前言

在前面我们已经学习了初识C语言部分和分支循环语句，接下来我们开始函数部分的学习，函数在我们编程的时候是经常使用的，虽然之前接触的不是很多，但是其实函数的学习并不是很困难，只要稳扎稳打，还是很容易学的通透的，像三子棋、扫雷游戏中都用到了函数，那么函数是什么呢？接下来我们开始函数的学习。

1.函数是什么?

数学中我们经常见到函数的概念，但是你真的了解函数的概念吗？
维基百科中对函数的定义：子程序
在计算机科学中，子程序是一个大型程序中的某部分代码，由一个或多个语句块组成。它负责完成某项特定任务，而且相较于其他代码，具备相对的独立性。
一般会有输入参数并有返回值，提供对过程的封装和细节的隐藏。这些代码通常被集成为软件库。

2.C语言中函数的分类

1.库函数
2.自定义函数

2.1 库函数

为什么会有库函数？
1.我们知道在我们学习C语言编程的时候，总是在一个代码编完之后迫不及待的想要知道结构，想把这个结果打印到我们的屏幕上看一看。这个时候我会频繁的使用一个打印函数（printf）。
现在我们试想一下,如果每个程序员都有一个自己的打印函数，那么会有什么影响？

1.代码冗余
2.开发效率低
3.不标准

2.在编程的过程中我们会频繁的使用字符串拷贝函数（strcpy）
3.在编程时我们也会计算，计算n的k次方这样的运算（pow）
像上面我们描述的基础功能，它们不是业务性的代码。我们在开发过程中每个程序员都可能用得到，为了支持可移植和提高程序的效率，所以C语言中提供了一系列类似的库函数，方便程序员进行软件开发。
那我么怎么学习库函数呢?
www.cplusplus.com

简单的总结，C语言常用的库函数有：
IQ函数
字符串操作函数
字符操作函数
内存操作函数
时间/日期函数
数学函数
其他库函数

接下来我们根据文档来学习一个库函数
strcpy

因为有些文档是全英文的，所以我们要锻炼读英文文档的能力，下面通过一段代码来演示strcpy函数：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "XXXXXXXXXXXX";
	strcpy(arr2, arr1);
	printf("%s\n", arr2);
	return 0;
}

文档中说原字符串的\0也被拷贝进去
现在我们通过调试来观察\0是否被拷贝：

注意：
库函数必须知道的一个秘密就是：使用库函数，必须包含#include对用的头文件。
这里对照文档学习上面几个库函数，目的就是掌握库函数的使用方法。

2.2 自定义函数

如果库函数能干所有的事情，那还要程序员干什么？
所以更加重要的是自定义函数。
自定义函数和库函数一样，都有函数名，返回类型和函数参数。
不一样的是这些都是我们自己来设计，这给程序员一个很大的发挥空间。
函数的组成：

ret_type fun_name(para, *)
{
	statement;//语句项
}
ret_type 返回类型
fun_name 函数名
para1    函数参数

我们举一个例子：使用函数求两个数的最大值

#include <stdio.h>
int get_max(int x, int y)
{
	return x > y ? x : y;
}
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int z = get_max(a, b);
	printf("%d\n", z);
	return 0;
}

再举一个例子：写一个函数交换两个整形变量的内容

#include <stdio.h>
void swap(int* x, int* y)
{
	int tmp = *x;
	*x = *y;
	*y = tmp;

}
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	printf("交换前a=%d,b=%d\n", a, b);
	swap(&a, &b);
	printf("交换后a=%d,b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

3.函数的参数

3.1 实际参数（实参）：

真是传给函数的参数，叫做实参。
实参可以是：常量、变量、表达式、函数等。
无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。

3.2 形式参数（形参）：

形式参数是指函数名后面括号中的变量，因为形式参数只有在函数被调用的过程中才实例化（分配内存单元），所以叫形式参数。形式参数当函数调用完成之后自动销毁。因为形式参数只有在函数中有效。
总结：形参实例化之后其实相当于实参的一份临时拷贝。

4.函数的调用

4.1 传值调用

函数的形参和实参分别占用不同的内存块，对形参的修改不会影响实参。

4.2 传址调用

传址调用是把函数外部创建变量的内存地址传递给函数参数的一种函数调用方式。
这种传参方式可以让函数和函数外面的变量建立真正的联系，也就是函数内部可以直接操作函数外部的变量。

4.3 练习

1.写一个函数判断一个数是不是素数。

#include <stdio.h>
void is_prime(int n)
{
	int i = 0;
	for (i = 2; i < n; i++)
	{
		if (n % i == 0)
		{
			break;
		}
		
	}
	if (i == n)
		printf("%d\n", n);
}
int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	is_prime(num);
	return 0;
}

2.写一个函数判断一年是不是闰年

闰年：1.能被4整除但不能被100整除 2.能被400整除

#include <stdio.h>
void is_leap_year(int n)
{
	if (((n % 4 == 0) && (n % 100 != 0)) || (n % 400 == 0))
	{
		printf("%d ", n);
	}
}
int main()
{
	int year = 0;
	scanf("%d", &year);
	is_leap_year(year);
	return 0;
}

