目录
- 1. 函数基本用法
- 1.1 定义和三要素
- 1.2 函数的声明和定义
- 1.2.1 函数声明
- 1.2.2 函数定义格式
- 1.3 函数调用
- 1.4 函数传参
- 1.4.1 值传递
- 1.4.2 地址传递
- 1.4.3 数组传递
- 1.5 函数和栈区
- 2. 开辟堆空间
- 2.1 堆的概念
- 2.2.malloc函数
- 2.2.1 定义
- 2.2.2 用法
- 2.3 free()函数定义
- 注意📢:
- 2.4 函数中开辟堆空间
- 3.string函数族
- 3.1 strcpy
- 3.2 strlen
- 3.3 strcat
- 3.4 strcmp
- 4.递归函数
- 4.1 概念
- 4.2 执行过程
1. 函数基本用法
1.1 定义和三要素
函数是一个可以完成特定功能的代码模块,其程序代码是独立的,通常有返回值,也可以没有。
函数的三要素:
功能:函数要实现的功能。
参数:在函数声明和调用时定义的遍历,它用于传递数据给函数。
【1】形参:就是在函数声明的时候定义的变量,用于传递信息给函数。此时它没有具体的数值。
【2】实参:就是在调用函数时传递给函数的实际数值。
返回值:函数调用后留下的右值。
1.2 函数的声明和定义
1.2.1 函数声明
存储类型 数据类型 函数名(数据类型 形参1,数据类型 形参2,…);
1.2.2 函数定义格式
存储类型 数据类型 函数名(数据类型 形参1,数据类型 形参2,…)
{
函数体;
}
函数名:是一个标识符,要符合标识符命名规则。
数据类型:是整个函数的返回值类型,如果没有返回值为void。
形式参数说明:是逗号分隔的多个变量的形式说明,简称形参。
形参就是函数声明或定义时括号中的变量,因为形式参数只有在函数调用时也被传递真实的数值。
大括号对{语句序列},称为函数体,函数体由大于等于零个语句组成的。
函数的数据总结:
(1)没有参数:括号中的参数列表可以省略,也可以写void。
(2)没有返回值:数据类型为void,函数内没有return语句。
(3)有返回值:要跟根据返回值的数据类型定义函数的数据类型,可以用return接收返回值。
(4)定义子函数时可以直接在主函数上面,如果想在主函数下面定义需要在主函数上面事先声明。
1.3 函数调用
(1)没有返回值:直接调用
函数名(实参);
(2)有返回值:要在函数内定义一个与返回值类型相同的变量用return接收。如果不需要接收返回值,就直接调用函数。如果想拿到返回值来用,可以在调用函数前设一个同类型变量去接收。
实参:在调用有参数函数时,函数名后面括号中的参数称为“实参”,此时是我们传递给函数的真实数值。实参可以是:常量、变量、表达式、函数等。
代码示例:
#include <stdio.h>
void fun() //实现打印功能
{
printf("in fun\n");
}
void add(int a,int b) //实现两数相加函数,无返回值。
{
int c=a+b;
printf("a+b=%d\n",c);
}
int add2(int a,int b) //实现两数相加函数,有返回值。
{
return a+b;
}
int dec(int a,int b); //实现两数相减函数,子函数在主函数下面定义需要在上面事先声明。
int main(int argc, char const *argv[])
{
int n1=2,n2=3;
int rel=0,diff=0;
fun();
add(2,3);
add(n1,n2);
rel=add2(n1,n2);
printf("in main add:%d\n",rel);
diff=dec(6,5);
printf("in main dec :%d\n",diff);
return 0;
}
int dec(int a, int b)
{
return a-b;
}
练习:定义求x的n次方值的函数( x是实数, n为正整数)。
#include <stdio.h>
float mypow(float x, int n)
{
float rel=1;
if(n<0)
{
printf("error\n");
return -1;
}
for(int i=0;i<n;i++)
rel *=x;
return rel;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
float result=mypow(1.5,2);
printf("result= %f\n",result);
return 0;
}
练习:编写一个函数,函数的2个参数,第一个是一个字符,第二个是一个char *,
返回字符串中该字符的个数。
#include <stdio.h>
int str_fang(char c,char *p)
{
int n=0;
while (*p)
{
if(*p == c)
n++;
p++;
}
return n;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
char s[100]="helloooooo";
int val=str_fang('o',s);
printf("%d\n",val);
return 0;
}
练习:编程实现strlen函数的功能,strlen计算字符串实际长度,不包含’\0’
#include <stdio.h>
int mystrlen(char *s)
{
int n=0;
while(*s != '\0')
{
n++;
s++;
}
return n;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
int len=mystrlen("hello");
printf("%d\n",len);
return 0;
}
1.4 函数传参
1.4.1 值传递
单向传递,将实参传递给形参使用,改变形参实参不会受影响。
void fun(int a, int b)
{
a++;
b++;
printf("in fun: a=%d b=%d\n", a, b);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
int n1 = 10, n2 = 20;
fun(n1, n2);
printf("in main: a=%d b=%d\n", n1, n2);
return 0;
}
1.4.2 地址传递
双向传递,在函数中修改形参,实参也会随之变化。
void fun2(int *a, int *b)
{
*a = 40;
*b = 90;
printf("in fun2: a=%d b=%d\n", *a, *b);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
int n1 = 10, n2 = 20;
fun2(&n1, &n2);
printf("in main: a=%d b=%d\n", n1, n2);
return 0;
}
1.4.3 数组传递
和地址传递一样,参数中存在数组的定义,也认为是指针。
void fun3(int *arrp, int n)
{
int *p = arrp;
printf("in fun3 array:\n");
*(p + 1) = 100;
for (int i = 0; i < n; i++)
{
printf("%d %d\n", p[i], *(p + i));
}
