一、 函数
1.函数是一段可以重复执行的代码。
它可以接受不同的参数，
完成对应的操作。
下面的例子就是一个函数
int plus(int n) {
return n;
}
上面的代码声明了一个函数plus()。
2.函数声明的语法有以下几点，需要注意。
-
返回值类型。
函数声明时，
首先需要给出返回值的类型，
上例是int，
表示函数plus()返回一个整数。 -
参数。
函数名后面的圆括号里面，
需要声明参数的类型和参数名，
plus(int n)表示这个函数有一个整数参数n。 -
函数体。
函数体要写在大括号里面，
后面（即大括号外面）不需要加分号。
大括号的起始位置，
可以跟函数名在同一行，
也可以另起一行。 -
return语句。
return语句给出函数的返回值，
程序运行到这一行，
就会跳出函数体，
结束函数的调用。
如果函数没有返回值，
可以省略return语句，
或者写成return;。
3.调用函数时，
只要在函数名后面加上圆括号就可以了，
实际的参数放在圆括号里面，
就像下面这样。
int a = plus(13);
// a 等于 14
4.函数调用时，
参数个数必须与定义里面的参数个数一致（一一对应），
参数过多或过少都会报错。
int plus(int n) {
return n + 1;
}
plus(2, 2); // 报错
plus(); // 报错
上面示例中，函数plus()只能接受一个参数，传入两个参数或不传参数，都会报错。
5.函数必须声明后使用，
否则会报错。
也就是说，
一定要在使用plus()之前，声明这个函数。
如果像下面这样写，编译时会报错。
int a = plus(13);
int plus(int n) {
return n + 1;
}
上面示例中，在调用plus_one()之后，才声明这个函数，编译就会报错。
6.C 语言标准规定，
函数只能声明在源码文件的顶层，
不能声明在其他函数内部。
7.没有返回值的函数，
使用void关键字表示返回值的类型。
没有参数的函数，
声明时要用void关键字表示参数类型。
void myFunc(void) {
// ...
}
上面的myFunc()函数，
既没有返回值，
调用时也不需要参数。
8.函数可以调用自身，
这就叫做递归（recursion）。
下面是斐波那契数列的例子。
unsigned long Fibonacci(unsigned n) {
if (n > 2)
return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
else
return 1;
}
上面示例中，
函数Fibonacci()调用了自身，
这样做可以简化算法。
9.main()
C 语言规定，
main()是程序的入口函数，
即所有的程序一定要包含一个main()函数。
程序总是从这个函数开始执行，
如果没有该函数，
程序就无法启动。
其他函数都是通过它引入程序的。
main()的写法与其他函数一样，
要给出返回值的类型和参数的类型，
就像下面这样。
int main(void) {
printf("Hello World\n");
return 0;
}
上面示例中，
最后的return 0;表示函数结束运行，返回0。
11.C 语言约定，
返回值0表示函数运行成功，
如果返回其他非零整数，
就表示运行失败，
代码出了问题。
系统根据main()的返回值，
作为整个程序的返回值，
确定程序是否运行成功。
正常情况下，
如果main()里面省略return 0这一行，
编译器会自动加上，
即main()的默认返回值为0。
所以，写成下面这样，
效果完全一样。
int main(void) {
printf("Hello World\n");
}
由于 C 语言只会对main()函数默认添加返回值，
对其他函数不会这样做，
建议总是保留return语句
12.参数的传值引用
如果函数的参数是一个变量，
那么调用时，
传入的是这个变量的值的拷贝，
而不是变量本身。
void increment(int a) {
a++;
}
int i = 10;
increment(i);
printf("%d\n", i); // 10
上面示例中，
调用increment(i)以后，
变量i本身不会发生变化，
还是等于10。
因为传入函数的是i的拷贝，
而不是i本身，
拷贝的变化，
影响不到原始变量。
这就叫做“传值引用（单向值传递）”。
还有一种方法是是双向传递（也叫地址传递）下面会讲解
所以，
如果参数变量发生变化，
最好把它作为返回值传出来。
int increment(int a) {
a++;
return a;
}
int i = 10;
i = increment(i);
printf("%d\n", i); // 11
再看下面的例子，Swap()函数用来交换两个变量的值，由于传值引用，下面的写法不会生效。
void Swap(int x, int y) {
int temp;
temp = x;
x = y;
y = temp;
}
int a = 1;
int b = 2;
Swap(a, b); // 无效
上面的写法不会产生交换变量值的效果，
因为传入的变量是原始变量a和b的拷贝，
不管函数内部怎么操作，
都影响不了原始变量。
13…如果想要传入变量本身，
有一个办法，
就是传入变量的地址（地址传递是双向的）。
void Swap(int* x, int* y) {
int temp;
temp = *x;
*x = *y;
*y = temp;
}
int a = 1;
int b = 2;
Swap(&a, &b);
上面示例中，
通过传入变量x和y的地址，
函数内部就可以直接操作该地址，
从而实现交换两个变量的值。
虽然跟传参无关，
这里特别注意下，
函数不要返回内部变量的指针。
int* f(void) {
int i;
// ...
