C語言初學者入門講座第十講函數(1)

2019-11-17 05:42:01

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　　概述

　　在第一章中已經介紹過，C源程序是由函數組成的。雖然在前面各章的程序中都只有一個主函數main()，但實用程序往往由多個函數組成。函數是C源程序的基本模塊，通過對函數模塊的調用實現特定的功能。C語言中的函數相當于其它高級語言的子程序。 C語言不僅提供了極為豐富的庫函數(如Turbo C，MS C 都提供了三百多個庫函數)，還答應用戶建立自己定義的函數。用戶可把自己的算法編成一個個相對獨立的函數模塊，然后用調用的方法來使用函數。

　　可以說C程序的全部工作都是由各式各樣的函數完成的，所以也把C語言稱為函數式語言。由于采用了函數模塊式的結構， C語言易于實現結構化程序設計。使程序的層次結構清楚，便于程序的編寫、閱讀、調試。

　　在C語言中可從不同的角度對函數分類。

　　1. 從函數定義的角度看，函數可分為庫函數和用戶定義函數兩種。

　　(1)庫函數

　　由C系統提供，用戶無須定義，也不必在程序中作類型說明，只需在程序前包含有該函數原型的頭文件即可在程序中直接調用。在前面各章的例題中反復用到PRintf 、 scanf 、 getchar 、putchar、gets、puts、strcat等函數均屬此類。

　　(2)用戶定義函數

　　由用戶按需要寫的函數。對于用戶自定義函數，不僅要在程序中定義函數本身，而且在主調函數模塊中還必須對該被調函數進行類型說明，然后才能使用。

　　2. C語言的函數兼有其它語言中的函數和過程兩種功能，從這個角度看，又可把函數分為有返回值函數和無返回值函數兩種。

　　(1)有返回值函數

　　此類函數被調用執行完后將向調用者返回一個執行結果，稱為函數返回值。如數學函數即屬于此類函數。由用戶定義的這種要返回函數值的函數，必須在函數定義和函數說明中明確返回值的類型。

　　(2)無返回值函數

　　此類函數用于完成某項特定的處理任務，執行完成后不向調用者返回函數值。這類函數類似于其它語言的過程。由于函數無須返回值，用戶在定義此類函數時可指定它的返回為“空類型”，空類型的說明符為“void”。

　　3. 從主調函數和被調函數之間數據傳送的角度看又可分為無參函數和有參函數兩種。

　　(1)無參函數

　　函數定義、函數說明及函數調用中均不帶參數。主調函數和被調函數之間不進行參數傳送。此類函數通常用來完成一組指定的功能，可以返回或不返回函數值。

　　(2)有參函數

　　也稱為帶參函數。在函數定義及函數說明時都有參數，稱為形式參數(簡稱為形參)。在函數調用時也必須給出參數，稱為實際參數(簡稱為實參)。進行函數調用時，主調函數將把實參的值傳送給形參，供被調函數使用。

　　4. C語言提供了極為豐富的庫函數，這些庫函數又可從功能角度作以下分類。

　　(1)字符類型分類函數

　　用于對字符按ASCII碼分類：字母，數字，控制字符，分隔符，大小寫字母等。

　　(2)轉換函數

　　用于字符或字符串的轉換；在字符量和各類數字量 (整型，實型等)之間進行轉換；在大、小寫之間進行轉換。

　　(3)目錄路徑函數

　　用于文件目錄和路徑操作。

　　(4)診斷函數

　　用于內部錯誤檢測。

　　(5)圖形函數

　　用于屏幕治理和各種圖形功能。

　　(6)輸入輸出函數

　　用于完成輸入輸出功能。

　　(7)接口函數

　　用于與DOS，BIOS和硬件的接口。

　　(8)字符串函數

　　用于字符串操作和處理。

　　(9)內存治理函數

　　用于內存治理。

　　(10)數學函數

　　用于數學函數計算。

　　(11)日期和時間函數

　　用于日期，時間轉換操作。

　　(12)進程控制函數

　　用于進程治理和控制。

　　(13)其它函數

　　用于其它各種功能。
　　
　　以上各類函數不僅數量多，而且有的還需要硬件知識才會使用，因此要想全部把握則需要一個較長的學習過程。應首先把握一些最基本、最常用的函數，再逐步深入。由于篇幅關系，本書只介紹了很少一部分庫函數，其余部分讀者可根據需要查閱有關手冊。

　　還應該指出的是，在C語言中，所有的函數定義，包括主函數main在內，都是平行的。也就是說，在一個函數的函數體內，不能再定義另一個函數，即不能嵌套定義。但是函數之間答應相互調用，也答應嵌套調用。習慣上把調用者稱為主調函數。函數還可以自己調用自己，稱為遞歸調用。main 函數是主函數，它可以調用其它函數，而不答應被其它函數調用。因此，C程序的執行總是從main函數開始，完成對其它函數的調用后再返回到main函數，最后由main函數結束整個程序。一個C源程序必須有，也只能有一個主函數main。

　　函數定義的一般形式

　　1.無參函數的一般形式

　　類型說明符函數名()
　　{
　　　類型說明
　　　語句
　　}

　　其中類型說明符和函數名稱為函數頭。類型說明符指明了本函數的類型，函數的類型實際上是函數返回值的類型。該類型說明符與第二章介紹的各種說明符相同。函數名是由用戶定義的標識符，函數名后有一個空括號，其中無參數，但括號不可少。{} 中的內容稱為函數體。在函數體中也有類型說明，這是對函數體內部所用到的變量的類型說明。在很多情況下都不要求無參函數有返回值，此時函數類型符可以寫為void。

