6.1 函數定義

　　在C程序設計中，將完成指定功能的C代碼定義成函數，變成邏輯上一個相對獨立的程序單位。函數定義需要指明函數返回值的類型、函數名、函數的形式參數(常簡稱形參)和函數體(包括說明和定義及語句序列)。函數定義的一般形式為轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　存儲類型說明符 數據類型說明符 函數名(形式參數表)

　　形式參數說明序列

　　{

　　說明和定義部分

　　執行語句序列

　　}

　　存儲類型說明符或省缺，或為static.省缺表示一個全局函數，static表示一個靜態函數，只供同一源程序文件中的函數使用。

　　數據類型說明符用來指定函數返回值類型，可以是基本數據類型、某種指針類型、結構類型等。但不可以是數組類型。特別當函數不返回結果時，可用void明確指明函數不返回值。

　　數據類型說明符也可省缺，省缺被默認為返回int型值。

　　函數名是一個標識符。形式參數表是用遠號分隔的若干形式參數，用不同的標識符指明各形式參數的名。形式參數說明序列用來說明各形式參數的數據類型，相同數據類型的形式參數可以一起說明。現在編寫C程序的習慣是形式參數說明序列直接放在形式參數表中，即在形式參數說明表中順序列出各形式參數的數據類型和形式參數的名稱。如是這樣，一般形式的第一行全部內容稱為函數頭，也稱為函數模型。

　　特別情況，函數可能不設形式參數，也就沒有形式參數表和形式參數說明序列。但函數名后的一對圓括號是不可以沒有的。轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　一對花括號括住的部分稱為函數體，函數體包括類型說明、變量定義和函數的執行語句序列。在函數體內可以有return語句終止函數的執行。如函數有返回值類型，則return語句中一定要有表達式，作為函數調用的返回值。

　　6.2 函數調用

　　函數被定義以后，凡要實現函數功能的地方，就可簡單地通過函數調用來完成。按函數調用在程序中的作用，有兩種不同類型的應用：

　　(1)函數調用只是利用函數所完成的功能。此時，將函數調用作為一個獨立的語句。其調用的一般形式為

　　函數名(實際參數表);

　　這種應用不要求或程序不利用函數的返回值。如程序中經常調用格式輸入函數scanf()和格式輸出函數printf()等。

　　(2)函數調用是利用函數的返回值。其調用的一般形式為

　　函數名(實際參數表)

　　這種應用是利用返回值繼續進行表達式的計算，或輸出函數返回值等。

　　函數調用時提供的實際參數按它們出現的順序與函數定義中的形式參數—一對應，并要求實際參數類型與其對應的形式參數類型相一致。一般情況下，函數調用應為函數定義中的每個形式參數提供實際參數，當有多個實際參數時，實際參數之間用逗號分隔。

　　函數調用的執行過程描述如下：

　　(l)為函數的形式參數分配內存空間;

　　(2)計算實際參數表達式的值，并將實際參數表達式的值賦給對應的形式參數;

　　(3)為函數的局部變量分配內存空間;

　　(4)執行函數體內的語句序列;

　　(5)函數體執行完成，或執行了函數體內的return語句(若return語句帶表達式，則計算出該表達式的值，并以此值作為函數的返回值)后，釋放為這次函數調用分配的全部內存空間;

　　(6)將函數值(如果有)返回到函數調用處繼續執行。

　　下面以簡單的程序例子說明函數調用的執行過程。

　　「例6.l」函數調用時，由實際參數向函數形式參數傳遞值的示意程序。

　　# include轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　double x，y，d;

　　double min(double a，double b)

　　{double temp;

　　temp=a> b? b ：a;

　　return temp;

　　}

　　void main()

　　{ printf(“Enter x， y.\n”);

　　scanf(“%lf%lf”，&x，&y);

　　d=min(x，y);

　　printf(“MIN(%.3f，%.3f=%.3f\n”， x， y，d)

