六、函数
6.1 函数的声明与定义—嵌套调用
6.1.1 函数的声明与定义
函数间的调用关系是，由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用，同一个函数可以背一个或多个函数调用任意次。
下例中有两个c文件, func.c是子函数printstar和print_message 的实现,也称定义; main.c是main函数, func.h中存放的是标准头文件的声明和 main函数中调用的两个子函数的声明，如果不在头文件中对使用的函数进行声明，那么在编译时会出现警告。
【例1】函数的嵌套调用
func.c
#include "func.h"
int main() {
int a=10;
a=print_star(a);
print_message();//调用print_message
print_star(5);
return 0;
}
func.h
#ifndef FUNCTION_DEFINE_FUNC_H
#define FUNCTION_DEFINE_FUNC_H
#include <stdio.h> //都需要用到这个头文件 就都统一写在这里就行 <>表示从标准库中找头文件
void print_message(); //print_message函数的声明
int print_star(int i); //print_star函数声明。有形参，有返回值
#endif //FUNCTION_DEFINE_FUNC_Hmain.c
#include "func.h" //“”表示在当前路径下找头文件
//print_star的定义
int print_star(int i){
printf("************************\n");
printf("print_star %d\n",i);
return i+3;
}
void print_message(){
printf("how do you do\n");
print_star(6); //调用print_star
}C语言的编译和执行有以下特点：
(1)一个C程序由一个或多个程序模块组成，每个程序模块作为一个源程序文件。对于较大的程序，通常将程序内容分别放在若干源文件中，再由若干源程序文件组成一个C程序。这样处理便于分别编写、分别编译，进而提高调试效率(复试有用)．一个源程序文件可以为多个C程序共用。
(2）一个源程序文件由一个或多个函数及其他有关内容(如命令行、数据定义等）组成.一个源程序文件是一个编译单位,在程序编译时是以源程序文件为单位而不是以函数为单位进行编译的.main.c和 func.c分别单独编译,在链接成为可执行文件时, main中调用的函数printstar和 print_message才会通过链接去找到函数定义的位置.
(3)C程序的执行是从 main函数开始的，如果在main函数中调用其他函数,那么在调用后会返回到main函数中，在 main函数中结束整个程序的运行.
(4)所有函数都是平行的，即在定义函数时是分别进行的，并且是互相独立的。一个函数并不从属于另一函数，即函数不能嵌套定义，函数间可以互相调用，但不能调用main函数.main函数是由系统调用的,例1.1的 main 函数中调用print_message 函数,而 print_message函数中又调用printstar 函数.我们把这种调用称为嵌套调用.
6.1.2 函数的分类与调用
函数分为如下两种
(1)标准函数:即库函数，由系统提供的可以直接使用的，如 printf函数、scanf 函数.不同的C系统提供的库函数的数量和功能会有一些不同，但许多基本的函数是相同的。
(2)用户自己定义的函数:用以解决用户的专门需要.从函数的形式看,函数分为如下两类.
a.无参函数:一般用来执行指定的一组操作.调用无参函数时,主调函数不向被调用函数传递数据。
无参函数的定义形式如下:
类型标识符 函数名()
{
声明部分
语句部分
} 例1中, print_message就是无参函数。
b.有参函数:主调函数在调用被调用函数时，通过参数向被调用函数传递数据。
有参函数的定义形式如下:
类型标识符函数名(形式参数表列)
{
声明部分
语句部分
}例1中,printstar就是有参函数,int i对应的i为形参,主调函数和被调用函数之间存在数据传递关系。
6.2 函数的递归调用
6.2.1 递归调用
函数自身调用自身的操作，称为递归函数，递归函数一定要有结束条件，否则会产生死循环!
【例1】n的阶乘的递归调用实现。
分析：f(n)=n*f(n-1); 如5!=5*4!
#include <stdio.h>
int f(int n){
//一定要有结束条件
if(1==n){
return 1;
}
return n*f(n-1); //写公式
}
int main() {
int n;
scanf("%d",&n);
printf("f(%d)=%d\n",n, f(n));
return 0;
}【例2】假如有n个台阶，一次只能上1个台阶或2个台阶，请问走到第n个台阶有几种走法?
