函数（C语言版）
前言
嘿，各位编程小白们！今天我要带大家走进C语言中一个超重要的概念——函数。函数就像是乐高积木，你可以把它们拼接在一起，构建出各种复杂而有趣的程序。通过学习函数，你将能够编写出更清晰、更易维护的代码，还能让你的程序像搭积木一样模块化。让我们一起开始吧！
一、函数的概念
函数就像是一个小机器，它接受一些输入，然后按照特定的规则进行处理，最后给出输出。在C语言中，函数是构成程序的基本模块。你可以把函数想象成一个黑盒子，你把东西放进去，它会按照特定的方式处理这些东西，然后给你一个结果。
举个例子，假设你有一个计算两个数之和的函数。你给它两个数，比如5和3，它就会返回它们的和8。这个函数会按照加法的规则来处理这两个数，然后把结果返回给你。
#include <stdio.h>
// 定义一个计算两个数之和的函数
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int main() {
int num1 = 5, num2 = 3;
int sum = add(num1, num2); // 调用add函数
printf("两数之和为：%d\n", sum);
return 0;
}
上面的代码中，add函数就是一个简单的自定义函数，它实现了两个整数相加的功能。通过在main函数中调用add函数，我们可以轻松地得到两个数的和，并将其打印出来。
二、库函数
C语言提供了很多现成的库函数，这些函数就像是工具箱里的工具，你可以直接拿来用。它们涵盖了各种各样的功能，比如输入输出、字符串操作、数学运算等等。
比如，printf函数可以让你在屏幕上打印信息，scanf函数可以让你从键盘输入信息，strlen函数可以告诉你一个字符串有多长，sqrt函数可以帮你计算一个数的平方根。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
int main() {
// 使用printf和scanf函数进行输入输出
char name[50];
printf("请输入您的姓名：");
scanf("%s", name);
printf("您好，%s！\n", name);
// 使用strlen函数获取字符串长度
int length = strlen(name);
printf("您的姓名长度为：%d\n", length);
// 使用sqrt函数计算平方根
double num = 25.0;
double sqrtResult = sqrt(num);
printf("%.2f的平方根为：%.2f\n", num, sqrtResult);
return 0;
}
上面的示例中，我们使用了多个库函数来完成不同的任务，比如输入输出、字符串长度计算和平方根计算等。通过调用这些库函数，我们可以避免重复编写相同的代码，同时也确保了代码的可靠性和稳定性。
三、自定义函数
除了使用现成的库函数，你还可以根据自己的需求创建自己的函数。这就像是你可以自己打造一个专属的工具，来完成特定的任务。
自定义函数需要明确几个要点：函数的名字、它要完成的任务、它需要哪些输入参数、它会返回什么类型的结果。通过自定义函数，你可以把程序分解成多个小模块，每个模块负责一个特定的任务，这样你的代码会更容易阅读和维护。
#include <stdio.h>
// 自定义一个计算阶乘的函数
unsigned long long factorial(int n) {
if (n == 0 || n == 1)
return 1;
else
return n * factorial(n - 1);
}
int main() {
int num;
printf("请输入一个非负整数：");
scanf("%d", &num);
if (num < 0)
printf("错误！请输入非负整数。\n");
else {
unsigned long long result = factorial(num);
printf("%d的阶乘为：%llu\n", num, result);
}
return 0;
}
上面的代码中，我们自定义了一个factorial函数，用来计算一个非负整数的阶乘。通过递归调用自身，这个函数实现了阶乘的计算功能。在main函数中，我们根据用户输入的数值调用factorial函数，并输出计算结果。
四、形参和实参
在函数定义中，函数名后面的括号里的变量叫做形式参数，简称形参。它们就像是函数的“占位符”，用来接收外部传递的数据。而当你调用函数时，传递给函数的实际数据叫做实际参数，简称实参。
实参的类型和数量必须和形参相匹配，否则程序会报错。这就好比你要把一个东西放进盒子里，盒子的大小和形状必须和东西匹配才行。
#include <stdio.h>
// 定义一个交换两个数的函数
void swap(int a, int b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
printf("交换后函数内部的值：a=%d, b=%d\n", a, b);
}
int main() {
int x = 5, y = 10;
printf("交换前的值：x=%d, y=%d\n", x, y);
swap(x, y); // 调用swap函数，x和y作为实参传递给形参a和b
printf("交换后的值：x=%d, y=%d\n", x, y);
return 0;
}
上面的示例中，swap函数的形参是a和b，而在main函数中调用swap时，x和y作为实参传递给形参。需要注意的是，C语言中默认采用“值传递”的方式，也就是说，实参把值传递给形参，函数内部对形参的修改不会影响实参的值。所以，在swap函数中交换的是形参的值，而main函数中的x和y的值并没有改变。