　　}

　　以上示意程序的大致執行過程如下：

　　首先執行主函數的第一個語句，調用格式輸出函數輸出提示信息。接著調用格式輸入函數，等待用戶輸入數據。用戶看到程序輸出的提示信息，輸入數據，輸入的數據被格式輸入函數所接受，并將輸入數據譯成內部形式后，存入變量X和y.接著執行賦值語句，求右瑞表達式的值。該表達式以x和y的值為實際參數，調用函數main()。對函數min()的調用發生時，系統先保留好控制的返回點。在執行被調用函數min()之前，先為函數的形式參數a和b分配存儲單元，并以它們對應的實際參數表達式的植給它們賦初值。接著為函數內部的變量(稱為局部變量)分配存儲單元。之后才開始執行被調用函數體中的語句。執行完函數體的語句，或執行了return語句，函數準備返回。在返回之前先將形式參數和局部變量所占用的存儲單元全部釋放。函數返回時，將函數的返回值帶回調用處，從原先保留的控制返回點，繼續執行，將函數調用的返回值存于變量d，輸出結果，結束程序。綜上所述，函數調用時，系統要做許多輔助工作，函數調用時發生的數據傳遞最主要的是實際參數向形式參數傳遞數據和函數的返回值傳遞給調用處。為正確編寫函數，實現函數調用所希望的要求，需正確了解以下幾項內容：

　　(1)當函數執行return語句或執行完函數體的語句序列后，函數的這次調用就執行結束，隨之將控制返回到函數調用處繼續執行。

　　(2)函數的返回值是通過執行return語句時，計算return之后的表達式值而獲得的。如果函數不提供返回值，則return語句不應包含表達式。

　　(3)如果函數有返回值，則應有確定的類型，并在函數定義時指明。同時，return語句的表達式類型應與函數定義中指明的返回值類型相一致。

　　(4)為了明確指明函數不提供返回值，建議在函數定義時，在函數名之前寫上void.并在這樣的函數體內，所有的return語句都不應該帶表達式。

　　6.3 函數說明

　　C函數都是外部的，一般來說，任一函數都能被其它函數調用。而一個函數要調用另一個函數，應知道被調用函數的一些有關如何正確調用的信息。調用函數與被調用函數之間在程序正文中可能會存在以下幾種情況。

　　(l)調用同一程序文件中前面已定義的函數。

　　(2)調用處于同一程序文件后面定義的函數。

　　(3)調用別的程序文件中定義的函數。轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　對于第一種情況，因在函數調用處，被調用函數的詳細信息已被編譯程序所接受，在函數定義之后調用前面已定義的函數，能方便地檢查調用的正確性。對于后兩種情況，這時因被調用函數的信息還未被編譯程序所接受，不能檢查函數調用的正確性，所以在調用之前需對被調用函數有關調用的一些信息作出說明。如函數的返回值類型、函數名和函數有關形式參數的個數及其類型等。這樣的說明稱作函數說明。函數說明的一般形式為

　　存儲類型說明符 數據類型說明符 函數名(形式參數說明表);

　　其中存儲類型說明符可以省缺，或寫成extern.形式參數說明表可以為空，也可以順序列出各形式參數的類型，同樣也可以順序列出各形式參數的類型和形式參數的名。

　　6.4 函數調用中的數據傳遞方式

　　函數調用時，調用處與被調用函數之間會有數據傳遞發生。在C程序中，函數調用的數據傳遞方式有四種：實際參數的數據值傳遞給形式參數(值傳遞方式)、實際參數的指針值傳遞給形式參數(地址傳遞方式)、函數以返回值傳遞給調用環境(返回值方式)、調用環境與被調用函數共用全局變量(全局變量傳遞方式)。在地址傳遞方式中，實際參數可以是傳遞一般變量的指針、數組某元素的指針、字符串某字符指針等。

　　1.實際參數向形式參數傳遞非指針數據

　　調用帶形式參數的函數時，調用處將實際參數的值傳遞給被調用函數的形式參數。在此要特別說明以下幾點：轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　( l)函數調用時實際參數為對應的形式參數提供初值，實際參數表達式的值是在執行函數體之前計算的，函數調用中的實際參數可以是常量、變量或是一般的表達式。

　　(2)C語言規定，實際參數表達式對形式參數的數據傳遞是“值傳遞”的，是單向傳遞。如實際參數也是變量，則實際參數變量與形式參數是不同的變量，實際參數變量的值傳給形式參數，而不能由形式參數直接傳回給實際參數。在函數執行過程中，形式參數變量的值可能被改變，但這改變對原先與它對應的實際參數變量沒有影響。

