C语言第十一弹---函数(下)

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函数

1、嵌套调用和链式访问

1.1、嵌套调用

1.2、链式访问

2、函数的声明和定义

2.1、单个文件

2.2、多个文件

2.3、static 和 extern

2.3.1、static 修饰局部变量：

2.3.2、static 修饰全局变量

2.3.3、static 修饰函数

总结

1、嵌套调用和链式访问

1.1、嵌套调用

嵌套调用就是函数之间的互相调用，每个函数就像⼀个乐高零件，正是因为多个乐高的零件互相无缝的配合才能搭建出精美的乐高玩具，也正是因为函数之间有效的互相调用，最后写出来了相对大型的程序。
假设我们计算某年某月有多少天？如果要函数实现，可以设计2个函数:
• is_leap_year()：根据年份确定是否是闰年
• get_days_of_month()：调⽤is_leap_year确定是否是闰年后，再根据月计算这个月的天数

闰年的判断规则：

1、能被400整除为闰年

2、能被4整除但是不能被100整除为闰年

int is_leap_year(int y)
{
 if(((y%4==0)&&(y%100!=0))||(y%400==0))
 return 1;//是闰年返回1
 else
 return 0;//不是闰年返回0
}
int get_days_of_month(int y, int m)
{
 int days[] = {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
 //数组的下标代表月份 初始化为不是闰年的情况每月的天数
 int day = days[m];
 if (is_leap_year(y) && m == 2)
 day += 1;//为闰年则将2月加一天
 
 return day;//返回天数
}
int main()
{
 int y = 0;
 int m = 0;
 scanf("%d %d", &y, &m);
 int d = get_days_of_month(y, m);
 printf("%d\n", d);
 return 0;
}

这⼀段代码，完成了⼀个独立的功能。代码中反应了不少的函数调用：
• main 函数调用 scanf 、 printf 、 get_days_of_month
• get_days_of_month 函数调用 is_leap_year

未来的稍微⼤⼀些代码都是函数之间的嵌套调用，但是函数是不能嵌套定义的。

1.2、链式访问

所谓链式访问就是将⼀个函数的返回值作为另外⼀个函数的参数，像链条⼀样将函数串起来就是函数的链式访问。
比如：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int len = strlen("abcdef");//1.strlen求⼀个字符串的⻓度
 printf("%d\n", len);//2.打印⻓度 
 return 0;
}

前面的代码完成动作写了2条语句，把如果把strlen的返回值直接作为printf函数的参数呢？这样就是⼀个链式访问的例子了。

#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%d\n", strlen("abcdef"));//链式访问
 return 0;
}

在看⼀个有趣的代码，下⾯代码执行的结果是什么呢？

#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%d", printf("%d", printf("%d", 43)));
return 0;
}

这个代码的关键是明白 printf 函数的返回是啥？

int printf ( const char * format, ... );

printf函数返回的是打印在屏幕上的字符的个数。
上面的例子中，我们就第⼀个printf打印的是第⼆个printf的返回值，第⼆个printf打印的是第三个
printf的返回值。
第三个printf打印43，在屏幕上打印2个字符，再返回2
第⼆个printf打印2，在屏幕上打印1个字符，再放回1
第⼀个printf打印1
所以屏幕上最终打印：4321

2、函数的声明和定义

2.1、单个文件

⼀般我们在使用函数的时候，直接将函数写出来就使用了。
比如：我们要写⼀个函数判断⼀年是否是闰年。

#include <stdio.h>
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)//第三行
{
 if(((y%4==0)&&(y%100!=0))||(y%400==0))
 return 1;//是闰年返回1
 else
 return 0;//不是闰年返回0
}//第八行
int main()
{
 int y = 0;
 scanf("%d", &y);
 int r = is_leap_year(y);//第十三行
 if(r == 1)
 printf("闰年\n");
 else
 printf("⾮闰年\n");
 return 0;
}

上面代码中第三行到第八行是函数的定义，第十三行是函数的调用。
这种场景下是函数的定义在函数调用之前，没啥问题。

那如果我们将函数的定义放在函数的调用后边，如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int y = 0;
 scanf("%d", &y);
 int r = is_leap_year(y);//第6行
 if(r == 1)
 printf("闰年\n");
 else
 printf("⾮闰年\n");
 return 0;
}
//判断⼀年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
 if(((y%4==0)&&(y%100!=0)) || (y%400==0))
 return 1;
 else
 return 0;
}

这个代码在VS2022上编译，会出现下面的警告信息：

这是因为C语言编译器对源代码进行编译的时候，从第⼀行往下扫描的，当遇到第6行的is_leap_year函数调用的时候，并没有发现前面有is_leap_year的定义，就报出了上述的警告。

把怎么解决这个问题呢？就是函数调用之前先声明⼀下is_leap_year这个函数，声明函数只要交代清楚：函数名，函数的返回类型和函数的参数。
如：int is_leap_year(int y)；这就是函数声明，函数声明中参数只保留类型，省略掉名字也是可以
的。
代码变成这样就能正常编译了。

#include <stdio.h>
int is_leap_year(int y);//函数声明
int main()
{
	int y = 0;
	scanf("%d", &y);
	int r = is_leap_year(y);
	if (r == 1)
		printf("闰年\n");
	else
		printf("非闰年\n");
	return 0;
}
//判断一年是不是闰年
int is_leap_year(int y)
{
	if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
		return 1;
	else
		return 0;
}