五、return语句
return语句是用来从函数中返回一个值给调用者。当函数执行到return语句时，它会立即停止执行，并把return后面的值作为函数的返回值。
如果函数的返回类型是void，那就表示这个函数没有返回值，这时候return语句只是用来结束函数的执行。
#include <stdio.h>
// 定义一个判断是否为偶数的函数
int isEven(int num) {
if (num % 2 == 0)
return 1; // 返回1表示是偶数
else
return 0; // 返回0表示不是偶数
}
int main() {
int num;
printf("请输入一个整数：");
scanf("%d", &num);
if (isEven(num))
printf("%d是偶数。\n", num);
else
printf("%d不是偶数。\n", num);
return 0;
}
上面的代码中，isEven函数根据输入的整数判断它是否是偶数，并通过return语句返回1或0来表示判断结果。在main函数中，根据isEven函数的返回值来输出相应的提示信息。
六、数组做函数参数
在C语言中，数组作为函数参数传递时，传递的是数组的首地址，也就是数组的起始位置。函数可以通过指针操作来访问和修改数组中的元素。
需要注意的是，当数组作为参数传递给函数时，函数内部对数组的修改会直接影响到原始数组。这就像是你把一张纸递给了别人，如果别人在纸上写了东西，这张纸上的内容就会改变。
#include <stdio.h>
// 定义一个求数组最大值的函数
int findMax(int arr[], int size) {
int max = arr[0];
for (int i = 1; i < size; i++) {
if (arr[i] > max)
max = arr[i];
}
return max;
}
int main() {
int numbers[] = {12, 45, 78, 23, 56, 89, 34};
int size = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]);
int maxNumber = findMax(numbers, size);
printf("数组中的最大值为：%d\n", maxNumber);
return 0;
}
上面的示例中，findMax函数接受一个整型数组和数组的大小作为参数，通过遍历数组找到最大值并返回。在main函数中，定义了一个整型数组numbers，并将其作为实参传递给findMax函数，最终输出数组中的最大值。
七、嵌套调用和链式调用
函数的嵌套调用是指在一个函数的内部调用另一个函数。而链式调用则是把多个函数调用连起来，前一个函数的返回值作为后一个函数的输入参数。这两种调用方式可以让代码更加简洁和高效。
#include <stdio.h>
// 定义一个计算平方的函数
int square(int num) {
return num * num;
}
// 定义一个计算平方根的函数
double squareRoot(int num) {
return sqrt(num);
}
int main() {
int num = 16;
// 嵌套调用：先调用square函数，再把结果传递给squareRoot函数
double result1 = squareRoot(square(num));
printf("%d的平方的平方根为：%.2f\n", num, result1);
// 链式调用：把多个函数调用连起来
double result2 = squareRoot(square(num)) + squareRoot(square(num + 1));
printf("%d和%d的平方的平方根之和为：%.2f\n", num, num + 1, result2);
return 0;
}
上面的代码中，square函数用来计算一个数的平方，squareRoot函数用来计算一个数的平方根。在main函数中，通过嵌套调用和链式调用的方式，分别计算了某个数的平方的平方根，以及两个相邻数的平方的平方根之和。
八、函数的声明和定义
函数的声明（也叫函数原型）是用来告诉编译器函数的名称、返回类型、参数类型和数量等信息。而函数的定义则包含了函数的具体实现代码。
函数声明通常放在函数定义之前，尤其是在调用一个尚未定义的函数时，需要先进行函数声明，这样编译器才能正确地进行语法检查。
#include <stdio.h>
// 函数声明
int add(int a, int b);
int main() {
int num1 = 10, num2 = 20;
int sum = add(num1, num2);
printf("两数之和为：%d\n", sum);
return 0;
}
// 函数定义
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
上面的示例中，add函数的声明位于main函数之前，而其定义则在main函数之后。通过函数声明，编译器在编译main函数时就知道了add函数的存在以及它的参数和返回类型，从而能够正确地进行语法检查和代码生成。
总结
函数是C语言中非常重要的一部分，它让程序具有模块化、可复用性和可维护性。通过理解函数的概念、库函数的使用、自定义函数的创建、形参和实参的区别、return语句的作用、数组作为函数参数的处理、函数的嵌套调用和链式调用，以及函数的声明和定义等方面的知识，你可以更加灵活地运用函数来构建复杂而高效的C语言程序。
在实际编程中，合理地使用函数可以提高代码的可读性和开发效率，同时也有助于团队协作和代码的长期维护。希望这篇博客能帮助你更好地理解和使用C语言中的函数！