVar;
    printf("Global Variable: %d\n", globalVar);
}