　　我們可以改為一個函數定義：

void Hello()
{
　printf ("Hello,world /n");
}

　　這里，只把main改為Hello作為函數名，其余不變。Hello 函數是一個無參函數，當被其它函數調用時，輸出Hello world字符串。

　　2.有參函數的一般形式

　　類型說明符函數名(形式參數表)

　　型式參數類型說明
　　{
　　　類型說明
　　　語句
　　}

　　有參函數比無參函數多了兩個內容，其一是形式參數表，其二是形式參數類型說明。在形參表中給出的參數稱為形式參數，它們可以是各種類型的變量，各參數之間用逗號間隔。在進行函數調用時，主調函數將賦予這些形式參數實際的值。形參既然是變量，當然必須給以類型說明。例如，定義一個函數，用于求兩個數中的大數，可寫為：

int max(a,b)
int a,b;
{
if (a>b) return a;
else return b;
}

　　第一行說明max函數是一個整型函數，其返回的函數值是一個整數。形參為a,b。第二行說明a,b均為整型量。 a,b 的具體值是由主調函數在調用時傳送過來的。在{}中的函數體內，除形參外沒有使用其它變量，因此只有語句而沒有變量類型說明。上邊這種定義方法稱為“傳統格式”。這種格式不易于編譯系統檢查，從而會引起一些非常細微而且難于跟蹤的錯誤。ANSI C 的新標準中把對形參的類型說明合并到形參表中，稱為“現代格式”。

　　例如max函數用現代格式可定義為：

int max(int a,int b)
{
if(a>b) return a;
else return b;
}

　　現代格式在函數定義和函數說明(后面將要介紹)時，給出了形式參數及其類型，在編譯時易于對它們進行查錯，從而保證了函數說明和定義的一致性。例1.3即采用了這種現代格式。在max函數體中的return語句是把a(或b)的值作為函數的值返回給主調函數。有返回值函數中至少應有一個return語句。在C程序中，一個函數的定義可以放在任意位置，既可放在主函數main之前，也可放在main之后。例如例1.3中定義了一個max 函數，其位置在main之后，也可以把它放在main之前。

　　修改后的程序如下所示。

int max(int a,int b)
{
if(a>b)return a;
else return b;
}
void main()
{
int max(int a,int b);
int x,y,z;
printf("input two numbers:/n");
scanf("%d%d",&x,&y);
z=max(x,y);
printf("maxmum=%d",z);
}

　　現在我們可以從函數定義、函數說明及函數調用的角度來分析整個程序，從中進一步了解函數的各種特點。程序的第1行至第5行為max函數定義。進入主函數后，因為預備調用max函數，故先對max函數進行說明(程序第8行)。函數定義和函數說明并不是一回事，在后面還要專門討論。可以看出函數說明與函數定義中的函數頭部分相同，但是末尾要加分號。程序第12 行為調用max函數，并把x,y中的值傳送給max的形參a,b。max函數執行的

　　結果 (a或b)將返回給變量z。最后由主函數輸出z的值。

　　函數調用的一般形式前面已經說過，在程序中是通過對函數的調用來執行函數體的，其過程與其它語言的子程序調用相似。C語言中，函數調用的一般形式為：

　　函數名(實際參數表) 對無參函數調用時則無實際參數表。實際參數表中的參數可以是常數，變量或其它構造類型數據及表達式。各實參之間用逗號分隔。'Next of Page在C語言中，可以用以下幾種方式調用函數：

　　1.函數表達式

　　函數作表達式中的一項出現在表達式中，以函數返回值參與表達式的運算。這種方式要求函數是有返回值的。例如： z=max(x,y)是一個賦值表達式，把max的返回值賦予變量z。'Next of Page

　　2.函數語句

　　函數調用的一般形式加上分號即構成函數語句。例如： printf ("%D",a);scanf ("%d",&b);都是以函數語句的方式調用函數。

　　3.函數實參

　　函數作為另一個函數調用的實際參數出現。這種情況是把該函數的返回值作為實參進行傳送，因此要求該函數必須是有返回值的。例如： printf("%d",max(x,y)); 即是把max調用的返回值又作為printf函數的實參來使用的。在函數調用中還應該注重的一個問題是求值順序的問題。所謂求值順序是指對實參表中各量是自左至右使用呢，還是自右至左使用。對此，各系統的規定不一定相同。在3.1.3節介紹printf 函數時已提

　　到過，這里從函數調用的角度再強調一下。看例5.2程序。

void main()
{
int i=8;
printf("%d/n%d/n%d/n%d/n",++i,--i,i++,i--);
}

　　如按照從右至左的順序求值。例5.2的運行結果應為：

　　8
　　7
　　7
　　8

　　如對printf語句中的++i，--i，i++，i--從左至右求值，結果應為：

　　9
　　8
　　8
　　9

　　應非凡注重的是，無論是從左至右求值，還是自右至左求值，其輸出順序都是不變的，即輸出順序總是和實參表中實參的順序相同。由于Turbo C現定是自右至左求值，所以結果為8，7，7，8。上述問題如還不理解，上機一試就明白了。函數的參數和函數的值

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