C语言·函数（超详细系列·全面总结）

前言：Hello大家好😘，我是心跳sy，为了更好地形成一个学习c语言的体系，最近将会更新关于c语言语法基础的知识，今天更新一下函数的知识点，我们一起来看看吧！

一、函数是什么 💫

二、C语言中函数的分类 💫

1、⭐️库函数⭐️

2.1、🌈库函数的使用

2.2、🌈常用的库函数

2、⭐️自定义函数⭐️

三、函数的组成 💫

1、⭐️函数的基本组成⭐️

2、⭐️函数的参数⭐️

2.1、🌈实际参数（实参）

2.2、🌈形式参数（形参）

2.3、🌈实参与形参的匹配

3、⭐️函数的声明和定义⭐️

3.1、🌈函数声明

3.2、🌈函数的定义

四、函数的调用 💫

五、函数的嵌套调用和链式访问 💫

1、⭐️嵌套调用⭐️

2、⭐️链式访问⭐️

六、函数递归 💫

1、⭐️什么是递归？⭐️

2、⭐️递归的两个必要条件⭐️

3、⭐️递归的基本原理⭐️

4、⭐️递归实例⭐️

💞心跳sy的C语言专栏💞⏪C语言知识点汇总到这了，有兴趣的友友可以订阅看看哟~

一、函数是什么 💫

👉在C语言中，函数是一段完成特定任务的代码块，它可以被多次调用，接受输入参数并可选地返回一个值；函数是结构化编程的基础，允许程序员将一个大问题分解为多个小问题，每个小问题由一个函数来封装，这种方式提高了代码的可读性、可维护性和可重用性。

二、C语言中函数的分类 💫

1、⭐️库函数⭐️

⭕️C语言库函数是指在C语言标准库中预先定义好的函数，这些函数包含在相应的头文件里，每个函数都有其函数名、返回值类型和函数参数；这些函数用于执行常见的任务，例如输入输出、字符串处理、内存操作等。

⭕️C语言标准库是一组标准化的函数和工具，旨在为C语言程序员提供基本的编程支持。库函数通常以源代码形式或预编译形式提供，可以直接在C程序中使用，而无需从零开始编写这些功能的代码；以下情况使用的函数都属于库函数：

🔶比如我们想把程序结果打印到屏幕上看看，会频繁的使用一个功能：将信息按照一定的格式打印到屏幕上（printf）。

🔶在编程的过程中我们会频繁的做一些字符串的拷贝工作（strcpy）。

🔶在编程是我们也计算，总是会计算n的k次方这样的运算（pow）。

2.1、🌈库函数的使用

👉要在C程序中使用库函数，首先需要包含相应的头文件。例如，使用 printf 函数需要在程序顶部添加以下代码：

#include <stdio.h>

👉然后，就可以在程序中调用 printf 函数了：

int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

2.2、🌈常用的库函数

🎀简单的总结，C语言常用的库函数都有：

🔸IO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

🍀因为具体的函数太多了，这里不一一列举了，我们在日常学习中，需要养成查询库函数使用方法的习惯哦，这里分享一个查询库函数的网站：👉http://en.cppreference.com（英文版）

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，有函数名，返回值类型和函数参数，但是与库函数不一样的是这些都是我们自己来设计，这就给程序员了一个很大的发挥空间。

👉我们来看一个自定义的函数实现找出两个整数中的最大值：

#include <stdio.h>
//get_max函数的设计

int get_max(int x, int y)
{
 return (x>y)?(x):(y);
}

int main()
{
 int num1 = 10;
 int num2 = 20;
 int max = get_max(num1, num2);
 printf("max = %d\n", max);
 return 0;
}

👉其中 get_max 就是我们自己定义的函数，用于实现求两整数最大值的算法，并在主函数中调用，用 max 来接收返回值。

三、函数的组成 💫

1、⭐️函数的基本组成⭐️

👉一个C语言函数通常由以下几个部分组成：

💠返回类型：指定函数返回的数据类型。如果函数不返回任何值，则使用 void 。

💠函数名：函数的名称，用于调用该函数。

💠参数列表：一组定义在圆括号内的参数，用于接受调用者传递给函数的数据。参数可以是多种数据类型，甚至是其他函数。

💠函数体：包含在花括号 { } 中的代码块，这里包含了函数执行的具体逻辑。

⭕️其中返回类型指定了函数执行完毕后返回的数据类型，可以是整型、字符型、各种指针类型等，如果函数不返回任何值，则使用 void。例如，int 表示函数返回一个整数，void 表示函数不返回任何值。

⭕️函数名是函数的标识符，用于在程序中调用该函数。我们在写函数时，函数名应该清晰地反映函数的目的或行为。

👉下面具体讲解如何使用函数：

2、⭐️函数的参数⭐️

2.1、🌈实际参数（实参）

❓什么是实参？

⭕️真实传给函数的参数，叫实参；

⭕️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，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。

int main() {
    int years = 30;
    char* person = "Alice";
    printMessage(years, person); // 函数调用，years 和 person 是实参
    return 0;
}

