C語言入門學習——函式的使用
函式的概述
C 程式是由函式組成的，我們寫的程式碼都是由主函式 main()開始執行的。函式是 C 程式的基本模組，是用於完成特定任務的程式程式碼單元。
從函式定義的角度看，函式可分為系統函式和使用者定義函式兩種：(1)系統函式，即庫函式：這是由編譯系統提供的，使用者不必自己定義這些函式，可以直接使用它們，如我們常用的列印函式printf()。
(2)使用者定義函式：用以解決使用者的專門需要。
為什麼要使用函式呢？
1）函式的使用可以省去重複程式碼的編寫。
如果程式中需要多次使用某種特定的功能( 求兩個數的最大值 )，直接寫在main()裡，程式碼的重複率很比較高，同時，程式碼給人的感覺會很冗餘，如下：
#include <stdio.h> int main() { // 操作1 …… // …… int a1 = 10, b1 = 20, c1 = 0; if(a1 > b1){ c1 = a1; }else{ c1 = b1; } // 操作2 …… // …… int a2 = 11, b2 = 21, c2 = 0; if(a2 > b2){ c2 = a2; }else{ c2 = b2; } // …… return 0; }
使用函式後，降低程式碼的重複率，如下：
#include <stdio.h> // 求兩數的最大值 int max(int a, int b) { if(a > b){ return a; }else{ return b; } } int main() { // 操作1 …… // …… int a1 = 10, b1 = 20, c1 = 0; c1 = max(a1, b1); // 呼叫max() // 操作2 …… // …… int a2 = 11, b2 = 21, c2 = 0; c2 = max(a2, b2); // 呼叫max() // …… return 0; }
2）函式可以讓程式更加模組化，從而有利於程式的閱讀，修改和完善。
假如我們編寫一個實現以下功能的程式：讀入一行數字；對數字進行排序；找到它們的平均值；打印出一個柱狀圖。
如果我們把這些操作直接寫在main()裡，這樣可能會給使用者感覺程式碼會有點凌亂。但，假如我們使用函式，這樣可以讓程式更加清晰、模組化。
#include <stdio.h> int main() { float list[50]; // 這裡只是舉例，函式還沒有實現 readlist(list,50); sort(list,50); average(list,50); bargraph(list,50); return 0; }
這裡我們可以這麼理解，程式就像公司，公司是由部門組成的，這個部門就類似於C程式的函式。預設情況下，公司就是一個大部門( 只有一個部門的情況下 )，相當於C程式的main()函式。如果公司比較小( 程式比較小 )，因為任務少而簡單，一個部門即可( main()函式 )勝任。但是，如果這個公司很大( 大型應用程式 )，任務多而雜，如果只是一個部門管理( 相當於沒有部門，沒有分工 )，我們可想而知，公司管理、運營起來會有多混亂，不是說這樣不可以運營，只是這樣不完美而已，如果根據公司要求分成一個個部門( 根據功能封裝一個一個函式 )，招聘由行政部門負責，研發由技術部門負責等，這樣就可以分工明確，結構清晰，方便管理，各部門之間還可以相互協調。
接下來我們一起學習函式：函式的定義，函式的呼叫，函式的宣告。
函式的定義
函式定義的一般形式：
返回型別 函式名( 形式引數列表 )
{
資料定義部分;
執行語句部分;
}
例子如下圖：
這裡還有幾點說明：
1）函式名：理論上是可以隨意起名字，最好起的名字見名知意，應該讓使用者看到這個函式名字就知道這個函式的功能。注意，函式名的後面有個圓換號()，代表這個為函式，不是普通的變數名。
2）形參列表：在定義函式時指定的形參，在未出現函式呼叫時，它們並不佔記憶體中的儲存單元，因此稱它們是形式引數或虛擬引數，簡稱形參，表示它們並不是實際存在的資料，所以，形參裡的變數不能賦值。
int max(int a = 10, int b = 20) // error, 形參不能賦值
{
}在定義函式時指定的形參，必須是，型別+變數的形式：
///1: right, 型別+變數
int max(int a, int b)
{
}
///2: error, 只有型別，沒有變數
int max(int, int)
{
}
///3: error, 只有變數，沒有型別
int a, int b;
int max(a, b)
{
}在定義函式時指定的形參，可有可無，根據函式的需要來設計，如果沒有形參，圓括號內容為空，或寫一個void關鍵字：
// 沒形參， 圓括號內容為空
int max()
{
}
// 沒形參， 圓括號內容為void關鍵字
int max(void)
{
}3）函式體：花括號{ }裡的內容即為函式體的內容，這裡為函式功能實現的過程，這和以前的寫程式碼沒太大區別，以前我們把程式碼寫在main()函式裡，現在只是把這些寫到別的函式裡。
4）返回型別：函式的值是指函式被呼叫之後，執行函式體中的程式段所取得的並返回給主調函式的值。函式的返回值是通過函式中的return語句獲得的，return後面的值也可以是一個表示式。
