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一、概述
在C语言中，函数指的是功能模块。一个典型的C语言程序，就是由一个个的功能模块拼接起来的整体，因此C语言也称模块化语言。
对于函数的使用者，可以简单的将函数视为一个黑箱子，使用者只管按照规定给黑箱一些输入，就会得到一些输出，使用者不需要关注黑箱内部的结构细节。
函数分为两种形式
- 系统自带函数（库函数）：只需了解如何使用和结果是什么，如：购买了一台电视机，我们只需要了解电视机对外的接口和使用的方法及最后的结果，不需要知道电视机内部构造----怎么用。
函数的头文件 函数的功能 函数的参数 函数的返回值
- 用户自定义函数：要明确最终实现的功能，如：自己设计电视机 ----怎么写。
函数的声明式 函数的实现 函数的调用
二、函数入门
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函数头：函数对外的接口及运行的结果都在这里体现
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组成
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函数的类型：是函数的运行结果数据类型即黑箱的输出数据类型（函数返回值类型），不是必须的，没有返回值是使用void。
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函数的名字：函数在内存中的地址，代表这个黑箱的名称(必须满足用户标识符定义规则)，一个函数必须要有名字。
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函数的参数列表：函数的输入，即黑箱的输入数据列表，不是必须的没有参数输入也不能省略括号()，应当在参数列表中使用void进行修饰
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函数体：函数的功能实现，即黑箱子的内部构造。
/* 给定两个数，得到最大值 */
int Maxfun(int x, int y) // 这是一个函数的定义，该函数接收两个int类型的参数，返回一个int类型数据
{
return x>y?x:y;
}
/* 交换两个浮点数 */
void swap(double *p1, double *p2) // 该函数接收两个double *类型的参数，无返回值
{
if (p1 == NULL || p2 == NULL)
return; // 退出当前函数
double tmp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = tmp;
}
/* 液晶屏初始化函数 */
char *initLCD(void) // 该函数不接收参数，返一个char *类型的数据
{
int lcd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
struct fb_var_screeninfo vinfo;
ioctl(lcd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo);
int bpp = vinfo.bits_per_pixel;
int size = vinfo.xers*vinfo.yers*bpp/8;
char *fbmmem = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHSRED, lcd, 0);
return fbmmem;
}
总结：
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当函数的类型为void时，表示函数不返回任何数据。
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当函数的参数列表为void时，表示函数不需要任何参数。
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关键字return表示退出函数。
①若函数头中规定有函数的类型，则return需要携带一个类型与之匹配的数据；
②若函数头中规定函数的类型为void，则return不需要携带数据；
三、自定义函数
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函数的定义
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表示函数的功能实现及函数的确立。
返回值类型 函数名字(参数1, 参数2, ...) // 没有返回值则写void 没有参数也写void
{
功能语句;
}
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函数的声明
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表示告诉编译器函数将会被使用，位于函数被调用前的函数外部。
函数的类型 函数名称(参数类型及个数);
注意
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当函数的调用出现在函数的定义位置前，则需要在调用前进行声明。
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函数的声明一般放在头文件中，调用头文件则携带函数声明式。
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函数的调用
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表示使用函数实现对应的功能，位于一个函数的内部
函数的名字(参数所对应的数据);
注意
- 当函数被main直接调用或间接调用时函数才会被执行
#include <stdio.h>
//int Maxfun(int x, int y); // 函数的声明：当函数的调用发生在函数的定义前时需要书写
int Maxfun(int , int ); // 函数的声明：当函数的调用发生在函数的定义前时需要书写
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("%d与%d的最大值是%d\n", 80, 800, Maxfun(80,800)); // 将Maxfun函数的执行结果作为printf函数的一个参数
return 0;
}
/* 交换两个浮点数 */
void swap(double *p1, double *p2) // 函数的定义 该函数接收两个double *类型的参数，无返回值
{
printf("%s is running\n", __FUNCTION__);
if (p1 == NULL || p2 == NULL)
return;
double tmp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = tmp;
}
/* 给定两个数，得到最大值 */
int Maxfun(int x, int y) // 这是一个函数的定义，该函数接收两个int类型的参数，返回一个int类型数据
{
printf("%s is running\n", __FUNCTION__);
double a = 3.14, b=5.26;
printf("交换前：a = %f b = %f\n", a,b);
swap( &a, &b); // 调用一个函数：定义在调用前可，免去声明
printf("交换后：a = %f b = %f\n", a,b);
return x>y?x:y;
}
练习：编写一个函数实现从键盘获取三个数，从小到大输出
/* 输入三个数从小到大输出 */
#include <stdio.h>
void outputNum(void);
int main(int argc, char *argv[])
{
outputNum();
return 0;
}
void swap(int *p1, int *p2) // 函数的定义
{
if (p1 == NULL || p2 == NULL)
return;
*p1 ^= *p2;
*p2 ^= *p1;
*p1 ^= *p2;
}
void outputNum(void)
{
int a,b,c;
printf("请输入三个数:");
scanf("%d%d%d", &a,&b,&c);
if(a>b)
{
swap(&a,&b);
}
if(a>c)
{
swap(&a,&c);
}
if(b>c)
{
swap(&b, &c);
}
printf("%d < %d < %d\n",a,b,c);
}
函数参数的传递
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形参与实参
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形参：函数声明式定义中参数列表中的参数，属于函数的局部变量，在函数定义中只是一个形式参数没有实际的值。