#include <stdio.h>
//上台阶 ,到第n个台阶 一次只能上一个或两个,有多少种走法
//分析 step(3)=step(2)+step(1)
// 3 = 2 + 1
int step(int n){
if(1==n||2==n){//当台阶是1个或2个时，递归结束，一个台阶只有一种走法，2个台阶只有两种走法
return n;
}
return step(n-1)+ step(n-2);
}
int main(){
int n;
scanf("%d",&n);
printf("step(%d)=%d",n, step(n));
return 0;
}
递归的核心：找公式，写递归结束条件。
6.3 局部变量与全局变量
6.3.1 全局变量解析-形参-实参解析
在不同的函数之间传递数据时，可以使用的方法如下:
(1)参数:通过形式参数和实际参数。
(2)返回值:用return 语句返回计算结果。
(3)全局变量:外部变量。
#include <stdio.h>
int i=10;//i是一个全局变量,不建议使用 局部变量全局变量重名不会报错 容易搞错
void print(int a)//形参看成一个局部变量
{
printf("I am print i=%d\n",i);
}
int main() {
{
int j=5;
}//局部变量只在离自己最近的大括号内有效
int i=5;
printf("main i=%d\n",i);
for(int k=0;k<-1;)
{
}
// printf("k=%d\n",k);for循环括号内定义的变量，循环体外不可用
print(3);
return 0;
}
全局变量存储，如下图所示，全局变量i存储在数据段，所以main函数和 print函数都是可见的。全局变量不会因为某个函数执行结束而消失,在整个进程的执行过程中始终有效，因此工作中应尽量避免使用全局变量！
在函数内定义的变量都称为局部变量，局部变量存储在自己的函数对应的栈空间内，函数执行结束后，函数内的局部变量所分配的空间将会得到释放。如果局部变量与全局变量重名，那么将采取就近原则，即实际获取和修改的值是局部变量的值.
形参与实参的说明如下：
(1)定义函数中指定的形参，如果没有函数调用，那并不占用内存中的存储单元。只有发生函数调用时，函数print 中的形参才被分配内存单元。在调用结束后，形参所占的内存单元也会被释放。
(2)实参可以是常量、变量或表达式，但要求它们有确定的值，例如, print(i+3)在调用时将实参的值i+3赋给形参。print函数可以有两个形参，如 print( inta,int b)
(3)在被定义的函数中，必须指定形参的类型.如果实参列表中包含多个实参，那么各参数间用逗号隔开。实参与形参的个数应相等，类型应匹配，且实参与形参应按顺序对应，一一传递数据。
(4)实参与形参的类型应相同或赋值应兼容。
(5)实参向形参的数据传递是单向“值传递”，只能由实参传给形参，而不能由形参传回给实参．在调用函数时，给形参分配存储单元，并将实参对应的值传递给形参，调用结束后，形参单元被释放,实参单元仍保留并维持原值.
(6)形参相当于局部变量，因此不能再定义局部变量与形参同名，否则会造成编译不通。
6.3.2 外部变量
函数之外定义的变量称为外部变量.外部变量可以为本文件中的其他函数共用，它的有效范围是从定义变量的位置开始到本源文件结束,所以也称全程变量。
关于全局变量需要注意如下几点：
(1)全局变量在程序的全部执行过程中都占用存储单元，而不是仅在需要时才开辟单元。
(2)使用全局变量过多会降低程序的清晰性。在各个函数执行时都可能改变外部变量的值,程序容易出错，因此要有限制地使用全局变量(初试时尽量不用)。
(3)因为函数在执行时依赖于其所在的外部变量，如果将一个函数移到另一个文件中，那么还要将有关的外部变量及其值一起移过去。然而，如果该外部变量与其他文件的变量同名，那么
就会出现问题，即会降低程序的可靠性和通用性.C语言一般要求把程序中的函数做成一个封闭体，除可以通过“实参→形参”的渠道与外界发生联系外，没有其他渠道.