printf("in fun3: *(p+1)= %d\n", *(p + 1));
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
fun3(arr, 5);
printf("in main array:\n");
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
printf("%d %d\n", arr[i], *(arr + i));
}
printf("in main: *(arr+1)= %d\n", *(arr + 1));
return 0;
}
1.5 函数和栈区
栈用来存储函数内部(包括main()函数)的变量。它是一个FILO(First In Last Out),先进后出的结构。当一个函数运行结束后,这个函数所有在栈中的变量都会被删除,并且它们所占的空间将会被释放。这就产生了函数内的局部变量。栈区由CPU自动管理,不需要手动申请和释放。
2. 开辟堆空间
2.1 堆的概念
申请的空间种分为五个区域栈区(堆栈区),堆区,全局区,字符常量区,代码区,我们之前讲的这些定义局部变量、数组都是在内存的栈区存储。
栈区和堆区的区别
栈区:是由CPU自动申请和释放的,不需要我们手动申请。
堆区:需要我们自己随时申请,由我们自己去释放的。随用随取,用完释放。
2.2.malloc函数
2.2.1 定义
#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t size);
-
功能:在堆区开辟大小为size的空间
-
参数:size:开辟空间的大小,单位为字节。
-
返回值:
-
成功:返回开辟空间的首地址
-
失败:空指针NULL
-
malloc( ) 要和free( )搭配使用
-
2.2.2 用法
malloc内的参数是需要动态分配的字节数,而不是可以存储的元素个数!
代码格式:
type* var_name = (type *)malloc(sizeof(type)*n);
2.3 free()函数定义
#include <stdlib.h>
void free(void *ptr);
-
功能:释放之前用malloc、calloc和realloc所分配的内存空间。
-
参数:ptr:堆空间的首地址。
-
返回值:无
可以释放完堆空以后,把指针赋值为空指针:
free(p);
p=NULL;
malloc和free搭配用法👇:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int *p=(int *)malloc(sizeof(int)*100);
if(p==NULL)
printf("lost!\n");
else
printf("success\n");
free(p);
p=NULL;
return 0;
}
注意📢:
- 手动开辟堆区空间,要注意内存泄漏
当指针指向开辟堆区空间后,又对指针重新赋值,则没有指针指向开辟的堆区空间,就会造成内存泄漏。
- 使用完堆区空间后及时释放空间
例如:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
char *p=(char *)malloc(sizeof(char)*32);
// p="hello"; //错误,指针指向别的地方,没有对堆空间进行操作
scanf("%s",p);
printf("%s\n",p);
free(p);
p=NULL;
return 0;
}
2.4 函数中开辟堆空间
思考🤔:如下代码输出结果
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void fun(char *p)
{
p= (char *)malloc(32);
scanf("%s",p);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
char *m=NULL;
fun(m);
printf("%s\n",m);
//free(m);
//m=NULL;
return 0;
}
运行结果:Segmentation fault (core dumped)出现段错误。
原因是,函数执行完堆空间会被销毁,不会被保留函数内开辟堆空间的地址,并不会保留m的指向。此时m还指向空。
🎯解决方法1:通过返回值
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
char *fun()
{
char *p= (char *)malloc(32);
scanf("%s",p);
return p;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
char *m=fun();
char *n=fun();
printf("%s\n",m);
printf("%s\n",n);
free(m);
m=NULL;
free(n);
n=NULL;
return 0;
}
🎯解决方法2:通过传参
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void fun(char **p)
{
*p = (char *)malloc(32);
scanf("%s", *p);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
char *m=NULL;
fun(&m);
printf("%s\n",m);
free(m);
m=NULL;
return 0;
}
3.string函数族
3.1 strcpy
#include <string.h>
char *strcpy(char *dest, const char *src);
- 功能:实现字符串的复制,包括\0
- 参数:
- dest:目标字符串首地址
- src:源字符串首地址
- 返回值:目标字符串首地址
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
char s1[32]="hello";
char s2[32]="world";
strcpy(s1,s2);
printf("%s\n",s1);
return 0;
}
3.2 strlen
#include <string.h>
size_t strlen(const char *s);
- 功能:计算字符串长度
- 参数:s:字符串的首地址
- 返回值:返回字符串实际长度,不包括‘\0’在内。
3.3 strcat
#include <string.h>
char *strcat(char *dest, const char *src);
-
功能:用于字符串拼接
-
参数:
- dest:目标字符串首地址
- src:源字符串首地址
-
返回值:目标字符串首地址
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
char s1[32]="hello ";
char s2[32]="world";
strcat(s1,s2);
printf("%s\n",s1);
return 0;
}
#include <string.h>
char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);
拼接src的前n个字符