a)儘量保證return語句中表達式的值和函式返回型別是同一型別。
int max() // 函式的返回值為int型別
{
int a = 10;
return a;// 返回值a為int型別，函式返回型別也是int，匹配
}b)如果函式返回的型別和return語句中表達式的值不一致，則以函式返回型別為準，即函式返回型別決定返回值的型別。對數值型資料，可以自動進行型別轉換。
int max() // 函式的返回值為int型別
{
double a = 10.1f;
return a;// 返回值a為double型別，它會轉為int型別(a = 10)再返回
}如果函式返回的型別和return語句中表達式的值不一致，而它又無法自動進行型別轉換，程式則會報錯。
c)return語句的另一個作用為中斷return所在的執行函式，類似於break中斷迴圈，switch語句一樣。
int max()
{
return 1;// 執行到，函式已經被中斷，所以下面的return 2無法被執行到
return 2;// 沒有執行
}d)如果函式帶返回值，return後面必須跟著一個值，如果函式沒有返回值，函式名字的前面必須寫一個void關鍵字，這時候，我們寫程式碼時也可以通過return中斷函式(也可以不用)，只是這時，return後面不帶內容( 分號“；”除外)。
void max()// 必須要有void關鍵字
{
return; // 中斷函式，這個可有可無
}函式的呼叫
定義函式後，我們需要呼叫此函式才能執行到這個函式裡的程式碼段。這和main()函式不一樣，main()為編譯器設定好自動呼叫的主函式，無需人為呼叫，我們都是在main()函式裡呼叫別的函式，一個 C 程式裡有且只有一個main()函式。
我們有這麼一個簡單程式：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("this is for test\n");
return 0;
}接著，我們將這個列印的操作封裝在自定義函式裡，這個函式即沒返回值，也沒形參：
#include <stdio.h>
void print_test()
{
printf("this is for test\n");
}
int main()
{
print_test(); // print_test函式的呼叫
return 0;
}
這個程式執行的效果，和上面的是等價的。
程式的執行流程：
1）進入main()函式
2）呼叫print_test()函式：
a) 它會在main()函式的前尋找有沒有一個名字叫“print_test”的函式定義；
b) 如果找到，接著檢查函式的引數，這裡呼叫函式時沒有傳參，函式定義也沒有形參，引數型別匹配；
c) 開始執行print_test()函式，這時候，main()函式裡面的執行會阻塞( 停 )在print_test()這一行程式碼，等待print_test()函式的執行。
3）print_test()函式執行完( 這裡列印一句話 )，main()才會繼續往下執行，執行到return 0, 程式執行完畢。
Ｃ語言中，函式呼叫的一般形式為：
函式名(實際引數表)
1）實際引數表，常稱“實參”， 這裡要區別好形參和實參，函式定義時圓括號裡的是形參，函式呼叫時圓括號裡的是實參。
a）如果是呼叫無參函式，則不能加上“實參”，但括號不能省略。
// 函式的定義
void test()
{
}
int main()
{
// 函式的呼叫
test(); // right, 圓括號()不能省略
test(250); // error, 函式定義時沒有引數
return 0;
}b）如果實參表列包含多個實參，則各引數間用逗號隔開。
// 函式的定義
void test(int a, int b)
{
}
int main()
{
int p = 10, q = 20;
test(p, q); // 函式的呼叫
return 0;
}c）實參與形參的個數應相等，型別應匹配(相同或賦值相容)。實參與形參按順序對應，一對一地傳遞資料。
d）實參可以是常量、變數或表示式，無論實參是何種型別的量，在進行函式呼叫時，它們都必須具有確定的值，以便把這些值傳送給形參。所以，這裡的變數是在圓括號( )外面定義好、賦好值的變數。// 函式的定義
void test(int a, int b)
{
}
int main()
{
// 函式的呼叫
int p = 10, q = 20;
test(p, q); // right
test(11, 30-10); // right
test(int a, int b); // error, 不應該在圓括號裡定義變數
return 0;
}2）函式的返回值
a）如果函式定義沒有返回值，函式呼叫時不能寫void關鍵字，呼叫函式時也不能接收函式的返回值。
// 函式的定義
void test()
{
}
int main()
{
// 函式的呼叫
test(); // right
void test(); // error, 函式呼叫時不能寫void關鍵字
int a = test(); // error, 函式定義根本就沒有返回值
return 0;
}b）如果函式定義有返回值，這個返回值我們根據使用者需要可用可不用，但是，假如我們需要使用這個函式返回值，我們需要定義一個匹配型別的變數來接收。
