函数
C 语言中的函数是编程的基本单元，它允许开发者将代码逻辑分成模块化、可重用的部分。函数可以执行特定的任务，并且可以通过参数传递数据。C 语言的函数与其他现代编程语言的函数概念类似，但 C 语言的函数相对比较基础，支持的功能相对较少。以下是关于 C 语言函数的详细介绍。
1. 函数的定义与调用
C 语言函数由 返回类型、函数名、参数列表 和 函数体 组成。以下是一个典型的 C 语言函数定义：
#include <stdio.h>
// 函数声明（也称为原型）
int add(int a, int b);
int main() {
int result = add(3, 5); // 调用函数
printf("Result: %d\n", result);
return 0;
}
// 函数定义
int add(int a, int b) {
return a + b;
}返回类型：指定函数返回值的类型。例如
int表示返回整数类型，void表示无返回值。函数名：函数的名称，用于在程序中调用该函数。
参数列表：括号中的参数表示函数可以接收的输入，参数类型和参数名称需要声明。
函数体：用
{}包围的代码块，表示函数的具体实现。
2. 函数声明与定义
函数声明（也称为函数原型）：告知编译器函数的名称、参数和返回类型，通常放在源文件的顶部或头文件中，便于函数定义之后可以调用。
函数定义：是函数的具体实现，包含函数的逻辑代码。
示例：
// 函数声明
int add(int, int);
// 函数定义
int add(int a, int b) {
return a + b;
}3. 函数参数传递
C 语言函数支持按值传递和通过指针传递参数：
按值传递
按值传递意味着函数接收的是参数的副本，函数内部对参数的修改不会影响原始变量。
void increment(int x) {
x = x + 1; // 仅修改副本
}
int main() {
int a = 5;
increment(a);
printf("%d\n", a); // 输出 5，原始变量未被修改
return 0;
}按指针传递
通过传递指针，函数可以修改原始变量的值，因为指针指向的是原变量的内存地址。
void increment(int *x) {
*x = *x + 1; // 修改原始变量
}
int main() {
int a = 5;
increment(&a);
printf("%d\n", a); // 输出 6，原始变量被修改
return 0;
}4. 返回值
函数可以有返回值，返回值类型在函数定义时声明。如果函数不返回值，使用 void 作为返回类型。
有返回值的函数：
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int main() {
int result = add(4, 5);
printf("%d\n", result); // 输出 9
return 0;
}无返回值的函数：
void printMessage() {
printf("Hello, World!\n");
}
int main() {
printMessage(); // 调用无返回值的函数
return 0;
}5. 递归函数
C 语言支持递归函数，即函数调用自身。这种方法通常用于解决分治问题，例如计算阶乘：
int factorial(int n) {
if (n == 0)
return 1;
return n * factorial(n - 1); // 递归调用自身
}
int main() {
printf("Factorial of 5: %d\n", factorial(5)); // 输出 120
return 0;
}6. 函数指针
函数指针是指向函数的指针，允许将函数作为参数传递给其他函数。函数指针可以用于实现回调函数等功能。
定义函数指针并调用函数：
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int main() {
// 定义函数指针
int (*funcPtr)(int, int);
// 将 add 函数的地址赋值给函数指针
funcPtr = add;
// 通过函数指针调用函数
int result = funcPtr(2, 3);
printf("%d\n", result); // 输出 5
return 0;
}将函数作为参数传递：
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int calculate(int (*operation)(int, int), int a, int b) {
return operation(a, b); // 调用传递的函数
}
int main() {
int result = calculate(add, 5, 3); // 将 add 函数作为参数传递
printf("%d\n", result); // 输出 8
return 0;
}7. 内联函数（C99 之后）
C 语言从 C99 开始引入了 inline 关键字，允许内联函数。内联函数是提示编译器将函数调用替换为其代码体，减少函数调用的开销。
inline int square(int x) {
return x * x;
}
int main() {
printf("%d\n", square(5)); // 输出 25
return 0;
}8. 库函数
C 语言标准库中提供了大量的库函数，它们分布在不同的头文件中，可以通过 #include 指令来引入。例如：
printf和scanf在<stdio.h>头文件中。malloc和free在<stdlib.h>头文件中。strlen和strcpy在<string.h>头文件中。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char str[] = "Hello, World!";
printf("Length of string: %lu\n", strlen(str)); // 使用 strlen 库函数
return 0;
}9. 变量的作用域和生命周期
C 语言中的变量作用域和生命周期与函数密切相关：
局部变量：在函数内部定义，只在该函数内有效，函数执行完毕后其生命周期结束。
全局变量：在函数外部定义，整个程序范围内都有效，直到程序结束时生命周期结束。
静态变量：使用
static关键字声明的变量具有静态存储期，即使在函数调用结束后也保持其值不变，且只在函数范围内可见。
void func() {
static int count = 0; // 静态变量
count++;
printf("Count: %d\n", count);
}
int main() {
func(); // 输出 1
func(); // 输出 2
return 0;
}10. 头文件与多文件编程
在大型项目中，函数通常分散在多个源文件中。通过头文件，可以将函数声明与实现分离，允许多个源文件之间共享函数定义。
// add.h - 头文件
#ifndef ADD_H
#define ADD_H
int add(int a, int b);
#endif// add.c - 函数实现
#include "add.h"
int add(int a, int b) {
return a + b;
}// main.c - 主程序
#include <stdio.h>
#include "add.h"
int main() {
int result = add(4, 6);
printf("%d\n", result); // 输出 10
return 0;
}总结
C 语言中的函数是代码组织和复用的重要工具，提供了基本的模块化功能。通过理解函数的定义、调用、参数传递、递归、函数指针等特性，可以编写结构良好、易于维护的 C 程序。
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