一. 初探函数

我们已经用过 C 标准库的函数，如 printf()，scanf()，sizeof()，strlen()。现在要进一步学习如何创建自己的函数。

什么是函数？函数是完成特定任务的独立程序代码单元。

为什么要使用函数

使用函数可以省去编写重复代码的苦差
即使程序只完成某项任务一次，也值得使用函数；因为函数让程序更加模块化，从而提高了程序代码的可读性，更方便后期修改、完善。

1.1 函数的定义与声明

函数的定义就是函数体的实现，函数体就是一个代码块，它在函数被调用时执行。

函数的声明出现在函数被调用的地方，它向编译器提供该函数的相关信息，用于确保函数被正确地调用

// 函数定义的语法如下
返回类型 函数名(形式参数)
{
   ...
}

// 返回类型可以是 void, 代表没有返回值
// 形式参数也可以是 void, 代表没有形式参数

#include <stdio.h>

// 函数定义
void printHello(void)
{
    printf("Hello , world\n");
}

int main(void)
{
    // 函数调用
    printHello();
    return 0;
}

// 方法一：同一源文件，调用之前已经出现了该函数的定义，编译器就会记住它的参数数量和类型、返回值类型，确保该函数后续被正确调用

#include <stdio.h>

// 声明函数原型
void printHello(void);
int main(void)
{
    // 函数调用
    printHello();
    return 0;
}

// 函数定义
void printHello(void)
{
    printf("Hello , world\n");
}

// 方法二：声明函数原型，它向编译器提供有关该函数应该如何调用的完整信息

// 使用原型最方便(且最安全)的方法是把原型置于一个单独的文件，如果其它源文件需要这个函数的原型，就使用 #include 包含该文件

// 上述技巧避免了错误输入函数原型的可能性，又简化了程序的维护任务，因为这样只需要该原型的一份物理副本。如果原型需要修改，只需要修改它的一处副本即可

1.2 return 语句

return 语句允许从函数体的任何位置返回，不一定要在函数体的末尾。返回到函数被调用的地方。

// 语法
return expression；

expression 是可选的。

如果函数的返回类型是 void，即无需向调用程序返回一个值，expression就被省略。
通常 expression 类型必须和函数的返回类型对应。只有编译器能将 expression 的类型正确转换为返回类型时，才允许它俩的类型不一样。

1.3 形式参数与实际参数

每个形式参数前必须声明其类型。

形式参数是被调函数中的变量，实际参数是主调函数赋给被调函数中的具体值。调用函数时，创建了声明为形式参数的变量并初始化为实际参数的求值结果

#include <stdio.h>

int Max(int num_1 , int num_2)
{
    return num_1 > num_2 ? num_1 : num_2;
}
 
int main(void)
{
    int num_1 = 1;
    int num_2 = 2;
    printf("Max: %d\n" , Max(num_1 , num_2));
    return 0;
}

再次强调，实际参数是具体的值，该值以拷贝的形式赋给被调函数的形式参数，因此无论被调函数对拷贝数据进行什么样的操作，都不会影响主调函数中的原始数据

1.4 函数栈帧

什么是栈帧？在 C 语言中，每个栈帧对应着一个未运行完的函数。栈帧中保存了该函数的返回地址和局部变量。

栈帧是一块因函数运行而在栈区临时开辟的空间
每调用一次函数便会创建一个独立栈帧
栈帧中存放的是函数中的必要信息，如局部变量、形式参数、返回值等
当函数运行完毕栈帧将会销毁

二. 作用域，局部变量，全局变量

什么是作用域？作用域就是变量和函数的可访问范围，即变量其实只有在程序的一定区域内才能被访问

位于一对大括号之间的所有语句称为一个代码块，如果代码块处于嵌套状态，内层代码块定义的变量将隐藏外层代码块的变量，即优先使用内层代码块定义的变量

1.4.1 局部变量

在代码块内声明的变量称为局部变量，注意函数的形式参数属于函数体内部，也属于局部变量。
局部变量又叫做自动变量，进了大括号自动创建，出了大括号，自动销毁，内存空间释放归还给操作系统。
局部变量如果不初始化，默认是随机值（包括指针）。所以局部变量一定要初始化
局部变量是在 “栈区” 分配空间的，栈区的特点是上面创建的变量出了作用域就销毁，但是有一个例外，被 static 修饰的局部变量存放在数据段（静态区），数据段的特点是在上面创建的变量，直到程序结束才销毁，所以生命周期变长

