C C++

c语言 函数

函数的声明、定义与调用

在我们学习c语言之初，第一个接触的函数就是：

printf函数，他是一个库函数。如果c语言不提供给我们这个库函数，我们就得自己实现。

库函数

我们就把：c语言内置的一系列函数，成为库函数。在这个网站可以查询并学习：C Library

自定义函数

库函数不是万能的，他能够解决一些通用场景的编程工作；但是有些时候为完成特定目标的工作，则需要自己编写函数进行实现。

函数的格式

函数返回值类型 函数名 (函数参数类型 函数参数的变量名)

{

​ //函数功能实现部分 一般由一些语句组成

}

请注意，花括号也属于函数的一部分；在花括号中进行功能实现。

函数的声明与定义

函数声明：告诉编译器，有这么一个函数：函数名是什么、返回值类型是什么、参数是什么。仅此而已，但是否真的存在这个函数，仅仅有函数声明是决定不了的。

函数调用：函数声明一定写在要在函数调用之前，否则编译器会提示找不到这个函数。

函数定义：函数的具体功能实现的过程，就是函数定义。

下面以一个add函数的声明、定义、调用来了解上面这些话：

  • 调用未声明的函数
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int a = 1;
int ret = Add(a, a);
printf("%d + %d = %d \n", a, a, ret);

//编译出错：error: call to undeclared function 'Add'; --意思是：调用了未声明的函数
  • 仅进行函数声明，未进行函数实现
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int Add(int x, int y);

int main(void) {
    int a = 1;
    int ret = Add(a, a);
    printf("%d + %d = %d \n", a, a, ret);
    return 0;
}

//编译出错：Undefined symbols for "_Add"... --意思是：符号Add，未定义
  • 函数的定义在调用函数之后
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int main(void) {
    int a = 1;
    int ret = Add(a, a);
    printf("%d + %d = %d \n", a, a, ret);
    return 0;
}

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

//编译出错：error: call to undeclared function 'Add'; --意思是：调用了未声明的函数

上面演示了一些未遵循函数声明、定义、调用规定的错误情形，下面提供一个无错误的版本：

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#include <stdio.h>

int Add(int x, int y);

int main(void) {
    int a = 1;
    int ret = Add(a, a);
    printf("%d + %d = %d \n", a, a, ret);
    return 0;
}

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

//输出：1 + 1 = 2

函数调用时的传参

函数的形参是实参值的拷贝，改变形参的值不会对实参产生任何影响。

举个例子，编写一个函数Swap(int x,int y)，目的是：调用Swap函数，实现两个数的值的交换。

我们很容易写出如下代码：

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#include <stdio.h>

void Swap(int x, int y);


int main(void) {
    int a = 1;
    int b = 2;
    printf("a is :%d ;b is: %d \n", a, b);
    Swap(a, b);
    printf("after swap ,a is :%d ;b is: %d \n", a, b);
    return 0;
}

void Swap(int x, int y) {
    printf("in swap function begin,x is :%d ;y is: %d \n", x, y);
    int temp = x;
    x = y;
    y = temp;
    printf("in swap function end,x is :%d ;y is: %d \n", x, y);
}

程序输出

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a is :1 ;b is: 2 
in swap function begin,x is :1 ;y is: 2 
in swap function end,x is :2 ;y is: 1 
a is :1 ;b is: 2 
in swap function begin,x is :1 ;y is: 2 
in swap function end,x is :2 ;y is: 1 
after swap ,a is :1 ;b is: 2

为什么a、b没有发生交换？因为形参x,y的值是从实参a，b的复制而来的，x，y有值后就和a，b没有关系了；

可以认为这里隐藏了一个赋值操作，即：

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int x =a; int y=b; //如果这样写，更容易弄清 x 与 a；y 与 b的关系了吧？对，他俩没关系。

