【手撕C语言 第六集】函数（上）

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一、函数是什么？

数学中我们常见到函数的概念。但是你了解C语言中的函数吗？
维基百科中对函数的定义：子程序
🎗?在计算机科学中，子程序（英语：Subroutine, procedure, function, routine, method,subprogram, callable unit），是一个大型程序中的某部分代码， 由一个或多个语句块组成。它负责完成某项特定任务，而且相较于其他代 码，具备相对的独立性。
🎗?一般会有输入参数并有返回值，提供对过程的封装和细节的隐藏。这些代码通常被集成为软
件库。

二、C语言中函数的分类：

1. 库函数
2. 自定义函数

1.库函数

为什么会有库函数？

1. 我们知道在我们学习C语言编程的时候，总是在一个代码编写完成之后迫不及待的想知道结果，想
   把这个结果打印到我们的屏幕上看看。这个时候我们会频繁的使用一个功能：将信息按照一定的格
   式打印到屏幕上（printf）。
2. 在编程的过程中我们会频繁的做一些字符串的拷贝工作（strcpy）。
3. 在编程是我们也计算，总是会计算n的k次方这样的运算（pow）。
   像上面我们描述的基础功能，它们不是业务性的代码。我们在开发的过程中每个程序员都可能用的到，
   为了支持可移植性和提高程序的效率，所以C语言的基础库中提供了一系列类似的库函数，方便程序员
   进行软件开发。
   那怎么学习库函数呢？
   这里我们简单的看看：www.cplusplus.com
   
   简单的总结，C语言常用的库函数都有：
   IO函数
   字符串操作函数
   字符操作函数
   内存操作函数
   时间/日期函数
   数学函数
   其他库函数
   我们参照文档，学习几个库函数
   strcpy

char * strcpy ( char * destination, const char * source );

memset

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

注：
但是库函数必须知道的一个秘密就是：使用库函数，必须包含 #include 对应的头文件。
这里对照文档来学习上面几个库函数，目的是掌握库函数的使用方法。

1.1 如何学会使用库函数？

需要全部记住吗？No
需要学会查询工具的使用：

MSDN(Microsoft Developer Network)
www.cplusplus.com
http://en.cppreference.com（英文版）
http://zh.cppreference.com（中文版）
英文很重要。最起码得看懂文献

2. 自定义函数

如果库函数能干所有的事情，那还要程序员干什么？
所有更加重要的是自定义函数。
自定义函数和库函数一样，有函数名，返回值类型和函数参数。
但是不一样的是这些都是我们自己来设计。这给程序员一个很大的发挥空间

ret_type fun_name(para1, * )
{
statement;//语句项
}
ret_type 返回类型
fun_name 函数名
para1 函数参数

我们举一个例子：
写一个函数可以找出两个整数中的最大值

 #include <stdio.h>
//get_max函数的设计
int get_max(int x, int y)
{
	return (x > y) ? (x) : (y);
}
int main()
{
	int num1 = 10;
	int num2 = 20;
	int max = get_max(num1, num2);
	printf("max = %d\n", max);
	return 0;
}

再举个例子：
写一个函数可以交换两个整形变量的内容。

#include <stdio.h>
//实现成函数，但是不能完成任务
void Swap1(int x, int y)
{
int tmp = 0;
tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
//正确的版本
void Swap2(int *px, int *py)
{
int tmp = 0;
tmp = *px;
*px = *py;
*py = tmp;
}
int main()
{
int num1 = 1;
int num2 = 2;
Swap1(num1, num2);
printf("Swap1::num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
Swap2(&num1, &num2);
printf("Swap2::num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
return 0;
}

三、函数的参数

1.实际参数（实参）：

真实传给函数的参数，叫实参。
实参可以是：常量、变量、表达式、函数等。
无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参.

2.形式参数（形参）：

形式参数是指函数名后括号中的变量，因为形式参数只有在函数被调用的过程中才实例化（分配内存单元），所以叫形式参数。形式参数当函数调用完成之后就自动销毁了。因此形式参数只在函数中有效.
上面 Swap1 和 Swap2 函数中的参数 x，y，px，py 都是形式参数。在main函数中传给 Swap1 的 num1 ，num2 和传给 Swap2 函数的 &num1 ， &num2 是实际参数。
这里我们对函数的实参和形参进行分析:

代码对应的内存分配如下:

这里可以看到 Swap1 函数在调用的时候， x ， y 拥有自己的空间，同时拥有了和实参一模一样的内容。
所以我们可以简单的认为：形参实例化之后其实相当于实参的一份临时拷贝.

四、函数的调用：

1. 传值调用

函数的形参和实参分别占有不同内存块，对形参的修改不会影响实参

2.传址调用

传址调用是把函数外部创建变量的内存地址传递给函数参数的一种调用函数的方式。
这种传参方式可以让函数和函数外边的变量建立起真正的联系，也就是函数内部可以直接操作函数外部的变量。

3.练习

（1）.写一个函数可以判断一个数是不是素数。

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int is_prime(int i) {
	for (int j = 2; j <= sqrt(i); j++) {
		if (i % j == 0)
			return 0;
	}
	return 1;
}
int main() {
	int i = 0;
	int count = 0;
	for (i = 100; i <= 200; i++) {
		if (1 == is_prime(i)) {
			printf("%d ", i);
			count++;
		}
	}
	printf("\ncount=%d", count);
	return 0;
}

（2）写一个函数判断一年是不是闰年

#include<stdio.h>
//法一
int is_leap_year(int y){
	if ((y % 4 == 0 && y % 100 != 0) || y % 400 == 0)
		return 1;
	else
		return 0;
}
//法二
int is_leap_year(int y) {
	return ((y % 4 == 0 && y % 100 != 0) || (y % 400 == 0));
}
int main() {
	int y = 0;
	for (y = 1000; y <= 2000; y++) {
		if (1 == is_leap_year(y)) {
			printf("%d ", y);
		}
	}
	return 0;
}

（3）写一个函数，实现一个整形有序数组的二分查找

//找到了返回下标，找不到返回-1（不要写0）
int binary_search(int arr[],int k,int sz) {
	int left = 0;
	int right = sz - 1;
	while (left <= right) {
		
		int mid = left + (right - left) / 2;
		if (arr[mid] > k) {
			right = mid - 1;
		}
		else if (arr[mid] < k) {
			left = mid + 1;
		}
		else {
			return mid;
		}
	}
	return -1;
}
int main() {
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int k = 0;
	scanf("%d", &k);
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int ret = binary_search(arr, k, sz);
	if (ret == -1) {
		printf("没找到\n");
	}
	else {
		printf("找到了，下标是%d\n", ret);
	}
	return 0;
}

（4）写一个函数，每调用一次这个函数，就会将 num 的值增加1

#include<stdio.h>
int Add(int* p) {
	(*p)++;
	return *p;
}
int main() {
	int num = 0;
	int ret=Add(&num);
	printf("%d ", ret);
}