说明：参考视频《黑马程序员C语言基础教程》，配合视频学习使用。

1 概述

1.1 函数分类

C 程序是由函数组成的，我们写的代码都是由主函数 main()开始执行的。函数是 C 程序的基本模块，是用于完成特定任务的程序代码单元。

从函数定义的角度看，函数可分为系统函数和用户定义函数两种：

• 系统函数，即库函数：这是由编译系统提供的，用户不必自己定义这些函数，可以直接使用它们，如我们常用的打印函数printf()。
• 用户定义函数：用以解决用户的专门需要。

1.2 函数的作用

函数的使用可以省去重复代码的编写，降低代码重复率

// 求两数的最大值
int max(int a, int b)
{
	if (a > b){
		return a;
	}
	else{
		return b;
	}
}

int main()
{
	// 操作1 ……
	// ……
	int a1 = 10, b1 = 20, c1 = 0;
	c1 = max(a1, b1); // 调用max()

	// 操作2 ……
	// ……
	int a2 = 11, b2 = 21, c2 = 0;
	c2 = max(a2, b2); // 调用max()

	// ……

	return 0;
}

函数可以让程序更加模块化，从而有利于程序的阅读，修改和完善

#include <stdio.h>

int main()
{
	float list[50];

	// 这里只是举例，函数没有实现
	readlist(list, 50);
	sort(list, 50);
	average(list, 50);
	bargraph(list, 50);

	return 0;
}

1.3 函数的调用：产生随机数

当调用函数时5要素：

• 头文件：包含指定的头文件
• 函数名字：函数名字必须和头文件声明的名字一样
• 功能：需要知道此函数能干嘛后才调用
• 参数：参数类型要匹配
• 返回值：根据需要接收返回值

#include <time.h>
time_t time(time_t *t);
//功能：获取当前系统时间
//参数：常设置为NULL
//返回值：当前系统时间, time_t 相当于long类型，单位为毫秒

#include <stdlib.h>
void srand(unsigned int seed);
//功能：用来设置rand()产生随机数时的随机种子
//参数：如果每次seed相等，rand()产生随机数相等
//返回值：无

#include <stdlib.h>
int rand(void);
//功能：返回一个随机数值
//参数：无
//返回值：随机数

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
	time_t tm = time(NULL);//得到系统时间
	srand((unsigned int)tm);//随机种子只需要设置一次即可

	int r = rand();
	printf("r = %d\n", r);

	return 0;
}

2 函数的定义

2.1 函数定义格式

函数定义的一般形式：

返回类型 函数名(形式参数列表)
{
数据定义部分;
执行语句部分;
}

2.2 函数名字、形参、函数体、返回值

函数名

好起的名字见名知意，注意，函数名的后面有个圆换号()，代表这个为函数，不是普通的变量名。

形参列表

在定义函数时指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元，因此称它们是形式参数或虚拟参数，简称形参，表示它们并不是实际存在的数据，所以，形参里的变量不能赋值。

void max(int a = 10, int b = 20) // error, 形参不能赋值
{
}

在定义函数时指定的形参，必须是，类型+变量的形式：

//1: right, 类型+变量
void max(int a, int b)
{
}

//2: error, 只有类型，没有变量
void max(int, int)
{
}

//3: error, 只有变量，没有类型
int a, int b;
void max(a, b)
{
}

在定义函数时指定的形参，可有可无，根据函数的需要来设计，如果没有形参，圆括号内容为空，或写一个void关键字：

// 没形参， 圆括号内容为空
void max()
{
}

// 没形参， 圆括号内容为void关键字
void max(void)
{
}

函数体

花括号{ }里的内容即为函数体的内容，这里为函数功能实现的过程。

返回值

函数的返回值是通过函数中的return语句获得的，return后面的值也可以是一个表达式。

1. 尽量保证return语句中表达式的值和函数返回类型是同一类型。
2. 如果函数返回的类型和return语句中表达式的值不一致，则以函数返回类型为准，即函数返回类型决定返回值的类型。对数值型数据，可以自动进行类型转换。

注意： 如果函数返回的类型和return语句中表达式的值不一致，而它又无法自动进行类型转换，程序则会报错。

3. return语句的另一个作用为中断return所在的执行函数，类似于break中断循环、switch语句一样。

int max()
{
	return 1;// 执行到，函数已经被中断，所以下面的return 2无法被执行到
	return 2;// 没有执行
}

4. 如果函数带返回值，return后面必须跟着一个值，如果函数没有返回值，函数名字的前面必须写一个void关键字，这时候，我们写代码时也可以通过return中断函数(也可以不用)，只是这时，return后面不带内容( 分号“；”除外)。

void max()// 最好要有void关键字
{
	return; // 中断函数，这个可有可无
}

3 函数的调用

定义函数后，我们需要调用此函数才能执行到这个函数里的代码段。main()为编译器设定好自动调用的主函数，无需人为调用，我们都是在main()函数里调用别的函数，一个 C 程序里有且只有一个main()函数。