函数参数的传递

  • 函数的参数值传递本质就只有一种：那就是值传递。
  • 地址传递，引用传递其实都是值传递。只不过因为根据他们带来的一些效果，人们特别这样称呼他们而已；
    • 就比如：打篮球，不管你做出什么动作最终效果就是进球。有人将跳起来直接将篮球灌入篮框这一酷炫动作特称为：灌篮！

我们可以通过断点调试的方式，来了解一下函数参数的值传递：

请注意，每次调试时变量的地址都有可能不同，我的电脑中变量的地址和你的电脑中变量的地址也几乎不会相同；当你调试时不要对这些差异感到焦虑。

在调用Swap函数前打上断点，观察到a、b的地址是：

a的地址 0x000000016b66b4c8

b的地址 0x000000016b66b4c0

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进入到Swap函数中，观察到x、y的地址是：

x的地址 0x000000016b66b49c

y的地址 0x000000016b66b498

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可以看到a、b的地址和x、y的地址不相同，那操作x、y影响的也只是x、y所在内存处的内容；与a、b没有任何关系了。

那么有什么办法，能实现调用Swap后交换a、b的值？方法不止一种，这里介绍一种：

函数参数传递方式之：地址传递

将a、b的地址传递给x、y；通过*x和*y 操作指定地址上的内存，就等于在操作函数外部的a、b。

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#include <stdio.h>

void Swap(int *x, int *y);


int main(void) {
    int a = 1;
    int b = 2;
    printf("a is :%d ;b is: %d \n", a, b);
    Swap(&a, &b);
    printf("after swap ,a is :%d ;b is: %d \n", a, b);
    return 0;
}

void Swap(int *x, int *y) {
    printf("in swap function begin,*x is :%d ;*y is: %d \n", *x, *y);
    int temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
    printf("in swap function end,*x is :%d ;*y is: %d \n", *x, *y);
}

观察a的地址 0x000000016cfcb4c8

观察b的地址 0x000000016cfcb4c4

image-20250810173651743

x存储的值是 0x000000016cfcb4c8 这个地址指向的就是变量a；y存储的值是 0x000000016cfcb4c4 这个地址指向的就是变量b。

最后程序输出：

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a is :1 ;b is: 2 
in swap function begin,*x is :1 ;*y is: 2 
in swap function end,*x is :2 ;*y is: 1 
after swap ,a is :2 ;b is: 1

如此一来，我们通过*x和*y进行交换变量的操作，就是对a、b本身进行的操作。

总结：

  • 函数的形参是实参值的拷贝、改变形参不会对实参产生影响；
  • 在函数内想要操作函数外的变量，可以将外部变量的地址传递进来。

思考：形参是实参值的拷贝，改变形参不会对实参产生影响；那上面例子中通过*x=*y;*y=temp;最终改变了外部变量a、b的值，不就和前面的“不会对实参产生影响”自相矛盾了么？

我的理解：并没有冲突，因为a、b并不是实参，而&a，&b才是实参

可以通过下面例子印证：形参的改变，不会影响实参–因为函数调用前后实参&a和&b的值没有变。

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#include <stdio.h>

void Swap(int *x, int *y);


int main(void) {
    int a = 1;
    int b = 2;
    printf("a address is :%p ;b address is: %p \n", &a, &b);
    Swap(&a, &b);
    printf("a address is :%p ;b address is: %p \n", &a, &b);
    return 0;
}

//现在函数内部 将x与y的值进行交换 这样x、y的值改变 并不会影响实参 &a 和 &b的值
void Swap(int *x, int *y) {
    printf("in swap function begin,x  is :%d ;y  is: %d \n", *x, *y);
    int *temp = x;
    x = y;
    y = temp;
    printf("in swap function end,x  is :%d ;y  is: %d \n", *x, *y);
}

输出：

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a address is :0x16f9374c8 ;b address is: 0x16f9374c4 
in swap function begin,x  is :1 ;y  is: 2 
in swap function end,x  is :2 ;y  is: 1 
a address is :0x16f9374c8 ;b address is: 0x16f9374c4