　　2.實際參數向形式參數傳遞指針

　　實際參數向形式參數傳遞變量的指針

　　函數可以設置指針類型的形式參數，調用帶指針類型形式參數的函數時，對應指針形式參數的實際參數必須是相同類型的指針(如胡同類型的某變量的指針)，指針形式參數變量從實際參數處得到某變量的指針。指針形式參數對于函數來說有特別的作用，它使函數得到了調用環境中某變量的地址，函數就可用這個地址間接訪問函數之外的變量。因此，指針類型形式參數為函數改變調用環境中的數據對象提供了手段。

　　如希望函數能通過形式參數改變任意指定變量的值，需要在三個方面協調一致：

　　(1)首先，函數應設置指針類型的形式參數;

　　(2)其次，函數體必須通過指針形式參數間接訪問變量，或引用其值或修改其值;

　　(3)最后，調用函數時，要以欲改變值的變量的指針為實際參數調用函數。

　　實際參數向形式參數傳遞數組元素的指針

　　為了能使函數處理不同的成組變量，應向形式參數傳遞數組元素的指針，最通常的情況是數組首元素的指針。由于數組名能代表數組首元素的指針，所以常用數組名實際參數給形式參數傳遞數組首元素的指針。例如，用于求數組前n個元素和的函數sun()，這個函數被正確地設置有兩個形式參數：一個形式參數是數組元素的指針;另一個整型的形式參數用于指定求和數組的元素個數。

　　「例6.2」求數組元素和的函數。

　　int sum( int *a， int n)

　　{ int i， s;

　　for(s=i=0; i< n; i++)

　　s+=a[i];

　　return s;轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　}

　　利用函數sum()，如有以下變量定義：

　　int x[]= {1， 2， 3， 4， 5 }， i， j;

　　則語句

　　i=sum(x，5); j=sum(&x[2]，3);

　　printf(“i=%d\n j=%d\n”， i，j);

　　將輸出：

　　i=15

　　j= 12

　　函數調用sum(x，5)將數組x的首元素地址(&x[0])傳送給形式參數a;函數調用sum(&x[2]， 3)將數組x的元素x[2]的地址(&x[2])傳送給形式參數a，而x[2]的地址就是數組元素段x[2]、x[3]、x[4] 的開始地址。

　　為了明確指明形式參數是數組元素的指針，形式參數的類型可以指定為數組類型的。如改寫后的函數sum()定義如下：

　　int sum(int a[]， int n)

　　{int i，s;

　　for(s= i=0; i

　　s+=a[i] ;

　　return s;

　　}

　　對于數組類型的形式參數來說，函數被調用時，與它對應的實在數組由多少個元素是不確定的，可能會對應一個大數組，也可能會對應一個小數組，甚至會對應數組中的某一段。所以在數組形式參數說明中，形式參數數組不必指定數組元素的個數。任何數組形式參數說明：

　　類型 形式參數名[ ]

　　都可改寫成：轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　類型 *形式參數名

　　函數形式參數也是函數的一種局部變量，指針形式參數就是函數的指針變量，函數sum()的定義又可改寫成如下形式：

　　int sum(int *a， int n)

　　{ int s=0;

　　for(; n——;)

　　s+=*a++;

　　return s;轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　}

　　實際參數向形式參數傳遞字符串某字符的指針

　　這種情況要求形式參數為字符指針的，對應的實際參數是字符數組某個元素的指針，通常是字符串的首字符指針。由于字符率是用一維的字符數組來實現的，所以字符指針形式參數與指向數組元素指針形式參數有相同的使用方法。但因字符串的特殊性，在編寫字符串處理函數時還會有許多技巧。下面以字符串拷貝函數strcpy()的實現為例說明字符指針形式參數的用法。

　　「例6.3」字符串拷貝函數strcpy()。

　　該函數功能是將一個已知字符串的內容復制到另一字符數組中。拷貝函數設有兩個形式參數from，to.from為已知字符串的首字符指針，to為存儲復制字符串首字符指針。函數定義如下：

　　void strcpy(char *to， char *from，)

　　{

　　while( *to++=*from++);

　　}轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　3.調用環境與函數共用全局變量

　　為了減少函數的形式參數，或因若干函數必須共同對一組變量進行處理。可讓調用環境與被調用的函數共用一組變量。即在函數調用之前先給變量設置初值，函數對這些變量進行處理，并將處理結果留在全局變量中。由于這種使用方式函數之間相互影響太大，如程序有錯，就會很難修正。