// 函式的定義, 返回值為int型別
int test()
{
}
int main()
{
// 函式的呼叫
int a = test(); // right, a為int型別
int b;
b = test(); // right, 和上面等級
char *p = test(); // error, p為char *, 函式返回值為int, 型別不匹配
int = test(); // error, 必須定義一個匹配型別的變數來接收返回值，
// int只是型別，沒有定義變數
int test();// error, 必須定義一個匹配型別的變數來接收返回值，
// int只是型別，沒有定義變數
return 0;
}下面，我們寫一個完整例子：
#include <stdio.h>
/****************************
功能：求兩個數的最大值
引數：
x, y: 需要比較的兩個整數
返回值：兩個數的最大值
******************************/
int max(int x, int y)
{
return x>y ? x : y;
}
int main()
{
int a = 10, b = 25, num_max = 0;
num_max = max(a, b); // 函式的呼叫
printf("num_max = %d\n", num_max);
return 0;
}當呼叫max(a, b)時，實參變數(a, b)對形參變數(x, y)的進行資料傳遞( “值傳遞” )。只有在發生函式呼叫時，函式max中的形參這時候才會被分配記憶體單元，以便接收從實參傳來的資料。在呼叫結束後，形參所佔的記憶體單元也被釋放。同時，把函式的返回值賦給main()裡的num_max變數。
關於形參和實參的幾點說明：
1）形參出現在函式定義中，在整個函式體內都可以使用，離開該函式則不能使用。
2）實參出現在主調函式中，進入被調函式後，實參變數也不能使用。
3）實參變數對形參變數的資料傳遞是“值傳遞”，即單向傳遞，只由實參傳給形參，而不能由形參傳回來給實參。
4）在呼叫函式時，編譯系統臨時給形參分配儲存單元。呼叫結束後，形參單元被釋放。
5）實參單元與形參單元是不同的單元。呼叫結束後，形參單元被釋放，函式呼叫結束返回主調函式後則不能再使用該形參變數。實參單元仍保留並維持原值。因此，在執行一個被呼叫函式時，形參的值如果發生改變，並不會改變主調函式中實參的值。
函式的宣告
在一個函式中呼叫另一個函式（即被呼叫函式）需要具備哪些條件呢？
1）首先被呼叫的函式必須是已經存在的函式。
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10, b = 25, num_max = 0;
num_max = max(a, b); // 函式的呼叫，這個函式不存在
printf("num_max = %d\n", num_max);
return 0;
}編譯程式會報錯：
2）如果使用庫函式，包含所需要標頭檔案即可用。
#include <stdio.h>
#include <string.h> // strlen()所需標頭檔案
int main()
{
char *p = "hello, I am mike!"
int len = strlen(p); // 測字串的長度
printf("len = %d\n", len);
return 0;
}3）如果使用使用者自己定義的函式，而該函式與呼叫它的函式（即主調函式）在檔案中，且函式定義的位置在主調函式之後，則必須在呼叫此函式之前對被呼叫的函式作宣告。
所謂函式宣告，就是在函式尚在未定義的情況下，事先將該函式的有關資訊通知編譯系統，相當於告訴編譯器，函式在後面定義，以便使編譯能正常進行。
函式宣告其一般形式為( 後面的分號不能省略 )：
型別說明符 被調函式名(型別 形參，型別 形參 …)；
或為：
型別說明符 被調函式名(型別，型別 …)；
括號內給出了形參的型別和形參名，或只給出形參型別。這便於編譯系統進行檢錯，以
防止可能出現的錯誤。
如：
int max(int a,int b);
或寫為:
int max(int,int);
完整例子如下：
#include <stdio.h>
int max(int x, int y); // 函式的宣告，分號不能省略
// int max(int, int); // 另一種方式
int main()
{
int a = 10, b = 25, num_max = 0;
num_max = max(a, b); // 函式的呼叫
printf("num_max = %d\n", num_max);
return 0;
}
// 函式的定義
int max(int x, int y)
{
return x>y ? x : y;
}函式定義和定義的區別：
1）定義是指對函式功能的確立，包括指定函式名、函式型別、形參及其型別、函式體等，它是一個完整的、獨立的函式單位。
2）宣告的作用則是把函式的名字、函式型別以及形參的個數、型別和順序(注意，不包括函式體)通知編譯系統，以便在對包含函式呼叫的語句進行編譯時，據此對其進行對照檢查（例如函式名是否正確，實參與形參的型別和個數是否一致）。