1.4.2 全局变量

位于所有代码块之外的变量称为全局变量
全局变量的作用域是整个工程（包括许多源文件）
全局变量如果未初始化，执行默认初始化，内置数据类型以对应的 0 值进行初始化。
全局变量是在数据段（静态区）分配内存
当局部变量与全局变量同名时，在该代码块内，局部变量优先于全局变量
使用关键字 extern 可以在一个源文件中使用另一个源文件中定义的全局变量

// 局部变量与全局变量同名
#include <stdio.h>

int num_1 = 999;

int main(void)
{
    int num_1 = 1;
    printf("%d\n" , num_1);
    return 0;
}

// static 测试
#include <stdio.h>

void staticTest(void)
{
    //static int num_1 = 1;
    int num_1 = 1;
    printf("num_1: %d\n" , num_1);
    ++num_1;
    return;
}

int main(void)
{
    staticTest();
    staticTest();
    staticTest();
    return 0;
}

// for 循环测试 1
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    for(int i = 0; i < 5; ++i)
    {}
    printf("i: %d\n" , i);
    return 0;
}

// for 循环测试 2
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i = 0;
    for(; i < 5; ++i)
    {}
    printf("i: %d\n" , i);
    return 0;
}

// while 循环测试 1
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int times = 3;
    while(times--)
    {
        int num_1 = 1;
        ++num_1;
        printf("%d\n" , num_1);
    }
    return 0;
}

// while 循环测试 2
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int times = 3;
    int num_1 = 1;
    while(times--)
    {
        printf("%d\n" , num_1);
        ++num_1;
    }
    return 0;
}

// 代码块嵌套
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int num_1 = 1;
    if(1)
    {
        int num_1 = 2;
        printf("num_1: %d\n" , num_1);
    }
    return 0;
}

查找变量，会先从内层代码块开始查找，如果没有，去上一层代码块查找，如果上一层代码块也没有，去上上一层，依次类推，直到找到为止。如果直到全局作用域都没有，程序就会报错。

// 变量查找
#include <stdio.h>

int num_1 = 1;

int main(void)
{
    int num_2 = 2;
    if(1)
    {
        printf("num_1: %d\n" , num_1);
    }
    return 0;
}

课堂练习：给出一个不多于5位的整数，要求

求出它是几位数
分别输出每一位数字
按逆序输出各位数字，例如原数为321,应输出123

作业

将讲义中的程序自己敲一遍，理解程序为何会这样运行。
小明写了一个程序，想要将两个整数的值交换，但程序的运行的结果并没有交换两个整数的值，请帮小明找出错误的原因并写出正确的程序？

#include <stdio.h>

void swapInt(int num_1 , int num_2)
{
    int tmp = num_1;
    num_1 = num_2;
    num_2 = tmp;
    return;
}

int main(void)
{
    int num_1 = 1;
    int num_2 = 2;
    printf("num_1:%d   num_2:%d\n" , num_1 , num_2);

    swapInt(num_1 , num_2);
    printf("num_1:%d   num_2:%d\n" , num_1 , num_2);
    return 0;
}

编写一个函数，判断一个整数是不是素数
编写一个函数，求两个整数的最大公约数
编写一个函数，求斐波那契数列的第 n 项
编写一个函数，求 n 的阶乘
编写一个函数，给定一个数组和一个数，判断这个数是否在这个数组中，返回布尔值

一. 初探函数#

1.1 函数的定义与声明#

1.2 return 语句#

1.3 形式参数与实际参数#

1.4 函数栈帧#

二. 作用域，局部变量，全局变量#

1.4.1 局部变量#

1.4.2 全局变量#

作业#