在这个例子中，years 和 person 就是实参。

2.2、🌈形式参数（形参）

⭕️形式参数是指函数名后括号中的变量，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就自动销毁了，因此形式参数只在函数中有效。

⭕️在函数定义时，形参由它们的类型和名称组成，例如：

void printMessage(int age, char* name) {
    printf("Name: %s, Age: %d\n", name, age);
}

在这个例子中，age 和 name 就是形参。

2.3、🌈实参与形参的匹配

⭕️在函数调用时，C语言编译器会检查实参与形参的类型和数量是否匹配。如果实参与形参的类型和数量不匹配，可能会导致编译错误或运行时错误。

👉例如，以下代码将导致编译错误，因为printMessage 函数期望两个参数，但只提供了一个：

printMessage("Bob"); // 编译错误：缺少参数

3、⭐️函数的声明和定义⭐️

3.1、🌈函数声明

🔶在调用函数之前，必须声明函数。函数声明定义了函数的接口，使得函数可以在其他部分被调用，它通常放在程序的顶部或头文件中，包括函数名、返回类型和参数列表。

👉例如：

int add(int a, int b); // 声明一个返回int类型，接受两个int参数的函数

3.2、🌈函数的定义

🔶函数定义是函数的实际实现，它包括函数声明的所有部分，再加上函数体（函数体是一组语句，它们定义了当函数被调用时执行的操作）例如：

int add(int a, int b) { // 函数定义
    int result = a + b;
    return result;
}

四、函数的调用 💫

🔶函数调用是执行函数的过程。要调用一个函数，只需使用函数名并提供必要的参数（如果函数有参数的话）。例如：

int sum = add(3, 5); // 调用add函数，并将返回值赋给sum变量

👉完整的调用如下：

#include <stdio.h>

// 函数声明
int add(int a, int b);

// 函数定义
int add(int a, int b)
{
    int sum = a + b;
    return sum;
}

int main() 
{
    int result = add(10, 20); // 函数调用
    printf("Result: %d\n", result);//输出30
    return 0;
}

五、函数的嵌套调用和链式访问 💫

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();//继续调用
   }
}

int main()
{
   three_line();
   return 0;
}

🔴注意：函数可以嵌套调用，但是不能嵌套定义

2、⭐️链式访问⭐️

⭕函数链式访问（也称为函数链式调用）是一种编程技巧，是把一个函数的返回值作为另外一个函数的参数来调用。


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

int main()
{
    char arr[20] = "hello";
    int ret = strlen(strcat(arr,"bit"));//求字符串长度
    printf("%d\n", ret);
    return 0;
}

六、函数递归 💫

1、⭐️什么是递归？⭐️

⭕程序调用自身的编程技巧称为递归（ recursion）；函数递归是指函数在执行过程中调用自身的一种技术。

2、⭐️递归的两个必要条件⭐️

⭕递归函数通常包含两部分：基线条件和递归条件；

⭕基线条件是递归函数停止递归的条件，而递归条件是递归函数继续调用自身的条件。递归是一种强大的编程技术，它可以使代码更简洁、更优雅，但需要小心使用，以避免无限递归导致的栈溢出等问题。

3、⭐️递归的基本原理⭐️

⭕递归函数通过反复调用自身来解决问题，每次调用时问题规模都会减小，直到达到基线条件，递归停止。递归函数在调用自身时，会创建一个新的函数栈帧，用于存储局部变量和参数。当递归结束时，这些栈帧会依次弹出，恢复到最初的调用状态。

4、⭐️递归实例⭐️

👉 计算阶乘：

#include <stdio.h>

// 递归函数：计算阶乘
int factorial(int n) 
{
    // 基线条件
    if (n == 0)
    {
        return 1;
    }
    // 递归条件
    else 
    {
        return n * factorial(n - 1);
    }
}

int main() 
{
    int num = 5;
    int result = factorial(num);
    printf("%d! = %d\n", num, result);
    return 0;
}

⭕factorial 函数是一个递归函数，它计算并返回一个整数的阶乘。当 n 等于0时，函数返回1，这是基线条件。否则，函数调用自身，并返回 n 乘以 factorial (n-1) 的结果

🔶当调用 factorial(5) 时，以下是函数调用的过程：

🔸第一次调用：factorial(5) 因为 n 不等于0，所以执行 return 5* factorial(4) ，这次调用会暂停，等待 factorial(4) 的结果。

🔸第二次调用：factorial(4) n 不等于0，执行 return 4* factorial(3) ，这次调用会暂停，等待factorial(3) 的结果

🔸如此下去直到第六次调用，factorial(0), n 等于0，所以触发基线条件，返回1。

🔷当 factorial(0) 返回1时，递归调用开始依次返回：

🔹第五次调用返回：factorial(1)，返回 1*1=1

🔹第四次调用返回：factorial(2)，返回 2*1=2

🔹第三次调用返回：factorial(3)，返回 3*2=6

🔹第二次调用返回：factorial(4)，返回 4*6=24

🔹第一次调用返回：factorial(5)，返回 5*24=120

👉最终得出5的阶乘为120。