3.写一个函数，实现二分查找

#include <stdio.h>
//二分查找的实现
void find(int arr[], int sz)
{
	int k = 7;
	int left = 0;
	int right = sz - 1;
	while (left <= right)
	{
		int mid = left + ((right - left) / 2);
		if (k > arr[mid])
		{
			left = mid;
		}
		else if (k < arr[mid])
		{
			right = mid;
		}
		else
		{
			printf("找到了,下标是%d\n", mid);
			break;
		}
	}
	if (left > right)
	{
		printf("找不到\n");
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	find(arr, sz);
	return 0;
}

5.函数的嵌套调用和链式访问

函数和函数之间可以根据实际的需求进行组合，也就是互相调用的。

5.1 嵌套调用

#include <stdio.h>
void new_line()
{
printf("hehe\n");
}
void three_line()
{
int i = 0;
for(i=0; i<3; i++)
{
new_line();
}
}
int main()
{
three_line();
return 0;
}

函数可以嵌套调用，但是不能嵌套定义。

5.2 链式访问

把一个函数的返回值作为另一个函数的参数。

#include <stdio.h>
int main()
{
	
	printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
	//屏幕上打印的数字：4 3 2 1
	return 0;
}

6.函数的声明和定义

6.1 函数声明：

1.告诉编译器有一个函数叫什么，参数是什么，返回类型是什么。但是具体是不是存在，函数声明决定不了。
2.函数的声明一般出现在函数的使用之前。要满足先声明后使用。
3.函数的声明一般放在头文件中。

6.2 函数定义：

函数定义是函数的具体实现，交代函数的功能实现。
test.h的内容：放置函数声明

//函数的声明
int Add(int x, int y);

test.c的内容：函数定义

int Add(int x, int y)
{
return x+y;
}

7.函数递归

7.1 什么是递归？

程序调用自身的编程技巧称之为递归。
递归做为一种算法在程序设计语言中广泛使用。一个过程或函数在定义或说明中直接或间接调用自身的一种方法，它通常把一个大型复杂的问题转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解。
递归策略：只需要少量的程序就可以描述解题过程所需要的程序计算，大大减少了程序的代码量。
递归主要思考方式在于：把大事化小

7.2 递归的两个必要条件

1.存在限制条件，但满足这个限制条件的时候，递归便不再继续。
2.每次递归调用之后越来越接这个限制条件。

7.2.1 练习1

接收一个整形值，按顺序打印每一位
例如：1234 打印：1 2 3 4

void print(int num)
{
	if (num > 9)
	{
		print(num / 10);
	}
	printf("%d ", num % 10);
}
int main()
{
	unsigned int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	print(num);
	return 0;
}

7.2.2 练习2

编写函数不允许创建临时变量，求字符串长度

int Strlen(char* arr)
{
	if ('\0' == *arr)
		return 0;
	else
		return 1 + Strlen(arr + 1);
	
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	int len = Strlen(arr);
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}

7.3 递归与迭代

7.3.1 练习3

求n的阶乘（递归）

int fac(int n)
{
	if (n <= 1)
		return 1;
	else
		return n * fac(n - 1);
}
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	int z = fac(n);
	printf("%d\n", z);
	return 0;
}

非递归

int fac(int n)
{
	int i = 0;
	int ret = 1;

	for (i = 1; i <= n; i++)
	{
		ret *= i;

	}
	return ret;
}
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	int z = fac(n);
	printf("%d\n", z);
	return 0;
}

7.3.4 练习4

斐波那契数列：
斐波那契数列（Fibonacci sequence），又称黄金分割数列、因数学家列昂纳多·斐波那契（Leonardoda Fibonacci）以兔子繁殖为例子而引入，故又称为“兔子数列”，指的是这样一个数列：1、1、2、3、5、8、13、21、34、……

规律是：这个数列从第3项开始，每一项都等于前两项之和。
斐波那契数列（递归）

int fib(int n)
{
	if (n <= 2)
		return 1;
	else
		return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	int ret = fib(n);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

非递归

int fib(int n)
{
	int a = 1;
	int b = 1;
	int c = 1;
	while (n > 2)
	{
		c = a + b;
		a = b;
		b = c;
		n--;
	}
	return c;
}
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	int ret = fib(n);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

栈溢出（stack overflow）：系统分配给程序的栈空间是有限的，但是如果出现了死循环，或者（死递归），这样有可能导致一直开辟空间，最终产生空间耗尽的情况。

如何解决死递归问题：
1.将递归改写成非递归。
2.使用static对象替代nonstatic局部对象。在函数设计中，可以使用static对象代替nonstatic局部对象（栈对象），这不仅可以减少每次递归调用和返回时产生和释放nonstatic对象的开销，而且static对象还可以保存递归调用的中间状态，并且可为各个调用层所访问。
提示：
1.许多问题是以递归的形式进行解释的，这只是因为它比非递归的形式更加清晰。
2.但是这些问题的迭代实现往往比递归实现的效率更高，虽然代码的可读性稍微差些。
3.当一个问题相当复杂，难以用迭代实现时，此时递归的简洁性便可以补偿它所带来的运行开销。

此外，函数递归还有两个个经典题目（自主研究）：
1.汉诺塔问题
2.青蛙跳台阶问题
函数部分的内容到这里就结束了，觉得文章内容还不错的话就点个关注吧，以后我还是会继续更新C语言、C++、数据结构、Linux系统编程+网络编程等内容。