函数的调用⼀定要满足，先声明后使用；
函数的定义也是⼀种特殊的声明，所以如果函数定义放在调用之前也是可以的。

2.2、多个文件

⼀般在企业中我们写代码时候，代码可能比较多，不会将所有的代码都放在⼀个文件中；我们往往会根据程序的功能，将代码拆分放在多个文件中。
⼀般情况下，函数的声明、类型的声明放在头文件（.h）中，函数的实现是放在源⽂件（.c）⽂件中。
如下：
add.c

//函数的定义
int Add(int x, int y)
{
 return x+y;
}

add.h

//函数的声明
int Add(int x, int y);

test.c

#include <stdio.h>
#include "add.h"
int main()
{
 int a = 10;
 int b = 20;
 //函数调⽤
 int c = Add(a, b);
 printf("%d\n", c);
 return 0;
}

运行结果：

有了函数声明和函数定义的理解，我们写代码就更加方便了。

2.3、static 和 extern

static 和 extern 都是C语⾔中的关键字。
static 是静态的的意思，可以用来：
• 修饰局部变量
• 修饰全局变量
• 修饰函数

extern 是⽤来声明外部符号的。

在讲解 static 和 extern 之前再讲⼀下：作用域和生命周期。

作用域（scope）是程序设计概念，通常来说，⼀段程序代码中所用到的名字并不总是有效（可用）的，而限定这个名字的可用性的代码范围就是这个名字的作用域。
1. 局部变量的作用域是变量所在的局部范围。
2. 全局变量的作用域是整个工程（项目）。

⽣命周期指的是变量的创建(申请内存)到变量的销毁(收回内存)之间的⼀个时间段。
1. 局部变量的生命周期是：进入作用域变量创建，生命周期开始，出作用域生命周期结束。
2. 全局变量的生命周期是：整个程序的生命周期。

2.3.1、static 修饰局部变量：

//代码1
#include <stdio.h>
void test()
{
 int i = 0;
 i++;
 printf("%d ", i);
}
int main()
{
 int i = 0;
 for(i=0; i<5; i++)
 {
 test();
 }
 return 0;
}

//代码2
#include <stdio.h>
void test()
{
 //static修饰局部变量
 static int i = 0;
 i++;
 printf("%d ", i);
}
int main()
{
 int i = 0;
 for(i=0; i<5; i++)
 {
 test();
 }
 return 0;
}

对比代码1和代码2的效果，理解 static 修饰局部变量的意义。

代码1的test函数中的局部变量 i 是每次进入test函数先创建变量（生命周期开始）并赋值为0，然后
++，再打印，出函数的时候变量生命周期将要结束（释放内存）。
代码2中，我们从输出结果来看，i 的值有累加的效果，其实 test函数中的 i 创建好后，出函数的时候是不会销毁的，重新进入函数也就不会重新创建变量，直接上次累积的数值继续计算。

结论：static修饰局部变量改变了变量的生命周期，生命周期改变的本质是改变了变量的存储类型，本来⼀个局部变量是存储在内存的栈区的，但是被 static 修饰后存储到了静态区。存储在静态区的变量和全局变量是⼀样的，生命周期就和程序的生命周期⼀样了，只有程序结束，变量才销毁，内存才回收。但是作用域不变的。

使用建议：未来⼀个变量出了函数后，我们还想保留值，等下次进入函数继续使用，就可以使用static修饰。

2.3.2、static 修饰全局变量

代码1
add.c

int g_val = 2018;

test.c

#include <stdio.h>
extern int g_val;
int main()
{
 printf("%d\n", g_val);
 return 0;
 }

代码2
add.c

static int g_val = 2018;

test.c

#include <stdio.h>
extern int g_val;
int main()
{
 printf("%d\n", g_val);
 return 0;
}

extern 是用来声明外部符号的，如果⼀个全局的符号在A文件中定义的，在B文件中想使用，就可以使用 extern 进行声明，然后使用。
代码1正常，代码2在编译的时候会出现链接性错误。
结论：
⼀个全局变量被static修饰，使得这个全局变量只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使用。
本质原因是全局变量默认是具有外部链接属性的，在外部的文件中想使用，只要适当的声明就可以使用；但是全局变量被 static 修饰之后，外部链接属性就变成了内部链接属性，只能在自己所在的源文件内部使用了，其他源⽂件，即使声明了，也是无法正常使用的。

使用建议：如果⼀个全局变量，只想在所在的源文件内部使用，不想被其他文件发现，就可以使用
static修饰。

2.3.3、static 修饰函数

代码1
add.c

int Add(int x, int y)
{
 return x+y;
}

test.c

#include <stdio.h>
extern int Add(int x, int y);
int main()
{
 printf("%d\n", Add(2, 3));
 return 0;
}

代码2
add.c

static int Add(int x, int y)
{
 return x+y;
}

test.c

#include <stdio.h>
extern int Add(int x, int y);
int main()
{
 printf("%d\n", Add(2, 3));
 return 0;
}

代码1是能够正常运行的，但是代码2就出现了链接错误。

其实 static 修饰函数和 static修饰全局变量是⼀模⼀样的，⼀个函数在整个⼯程都可以使用，被static修饰后，只能在本文件内部使用，其他⽂件⽆法正常的链接使用了。

本质是因为函数默认是具有外部链接属性，具有外部链接属性，使得函数在整个⼯程中只要适当的声明就可以被使用。但是被 static 修饰后变成了内部链接属性，使得函数只能在自己所在源⽂件内部使用。

使用建议：⼀个函数只想在所在的源文件内部使用，不想被其他源文件使用，就可以使用 static 修
饰。

总结

本篇博客就结束啦，谢谢大家的观看，如果公主少年们有好的建议可以留言喔，谢谢大家啦！