char s1[32]="hello ";
char s2[32]="world";
strncat(s1,s2,4);
printf("%s\n",s1); //hello worl
3.4 strcmp
#include <string.h>
int strcmp(const char *s1, const char *s2);
- 功能:用于比较字符串
- 参数:s1和s2是比较的字符串的首地址
- 返回值:
- 1:s1>s2
- 0: s1==s2
- -1: s1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int a=strcmp("hello","world");
if(a==0)
printf("相等!\n");
else
printf("不相等!\n");
return 0;
}
#include <string.h>
int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);
比较两个字符串前n个字符的大小
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int a=strncmp("hello world","hello",5);
if(a==0)
printf("相等!\n");
else
printf("不相等!\n");
return 0;
}
练习1:封装函数实现两数交换
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void swap(int *a, int *b)
{
int c=0;
c=*a;
*a=*b;
*b=c;
}
int main()
{
int n1=5,n2=6;
printf("n1=%d, n2=%d\n",n1,n2);
swap(&n1,&n2);
printf("n1=%d, n2=%d\n",n1,n2);
return 0;
}
练习2:封装函数实现strcpy功能
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
char *myStrcpy(char *dest, char *src)
{
while(*src != '\0')
{
if(*dest!=*src)
*dest=*src;
dest++;
src++;
}
*dest='\0';
}
int main()
{
char s1[32]="hello";
char s2[32]="world~~";
myStrcpy(s1,s2);
printf("%s\n",s1);
}
练习3:封装函数实现strcat功能
#include <stdio.h>
#include <string.h>
char *myStrcat(char *dest, char *src)
{
int len = strlen(dest);
char *p = dest + len;
while (*src != '\0')
{
*p = *src;
p++;
src++;
}
*p = '\0';
}
int main()
{
char s1[32] = "hello ";
char s2[32] = "world~";
myStrcat(s1, s2);
printf("%s\n", s1);
}
练习4: 封装函数实现冒泡排序
#include <stdio.h>
void *maopao(int *arr,int n)
{
int c=0;
for (int i=1;i
{
for(int j=0;j
{
if(arr[j]>arr[j+1])
{
c=arr[j];
arr[j]=arr[j+1];
arr[j+1]=c;
}
}
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
int a[5]={5,4,3,2,1};
maopao(a,5);
for(int i=0;i<5;i++)
printf("%d ",a[i]);
printf("\n");
return 0;
}
4.递归函数
4.1 概念
所谓递归函数是指一个函数体中直接或者间接调用了该函数本身,这里的直接调用是指一个函数的函数体中含有调用自身的语句,间接调用是指一个函数在函数体里有调用了其它函数,而其它函数又反过来调用了该函数的情况。
4.2 执行过程
递归函数调用的执行过程分为两个阶段:
(1)递归阶段:从原问题出发,按递归公式递推从未知到已知,最终达到递归终止条件。就是从最里层开始算,然后一层层算,直到终止。
(2)回归阶段:按递归终止条件求出结果,逆向逐步带入递归公式,回到原问题求解。
例子:求5的阶乘5!
#include <stdio.h>
int fac(int n)
{
if(n==1)
return 1;
else
return n*fac(n-1);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
int n=5,ret=fac(n);
printf("ret=%d\n",ret);
return 0;
}
练习:
斐波那契数列 指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义:F(1)=1,F(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*) 求第五个数。
F(n) :
1 n<=2
F(n-1)+F(n-2) n>2
#include <stdio.h>
int fun(int n)
{
if (n <= 2)
return 1;
else
return fun(n - 1) + fun(n - 2);
}
int main()
{
int rel = fun(5);
printf("rel=%d\n", rel);
return 0;
}
程
递归函数调用的执行过程分为两个阶段:
(1)递归阶段:从原问题出发,按递归公式递推从未知到已知,最终达到递归终止条件。就是从最里层开始算,然后一层层算,直到终止。
(2)回归阶段:按递归终止条件求出结果,逆向逐步带入递归公式,回到原问题求解。
例子:求5的阶乘5!
#include <stdio.h>
int fac(int n)
{
if(n==1)
return 1;
else
return n*fac(n-1);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
int n=5,ret=fac(n);
printf("ret=%d\n",ret);
return 0;
}
练习:
斐波那契数列 指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义:F(1)=1,F(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*) 求第五个数。
F(n) :
1 n<=2
F(n-1)+F(n-2) n>2
#include <stdio.h>
int fun(int n)
{
if (n <= 2)
return 1;
else
return fun(n - 1) + fun(n - 2);
}
int main()
{
int rel = fun(5);
printf("rel=%d\n", rel);
return 0;
}