　　6.5 返回指針的函數

　　函數也可以返回指向某種數據對象的指針值。定義(或說明)返回指針值函數的函數頭有以下形式：

　　類型說明符 * 函數名(形式參數表)

　　例如，函數說明：

　　int *f(int，int);

　　說明函數f()返回指向int型數據的指針，該函數有兩個整型形式參數。

　　在函數名的兩側分別為* 運算符和()運算符，而()的優先級高于*，函數名先與()結合。函數名()是函數的說明形式。在函數名之前的* ，表示此函數返回指針類型的值。

　　「例6.4」 編制在給定的字符串中找特定字符的第一次出現。若找到，返回指向字符串中該字符的指針;否則，返回NULL值。

　　設函數為search()，該函數有兩個形式參數，指向字符串首字符的指針和待尋找的字符。以下是函數search()的定義：

　　char *search(char *s，char c)

　　{ while(*s && *s! = c)

　　s++;

　　return *s?s：NULL;

　　}轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　6.6 函數遞歸調用

　　一個函數為完成它的復雜工作，可以調用其它別的函數。例如，從主函數出發，主函數調用函數A() ，函數A()又調用函數B()，函數B()又調用函數C()，等等。這樣從主函數出發，形成一個長長的調用鏈，就是通常所說的函數嵌套調用。函數嵌套調用時，有一個重要的特征：先被調用的函數后返回。如這里所舉例子，待函數C()完成計算返回后，B()函數繼續計算(可能還要調用其它函數) ，待計算完成，返回到函數A()，函數A()計算完成后，才返回到主函數。

　　當函數調用鏈上的某兩個函數為同一個函數時，稱這種函數調用方式為遞歸調用。通過速歸調用方式完成其功能的函數稱為遞歸函數。許多問題的求解方法具有遞歸特征，用遞歸函數描述這種求解算法比較簡潔。計算n的階乘(n!)函數就是一個很好的例子。因

　　n! = l*2*3* …*n

　　按其定義用循環語句可以方便地實現，寫成函數見下例6.5.

　　「例6.5」用循環實現階乘計算的函數。

　　float fac(int n)

　　{float s;

　　int i;

　　for(s=1.of，i=l;i<=n; i++)

　　s*= l;

　　return s;

　　}

　　然而，把n! 的定義改寫成以下遞歸定義形式

　　(l)n!=1， n<=l;

　　(2)n!= n*(n-1)!， n>l.

　　根據這個定義形式可用遞歸函數描述如下例6.6.

　　「例6.6」 用遞歸實現階乘計算的函數。

　　float rfac(int n)轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　{

　　if( n<=1) return 1.0f;

　　return n*rfac(n-1) ;

　　}

　　以計算3! 為例，說明遞歸函數被調用時的執行過程。設有代碼m= rfac(3) 調用函數rfac()。函數調用rfac(3) 的計算過程可大致敘述如下：

　　以函數調用rfac(3) 去調用函數rfac() ;函數rfac(n=3) 為計算3*2! ，用rfac(2) 去調用函數rfac();函數rfac(n=2) 為計算2*1!，用rfac(1)去調用函數rfac();函數 rfac(n=l) 計算1! ，以結果1.0返回;返回到發出調用rfac(l) 處，繼續計算，得到2! 的結果2.0返回;返回到發出調用rfac(2) 處，繼續計算得到3! 的結果6.0返回。

　　遞歸計算n! 有一個重要特征，為求n有關的解，化為求n-l的解，求n-1的解又化為求n-2的解，如此類推。特別地，對于1的解是可立即得到的。這是將大問題解化為小問題解的遞推過程。有了1的解以后，接著是一個回溯過程，逐步獲得2的解，3的解，……，直至n的解。

　　「例6.7」 用遞歸函數實現數組元素的求和計算。

　　要采用遞歸方法計算數組元素的和，可把數組元素的累計和等于當前元素與數組其余元素的和，而對數組其余元素的和通過遞歸實現。下面的函數定義是這樣的解法之一。

　　int rsum(int *a， int n)轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　{

　　if( n==0) return 0;/*若數組沒有元素，則返回0*/

　　return *a+rsum(a+l，n-1);/*當前元素與其余元素的和*/

　　}

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