return &i;
}
上面示例中，
函数返回内部变量i的指针，
这种写法是错的。
因为当函数结束运行时，
内部变量就消失了，
这时指向内部变量i的内存地址就是无效的，
再去使用这个地址是非常危险的。
14.函数指针
函数本身就是一段内存里面的代码，
C 语言允许通过指针获取函数。
void print(int a) {
printf("%d\n", a);
}
void (*print_ptr)(int) = &print;
上面示例中，
变量print_ptr是一个函数指针，
它指向函数print()的地址。
函数print()的地址可以用&print获得。
注意，
(*print_ptr)一定要写在圆括号里面，
否则函数参数(int)的优先级高于*，
整个式子就会变成void* print_ptr(int)。
有了函数指针，
通过它也可以调用函数。
(*print_ptr)(10);
// 等同于
print(10);
比较特殊的是，
C 语言还规定，
函数名本身就是指向函数代码的指针，
通过函数名就能获取函数地址。
也就是说，
print和&print是一回事。
if (print == &print) // true
因此，上面代码的print_ptr等同于print。
void (*print_ptr)(int) = &print;
// 或
void (*print_ptr)(int) = print;
if (print_ptr == print) // true
所以，对于任意函数，
都有五种调用函数的写法。
// 写法一
print(10)
// 写法二
(*print)(10)
// 写法三
(&print)(10)
// 写法四
(*print_ptr)(10)
// 写法五
print_ptr(10)
为了简洁易读，
一般情况下，
函数名前面都不加*和&。
15.这种特性的一个应用是，
如果一个函数的参数或返回值，
也是一个函数，
那么函数原型可以写成下面这样。
int compute(int (*myfunc)(int), int, int);
上面示例可以清晰地表明，
函数compute()的第一个参数也是一个函数。
16.函数原型
前面说过，
函数必须先声明，后使用。
由于程序总是先运行main()函数，
导致所有其他函数都必须在main()函数之前声明。
void func1(void) {
}
void func2(void) {
}
int main(void) {
func1();
func2();
return 0;
}
上面代码中，
main()函数必须在最后声明，
否则编译时会产生警告，
找不到func1()或func2()的声明。
但是，
main()是整个程序的入口，
也是主要逻辑，
放在最前面比较好。
另一方面，
对于函数较多的程序，
保证每个函数的顺序正确，
会变得很麻烦。
C 语言提供的解决方法是，
只要在程序开头处给出函数原型，
函数就可以先使用、后声明。
所谓函数原型，
就是提前告诉编译器，
每个函数的返回类型和参数类型。
其他信息都不需要，
也不用包括函数体，
具体的函数实现可以后面再补上。
int twice(int);
int main(int num) {
return twice(num);
}
int twice(int num) {
return 2 * num;
}
上面示例中，
函数twice()的实现是放在main()后面，
但是代码头部先给出了函数原型，
所以可以正确编译。
只要提前给出函数原型，
函数具体的实现放在哪里，
就不重要了。
17.函数原型包括参数名也可以，
虽然这样对于编译器是多余的，
但是阅读代码的时候，
可能有助于理解函数的意图。
int twice(int);
// 等同于
int twice(int num);
上面示例中，
twice函数的参数名num，
无论是否出现在原型里面，
都是可以的。
注意，
函数原型必须以分号结尾。
一般来说，
每个源码文件的头部，
都会给出当前脚本使用的所有函数的原型。
18.函数说明符
C 语言提供了一些函数说明符，
让函数用法更加明确。
（1）extern 说明符
对于多文件的项目，
源码文件会用到其他文件声明的函数。
这时，当前文件里面，
需要给出外部函数的原型，
并用extern说明该函数的定义来自其他文件。
extern int foo(int arg1, char arg2);
int main(void) {
int a = foo(2, 3);
// ...
