7.3 调用函数

前言：

思维导图：

7.3.1 函数调用的形式

我的笔记：

函数调用的形式
在C语言中，调用函数是一种常见的操作，主要有以下几种调用方式：

1. 函数调用语句
此时，函数调用独立存在，作为一个完整的语句。例如：

print_star();

在这种情况下，函数不需要返回值，只需完成某些操作。调用语句的末尾需要加分号。

2. 函数表达式
函数调用作为另一个表达式的一部分，例如：

c = max(a, b);

此处，`max(a, b)` 是一个函数调用，存在于赋值表达式中。在这种情况下，函数需要返回一个确定的值，以参与表达式的其他运算。例如：

c = 2 * max(a, b);

3. 函数参数
函数调用可以作为另一个函数调用的实参。例如：

m = max(a, max(b, c));

在这个例子中，`max(b, c)` 是一次函数调用，它的返回值作为第二次 `max` 函数调用的实参。

另外，函数调用可以作为其他函数，如 `printf`，的参数。例如：

printf("%d", max(a, b));

注意事项
- 调用无参函数时，括号不能省略，如 `print_star()`。
- 如果函数调用语句，末尾需要加分号；而作为表达式或参数时，不应加分号。
- 如果实参表列有多个实参，各参数间应用逗号隔开。

示例

//调用无参函数
print_star();

//调用有参函数
c = max(a, b);
m = max(a, max(b, c));
printf("%d", max(a, b));

错误示范

printf("%d", max(a, b););
//这里max(a,b)后面多了一个分号，这是不正确的。

7.3.2 函数调用时的数据传递

我的笔记：

1. 形式参数和实际参数
- **形式参数（形参）**：定义函数时，函数名后的括号中的变量。
- **实际参数（实参）**：调用函数时，函数名后的括号中的参数。

实际参数可以是常量、变量或表达式。

int max(int x, int y)
{
    int z;
    z = x > y ? x : y;
    return(z);
}

2. 实参和形参间的数据传递
- 实参的值会传递给形参。
- 形参获取实参的值，该值在函数调用期间有效。
- 实参与形参间的数据传递称为“虚实结合”。

示例

#include <stdio.h>

int main() 
{
    int a, b, c;
    printf("please enter two integer numbers:");
    scanf("%d,%d", &a, &b);
    c = max(a, b);
    printf("max is %d\n", c);
    return 0;
}

在这个例子中，`a` 和 `b` 是实参，而 `x` 和 `y` 是形参。实参 `a` 和 `b` 的值会传递给形参 `x` 和 `y`。

注意事项
1. 实参可以是常量、变量或表达式，例如：`max(3, a+b)`。实参与形参的类型应该相同或赋值兼容。
2. 如果实参和形参类型不同，会进行类型转换。例如，如果实参是 `float` 类型，值为 `3.5`，而形参是 `int` 类型，则实参会转换为 `int` 类型，即 `3`，再传递给形参。

程序分析
1. 在定义 `max` 函数时，指定了两个 `int` 类型的形参 `x` 和 `y`。
2. 主函数中通过 `max(a, b)` 调用了 `max` 函数，其中 `a` 和 `b` 作为实参传递给了形参 `x` 和 `y`。
3. 在 `max` 函数中，将较大的值赋给变量 `z`，并作为函数值返回给主函数，赋给变量 `c`。

总结
在函数调用过程中，实参的值会传递给形参，允许在被调用函数中使用实参的值进行运算。实参和形参应当类型相同或兼容，不同类型间会进行必要的类型转换。

7.3.3 函数调用的过程

我的笔记：

1. 形参的内存分配
- 在没有函数调用发生时，定义在函数中的形参不占内存中的存储单元。
- 函数被调用时，形参才会被临时分配内存单元。

2. 实参值的传递
- 函数调用时，实参的值会被传递给对应的形参。
- 如，如果实参的值为2，那么这个值会被传递给形参x，此时，形参x的值就会变成2。

3. 形参的运算
- 形参在函数调用期间会持有值，因此我们可以利用这些形参进行相关的运算。

4. 返回值
- 通过 `return` 语句，函数值会被带回到主调函数。
- 返回值的类型应该与函数的类型一致。
- 如果函数不需要返回值，则不需要 `return` 语句，并且函数的类型应定义为 `void` 类型。

5. 调用结束后的处理
- 函数调用结束后，形参单元会被释放。
- 实参单元会被保留，并且保持原值不变。
- 如果在被调用函数的执行过程中形参的值发生了改变，这不会影响到主调函数中的实参的值。

6. 值传递
- 实参向形参的数据传递是“值传递”，是单向传递。
- 实参和形参在内存中占有不同的存储单元。
- 由于实参和形参位于不同的存储单元，实参无法获取形参的值。