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实参：函数调用中参数列表中的参数，具有实际的数值或表示对象，在函数执行期间这个数值或对象将作用与函数内部，实参会在函数执行时初始化函数的形参。
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值传递：表示实参的类型时一个数值，形参的类型是基本数据类型；
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址传递：表示实参是一个地址，形参的类型是一个指针；
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当需要将函数内部的形参的改变作用与实参时则需要使用址传递(传递地址)，否则使用值传递(传递数值)。
总结
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函数的优点
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提高代码的重用性。 试想一下， 一个函数也许会在 N 多地方被使用， 如果没有将该功能封装起来， 而在每一个用到这个功能的地方都写一遍代码， 将会浪费很多资源。就像一个企业给每一个员工都配备一台打印机， 虽然每个人独占资源用起来很便捷， 但却浪费了大量的成本。
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方便维护和升级源代码。 假设需要对一个的算法修正或者修改， 那只要不改变函数接口和功能的情况下， 可以方便地进行， 不需要知道该函数在何处被调用。 调用者也感觉不到代码的改变， 因为函数的封装性使得他们让调用者感觉起来是透明的。
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有利于结构化代码。 将一个个功能封装在相对独立的函数里， 再将函数组装成程序，那么整个逻辑就很清晰， 出错了也较容易排查。 否则， 在一个没有结构化的代码中， 所有的功能杂乱地挤作一团， 逻辑复杂， 也极易出错。
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函数封装的要求
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高内聚：一个功能集中在一个函数的内部。
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低耦合：功能函数与功能函数间的影响要低。
四、主函数传参
- 函数参数列表不为void则表示函数可以接收数据，主函数"int main(int argc, char *argv[])"意味着主函数也支持接收数据。
注意：
- 每个命令行参数间使用空格(一个或多个皆可)，若参数本身就带有空格则需要使用单引号或双引号将整个内容包含
- 一般情况下若需要接收命令行参数，则需要在主函数中判定参数是否符号要求，以保障程序的正确执行
练习
接收命令行参数三个,输出这个三个数的和
五、变参函数
- 概念：调用函数时可根据实际需求来决定函数参数的个数
int printf(const char *restrict format, ...);
int scanf(const char *restrict format, ...);
printf("%d", a);
printf("%d, %d", a, b);
printf("%d, %d, %d", a, b, c);
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定义变参函数
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添加头文件"#inclded stdarg.h"
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定义函数时末尾参数使用省略号(...)表示可以更具需求来确认，省略号前可以自由设置参数类型(至少一个，强制参数)
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在函数定义中创建va_list类型变量，用于存放可变参数
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使用va_start()，用于初始化va_list类型变量，初始化内存。
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使用va_arg() ，来访问可变参数列表中的每个项。
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使用va_end()，来清理va_list变量的内存，释放内存。
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
int fun(int n,...);
int main(int argc, char *argv[])
{
fun(2, 1, 2);
fun(5, 1, 2);
return 0;
}
int fun(int n,...)
{
// 在函数定义中创建一个va_list变量list，将来调用时传递的参数存储在list中
va_list list;
// 使用强制参数初始化变量list
va_start(list, n);
// 使用va_arg()访问list中的每个项
for (int i = 0; i < n; i++)
{
printf("%d\n", va_arg(list, int));
}
// 清除list中的缓存
va_end(list);
}
练习
编写一个变参函数，用于计算多个数的平均值（double）保留2位精度。
六、递归函数
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概念：如果一个函数在内部调用自身，那么这个函数就是递归函数
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组成：必须要有一个结束条件(简单条件)，否则会导致程序栈溢出。
void fun(void)
{
fun();
}
#include <stdio.h>
/* 计算阶乘 */
int func(int n)
{
if(n==1)
return n;
return n*func(n-1);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
printf("%d", func(n));
return 0;
}
注意：递归虽好但不是所有情况都适合，比如数据规模太大会导致"栈溢出"
递归函数的特点：代码精简但效率低。
练习
- 使用递归打印N的斐波拉契数列
1 1 2 3 5 8 13 ......
- 有5个人坐在一起，问第五个人多少岁?他说比第四个人大两岁。问第四个人岁数，他说比第三个人大两岁。问第三个人，又说比第二个大两岁。问第二个人，说比第一个人大两岁。最后问第一个，他说是10岁。编写程序，当输入第几个人时求出其对应年龄。
七、回调函数
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回调（callback） 是一种非常重要的机制， 主要可以用来实现软件的分层设计， 使得不同软件模块的开发者的工作进度可以独立出来， 不受时空的限制， 需要的时候通过约定好的接口（或者标准） 相互契合在一起， 也就是 C++或者 JAVA 等现代编程语言声称的所谓面向接口编程。 同时回调也是定制化软件的基石， 通过回调机制将软件的前端和后端分离， 前端提供逻辑策略， 后端提供逻辑实现。
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作用：统一操作接口，开放功能定制。
八、内联函数
- 使用关键字inline关键字修饰的函数称为内联函数
inline void func(void);
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节省函数间切换所需的时间，提高函数的运行效率
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原理：一个普通函数在调用过程中，会在调用这个函数的函数中形成保护现场和恢复现场的过程，这个需要花费时间，降低程序的运行效率，这时可以将这个函数设计内联函数，在编译器编译过程中，编译器会将符合标准的内联函数直接展开(使用函数的功能代码替换函数的调用)，这样就会节省保护现场和恢复现场的时间，同时又做到了模块化编程。
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内联函数的使用场景
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代码精简，功能语句简短不具有循环、switch等语句。
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调用频繁
注意：内联函数不是写了inline声明的函数就是内联函数，能否构成内联函数是由编译器决定。若添加inline关键字但不符合编译器的标准，则编译器会将其视为普通函数。