return 0;
}
上面示例中，
函数foo()定义在其他文件，
extern告诉编译器当前文件不包含该函数的定义。
不过，
由于函数原型默认就是extern，
所以这里不加extern，
效果是一样的。
（2）static 说明符
默认情况下，
每次调用函数时，
函数的内部变量都会重新初始化，
不会保留上一次运行的值。
static说明符可以改变这种行为。
static用于函数内部声明变量时，
表示该变量只需要初始化一次，
不需要在每次调用时都进行初始化。
也就是说，
它的值在两次调用之间保持不变。
#include <stdio.h>
void counter(void) {
static int count = 1; // 只初始化一次
printf("%d\n", count);
count++;
}
int main(void) {
counter(); // 1
counter(); // 2
counter(); // 3
counter(); // 4
}
上面示例中，
函数counter()的内部变量count，
使用static说明符修饰，
表明这个变量只初始化一次，
以后每次调用时都会使用上一次的值，
造成递增的效果。
注意，
static修饰的变量初始化时，
只能赋值为常量，
不能赋值为变量。
int i = 3;
static int j = i; // 错误
上面示例中，
j属于静态变量，
初始化时不能赋值为另一个变量i。
另外，
在块作用域中，
static声明的变量有默认值0。
static int foo;
// 等同于
static int foo = 0;
static可以用来修饰函数本身。
static int Twice(int num) {
int result = num * 2;
return(result);
}
上面示例中，
static关键字表示该函数只能在当前文件里使用，
如果没有这个关键字，
其他文件也可以使用这个函数（通过声明函数原型）。
static也可以用在参数里面，
修饰参数数组。
int sum_array(int a[static 3], int n) {
// ...
}
上面示例中，static对程序行为不会有任何影响，
只是用来告诉编译器
该数组长度至少为3，
某些情况下可以加快程序运行速度。
另外，
需要注意的是，
对于多维数组的参数，
static仅可用于第一维的说明。
（3）const 说明符
函数参数里面的const说明符，
表示函数内部不得修改该参数变量。
void f(int* p) {
// ...
}
上面示例中，
函数f()的参数是一个指针p，
函数内部可能会改掉它所指向的值*p，
从而影响到函数外部。
为了避免这种情况，
可以在声明函数时，
在指针参数前面加上const说明符，
告诉编译器，
函数内部不能修改该参数所指向的值。
void f(const int* p) {
*p = 0; // 该行报错
}
上面示例中，声明函数时，
const指定不能修改指针p指向的值，
所以*p = 0就会报错。
但是上面这种写法，
只限制修改p所指向的值，
而p本身的地址是可以修改的。
void f(const int* p) {
int x = 13;
p = &x; // 允许修改
}
上面示例中，
p本身是可以修改，
const只限定*p不能修改。
如果想限制修改p，
可以把const放在p前面。
void f(int* const p) {
int x = 13;
p = &x; // 该行报错
}
如果想同时限制修改p和*p，
需要使用两个const。
void f(const int* const p) {
// ...