3.1函数执行流程

#include <stdio.h>

void print_test()
{
	printf("this is for test\n");
}

int main()
{
	print_test();	// print_test函数的调用

	return 0;
}

1. 进入main()函数
2. 调用print_test()函数：

• 它会在main()函数的前寻找有没有一个名字叫“print_test”的函数定义；
• 如果找到，接着检查函数的参数，这里调用函数时没有传参，函数定义也没有形参，参数类型匹配；
• 开始执行print_test()函数，这时候，main()函数里面的执行会阻塞( 停 )在print_test()这一行代码，等待print_test()函数的执行。

3. print_test()函数执行完( 这里打印一句话 )，main()才会继续往下执行，执行到return 0, 程序执行完毕。

3.2 函数的形参和实参

• 形参出现在函数定义中，在整个函数体内都可以使用，离开该函数则不能使用。
• 实参出现在主调函数中，进入被调函数后，实参也不能使用。
• 实参变量对形参变量的数据传递是“值传递”，即单向传递，只由实参传给形参，而不能由形参传回来给实参。
• 在调用函数时，编译系统临时给形参分配存储单元。调用结束后，形参单元被释放。
• 实参单元与形参单元是不同的单元。调用结束后，形参单元被释放，函数调用结束返回主调函数后则不能再使用该形参变量。实参单元仍保留并维持原值。在执行一个被调用函数时，形参的值如果发生改变，并不会改变主调函数中实参的值。

3.3 无参函数调用

如果是调用无参函数，则不能加上“实参”，但括号不能省略。

// 函数的定义
void test()
{
}

int main()
{
	// 函数的调用
	test();	// right, 圆括号()不能省略
	test(250); // error, 函数定义时没有参数

return 0;
}

3.4有参函数调用

1. 如果实参表列包含多个实参，则各参数间用逗号隔开。

// 函数的定义
void test(int a, int b)
{
}

int main()
{
	int p = 10, q = 20;
	test(p, q);	// 函数的调用

	return 0;
}

2. 实参与形参的个数应相等，类型应匹配(相同或赋值兼容)。实参与形参按顺序对应，一对一地传递数据。
3. 实参可以是常量、变量或表达式，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值，以便把这些值传送给形参。所以，这里的变量是在圆括号( )外面定义好、赋好值的变量。

3.5 函数返回值

1. 如果函数定义没有返回值，函数调用时不能写void关键字，调用函数时也不能接收函数的返回值。
2. 如果函数定义有返回值，这个返回值我们根据用户需要可用可不用，但是，假如我们需要使用这个函数返回值，我们需要定义一个匹配类型的变量来接收。

// 函数的定义, 返回值为int类型
int test()
{
}

int main()
{
	// 函数的调用
	int a = test(); // right, a为int类型
	int b;
	b = test();	// right, 和上面等级

	char *p = test(); // 虽然调用成功没有意义, p为char *, 函数返回值为int, 类型不匹配

	// error, 必须定义一个匹配类型的变量来接收返回值
	// int只是类型，没有定义变量
	int = test();	
	
	// error, 必须定义一个匹配类型的变量来接收返回值
	// int只是类型，没有定义变量
	int test();
	
	return 0;
}

4 函数的声明

如果使用用户自己定义的函数，而该函数与调用它的函数（即主调函数）不在同一文件中，或者函数定义的位置在主调函数之后，则必须在调用此函数之前对被调用的函数作声明。

所谓函数声明，就是在函数尚在未定义的情况下，事先将该函数的有关信息通知编译系统，相当于告诉编译器，函数在后面定义，以便使编译能正常进行。

注意： 一个函数只能被定义一次，但可以声明多次。

#include <stdio.h>

int max(int x, int y); // 函数的声明，分号不能省略
// int max(int, int); // 另一种方式

int main()
{
	int a = 10, b = 25, num_max = 0;
	num_max = max(a, b); // 函数的调用

	printf("num_max = %d\n", num_max);

	return 0;
}

// 函数的定义
int max(int x, int y)
{
	return x > y ? x : y;
}

函数定义和声明的区别：

1. 定义是指对函数功能的确立，包括指定函数名、函数类型、形参及其类型、函数体等，它是一个完整的、独立的函数单位。
2. 声明的作用则是把函数的名字、函数类型以及形参的个数、类型和顺序(注意，不包括函数体)通知编译系统，以便在对包含函数调用的语句进行编译时，据此对其进行对照检查（例如函数名是否正确，实参与形参的类型和个数是否一致）。

5 main函数与exit函数

在main函数中调用exit和return结果是一样的，但在子函数中调用return只是代表子函数终止了，在子函数中调用exit，那么程序终止。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void fun()
{
	printf("fun\n");
	//return;
	exit(0);
}

int main()
{
	fun();
	while (1);

	return 0;
}

6 多文件(分文件)编程

6.1 分文件编程

• 把函数声明放在头文件xxx.h中，在主函数中包含相应头文件
• 在头文件对应的xxx.c中实现xxx.h声明的函数

6.2 防止头文件重复包含

当一个项目比较大时，往往都是分文件，这时候有可能不小心把同一个头文件 include 多次，或者头文件嵌套包含。会出现如下错误：

为了避免同一个文件被include多次，C/C++中有两种方式，一种是 #ifndef 方式，一种是 #pragma once 方式。

#ifndef __SOMEFILE_H__
#define __SOMEFILE_H__

// 声明语句

#endif

#pragma once

// 声明语句