总结
函数调用的过程中涉及到形参的内存分配、实参值的传递、形参的运算以及返回值的处理等多个环节。实参和形参间的数据传递是通过值传递的方式进行，即实参的值会被复制给形参，但实参和形参是独立的存储单元，它们之间的值是独立的，改变形参的值不会影响实参的值。

我的理解：

函数调用过程可以被比喻为一场精心组织的演出。在这场演出中，形参可以看作是演员，实参是演员所扮演的角色，而函数体则是演员们所要遵循的剧本。

### 1. **形参的内存分配**
- **比喻：** 形参像是演员在剧本中的角色名称，尚未被具体的演员扮演时，它还不具有实体。
- **解释：** 当函数被调用时，形参才会被赋予实体，即在内存中分配具体的存储单元。

### 2. **实参值的传递**
- **比喻：** 实参是具体的演员，他们根据剧本（函数体）中角色的要求，扮演各自的角色。
- **解释：** 在函数调用时，实参的值会被传递给形参，形参得到具体的值，以便后续的计算和操作。

### 3. **形参的运算**
- **比喻：** 形参在演出中根据剧本的指示进行演绎，发挥着各自的角色。
- **解释：** 形参在函数体内进行各种运算，完成函数体内定义的任务。

### 4. **返回值**
- **比喻：** 演出完毕后，观众（主调函数）会得到一个总体的表演效果（返回值）。
- **解释：** 函数执行完毕后，通过 `return` 语句返回一个值给主调函数。这个值应该与函数声明时的类型一致。

### 5. **调用结束后的处理**
- **比喻：** 演出完毕后，演员退出舞台，他们扮演的角色也随之消失。
- **解释：** 函数调用结束后，形参所占用的内存单元被释放。但是，实参依然保留其值。

### 6. **值传递**
- **比喻：** 演员扮演角色时，他们不会改变角色原有的性格和设定，角色的设定是固定的。
- **解释：** 实参的值会被复制给形参，但是形参和实参是两个不同的存储单元，改变形参的值不会影响到实参的值。

### 严谨科学的总结：
函数调用过程中，形参在开始时并没有内存分配，只有在函数调用时才会在内存中占有存储单元。实参的值会被复制给形参，进行函数内部的运算。运算完成后，通过 `return` 语句将结果返回给主调函数。这个过程是一种“值传递”的过程，形参和实参在内存中位于不同的存储单元，它们之间是独立的，形参的变化不会影响实参。

7.3.4 函数的返回值（这里曾经考察过）

我的笔记：

简述：
函数的返回值是通过`return`语句在函数中获得的。此值会带回到主调函数中。有时，返回值的类型可以自动进行类型转换，但最佳实践是让函数类型与 `return` 返回值的类型一致。

#### 笔记：

1. **返回值获取**：
- 函数的返回值通过`return`语句在被调用函数中获得，并传递回主调函数。
- `return`语句后的值可以是一个表达式，比如：`return(x > y ? x : y);`。

2. **返回值用途**：
- 函数的返回值用于在主调函数中得到一个确定的值，如 `c = max(a, b);`。
- 函数 `max(2,3)` 的返回值是 `3`，而 `max(5,3)` 的返回值是 `5`。

3. **返回值类型**：
- 函数返回值应有明确的类型，并在定义函数时指定，如 `int max(float x, float y)`。
- 如果 `return` 语句中的表达式类型与函数类型不一致，会按照函数类型进行转换。但最佳实践是保持一致。

4. **类型转换和清晰度**：
- 即便可以利用类型转换在一些情况下得到不同类型的返回值，但这会降低程序的清晰度和可读性。
- 建议初学者使函数类型与 `return` 返回值的类型保持一致。

5. **void 类型**：
- 对于不需要返回值的函数，应定义为 `void` 类型，这会使系统确保函数不会带回任何值。
- 在 `void` 类型的函数中，不应该出现 `return` 语句。

6. **例子分析**：
- 当函数定义为 `int` 型，而 `return` 语句中的变量为 `float` 型时，将按赋值规则处理，先将变量的值转换为 `int` 型。
- 例：在 max 函数中，如果变量 `z` 为 `float` 型，其值为 `2.6`，那么返回给主调函数的值将是 `2`。

7. **规范性和维护性**：
- 应养成在定义函数时一律指定函数类型的习惯，这样的程序规范、易读、易于检查维护。

#### 举例代码：

#include <stdio.h>
int main() {
    int max(float x, float y);
    float a, b;
    int c;
    scanf("%f,%f,", &a, &b);
    c = max(a, b);
    printf("max is %d\n", c);
    return 0;
}

int max(float x, float y) {
    float z;
    z = x > y ? x : y;
    return(z);
}

在这个例子中，`max` 函数比较两个 `float` 类型的值，并返回较大的一个。由于函数返回类型为 `int`，所以 `float` 类型的 `z` 在返回时会转换为 `int` 类型。