}
二、指针
几乎任何C语言资料都会提到一句话：
指针是C语言的精华。
出去说会C语言，
但不会指针，
还不如直接说不会C语言。
指针的重要性不言而喻。
然而，
指针重要，
但是又很难，
不容易学好，
那么本章，
我将以更易懂的方式，
让大家认识并理解C语言指针。
关于指针，
我一直认为：
其实每一门语言都有指针，
在学其他语言的时候没听说过，
不过是因为其他语言弱化了这个概念而已，
但实际上指针是存在的。
那么
什么是指针？
为什么要用指针？
怎么用指针？
学习每一个知识点，
都躲不过这三个问题，
1.什么是指针？
首先，需要明确两个概念：
- 指针是地址，是一个常量。
- 平时所提到的“指针”，
其实指的是存储地址的变量，
准确的来说，
应该叫做指针变量。
指针变量在定义方面，
和普通变量没什么区别，
但是它存的是变量的地址。
2.为什么要用指针？
在计算机当中，
任何一步操作都是在对内存进行访问。
为了能正确的访问这些存储单元，
就需要给它们编号，
这个编号，
就是地址。
- 使用指针进行访问，
即直接访问地址，
这样效率更高。 - C语言当中，只有传值，没有引用。
想要对值进行传递，就必须要通过指针。（在函数部分体会最深） - C语言的函数，其实是一个指针。
没有指针，就没有C语言函数。
3.怎么用指针？
说道怎么用，
那这肯定是这一章都说不完的话题了。
从这四个方面建立对指针的认识
- （1）指针的定义、初始化和引用方式
- （2）指针与函数
- （3）指针与数组
（1）指针的定义、初始化和引用方式
在C语言中，指针是一种特殊的变量，它存储的是另一个变量的内存地址。以下是指针的定义、初始化和引用方式的详细说明：
1）指针的定义
int *p;
其中 int 是指针指向的变量的类型，
*p 是指针的名称。
2）初始化的方式
指针的初始化是指在定义指针的同时给它赋一个初始值。
初始化指针的方式有以下几种：
-
初始化为NULL：
int *ptr = NULL;指针被初始化为NULL，
表示它不指向任何有效的内存地址。 -
初始化为一个变量的地址：
int var = 10; int *ptr = &var;指针
ptr被初始化为变量var的地址。 -
初始化为一个常量的地址：
const int const_var = 20; int *ptr = &const_var;指针
ptr被初始化为常量const_var的地址。 -
初始化为另一个指针的值：
int *ptr1 = &var; int *ptr2 = ptr1;ptr2被初始化为ptr1的值，即var的地址。 -
动态内存分配：
int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int));使用
malloc函数动态分配了一个整型大小的内存，并让指针ptr指向这块内存。
3）引用方式
引用指针指向的值，可以使用解引用操作符 `*`。以下是几种引用指针的方式：
-
直接解引用：
int value = *ptr;value被赋值为指针ptr指向的值。 -
在表达式中解引用：
*ptr = 30;将指针
ptr指向的值设置为30。 -
作为函数参数：
void update(int *ptr) { *ptr = 40; }函数
update接受一个整型指针作为参数，并修改它指向的值。 -
数组和指针：
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int *ptr = arr; int value = *(ptr + 2); // 引用数组第三个元素value被赋值为数组arr的第三个元素。 -
字符串和指针：
char str[] = "Hello"; char *ptr = str; char ch = *ptr; // 'H'ch被赋值为字符串str的第一个字符。
通过这些方式
可以有效地使用指针来访问和操作内存中的数据。
（2）指针与函数
之前在介绍指针时，
提到过一句话：
C语言当中，
只有传值，
没有引用。
想要对值进行传递，
就必须要通过指针。
这句话什么意思？
1.传值
之前学习函数的时候遇到一个问题，
实参与形参都有自己独立的内存空间，
所以不通过指针，
进行交换两个数的操作，
达不到想到的结果。
下面是以前的例子：
void swap(int a, int b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
因为在这个步骤中，只有传值，
并没有真正修改到实参的内容。
对于这个问题，
现在我们用指针来解决：
void swap(int *a, int *b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
int main() {
int a = 4, b = 6;
swap(&a, &b);
}
思考：如果将上面的swap函数修改为一下形式，
能达到交换效果吗？
void swap(int *a, int *b) {
int *temp = a;
a = b;
b = temp;
}
（3）指针与数组
数组是由若干个元素组成的，
每一个元素都有独立的存储空间，
并且地址连续。
而数组名，
就是这一块连续内存的首地址。
既然如此，
我们也可以使用指针来指向这一块地址。
int a[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
int *p = a; // a不用写成&a，因为a作为数组名，本身就是地址
