《C++新经典》第7章 函数
可复用代码，实现相对独立和短小的功能。
7.1 函数的基本概念和定义
7.1.1 函数的基本概念
常用功能模块编写成函数，减少重复代码工作量。
C程序，由一个主函数（main函数，函数入口）和若个其他函数构成，主函数调用其他函数，其他函数互相调用。
#include <stio.h>
void printhello() {
print("hello\n");
}
int main() {
printhello();
printhello();
return 0;
}
- 源代码文件包含一到多个函数；
- 诸多函数分别放到多个源代码文件中；
- C程序从main函数开始，main函数结束。
- 函数不能嵌套定义；
- 函数分为库函数和自定义函数。
7.1.2 函数的定义和返回值
调用函数时，接收传递进来数据的变量，叫做函数参数。
- 函数定义：
返回类型 函数名(形式参数列表) { //{}内为函数体
一或多条语句;
return 返回值;
}
//调用函数时，函数形参会分配内存，调用结束时，形参内存会被释放，形参只在函数内部使用
//函数调用时，传递给函数的参数是实参，可以是变量、常量、表达式
//实参，形参，单向值传递
- 无返回类型无形参
void printhello() {
print("hello\n");
return;//可有可无
}
- 有返回类型有形参
int add(int a, int b) {
int sum = a+b;
return sum;
}
7.2 函数调用方式和嵌套调用
7.2.1 函数调用的一般形式
函数名(实参列表);
7.2.2 函数调用的方式
- 函数调用作为语句
printhello();
- 函数表达式
int result = add(1, 2);
- 函数调用作为另一个函数调用的参数
resultt = add(add(1, 2), 3);
调用函数前先声明该函数
- 函数声明的一般形式：
返回类型 函数名(形参列表);
- 函数声明：
void printhello();
int add(int, int);
- 函数定义：
void printhello() {
printf("hello\n");
}
int add(int a, int b) {
return a+b;
}
- 函数调用：
printhello();
int result = add(1, 2);
7.2.3 函数的嵌套调用
c语言函数平行独立，不允许内部嵌套定义，但可以嵌套调用。
- 错误定义
void outFunc() {
printf("outFunc\n");
void inFunc() {
printf("inFunc\n");
}
}
- 正确定义
void outFunc() {
printf("outFunc\n");
}
void inFunc() {
printf("inFunc\n");
}
7.3 函数递归调用
7.3.1 函数递归调用的定义
函数递归调用，是函数自己调用自己的嵌套调用，必须有递归结束条件（递归调用的出口）。
函数调用时，分配固定有限内存保存信息（局部变量，函数参数，函数调用关系等），超过内存大小，程序执行崩溃或异常退出。
7.3.2 函数递归调用的出口
无出口，则递归调用死循环，程序资源耗尽，运行崩溃或异常退出。
int func(int n) {
if(n <= 1)
return 1;
else
return func(n-1) * n;
}
7.3.3 递归优缺点及必要性
优点：代码少，简洁，精妙。
缺点：
- 理解有难度。
- 若调用层次太深，调用栈（保存函数调用关系等用到的内存）可能会溢出，程序运行不正常。
- 效率和性能不高，深层次调用，调用中间保存内容多。
必要性：不常用，但有些地方不得不用。
递归存在直接调用（只有一个函数）和间接调用（多函数间相互循环调用）。
7.3.3 递归的实际运用
计算本方人员能移动到的所有位置，上下左右格子方向，遇到敌方不能移动，有移动力限制。
//两个出口条件，是否存在可移动格子，是否有剩余移动力
int posx=6, posy=8; //当前位置
int value = 40;//剩余移动力
void allPos(int posx, int posy, int value) {
if(上边存在格子) { //有格子且未到达过
if(上边能走) { //没敌人，有足够移动力
记录能走位置;
扣除适当移动力;
记录当前位置; //避免重复
allPos(上边位置，扣除后的移动力); //递归调用
}
}
if(下边存在格子) { //有格子且未到达过
if(下边能走) { //没敌人，有足够移动力
记录能走位置;
扣除适当移动力;
记录当前位置; //避免重复
allPos(下边位置，扣除后的移动力); //递归调用
}
}
if(左边存在格子) { //有格子且未到达过
if(左边能走) { //没敌人，有足够移动力
记录能走位置;
扣除适当移动力;
记录当前位置; //避免重复
allPos(左边位置，扣除后的移动力); //递归调用
}
}
if(右边存在格子) { //有格子且未到达过
if(右边能走) { //没敌人，有足够移动力
记录能走位置;
扣除适当移动力;
记录当前位置; //避免重复
allPos(右边位置，扣除后的移动力); //递归调用
}
}
}
7.4 数组作为函数参数
7.4.1 数组元素作为函数实参
数组元素当作普通变量使用。
int max(int x, int y) {
if(x > y)
return x;
return y;
}
int main() {
int a[10];
a[1] = 5;
a[5] = 8;
max(a[1], a[5]);
return 0;
}
7.4.2 数组名作为函数实参
数组名（数组指针），代表数组首地址，函数传递数组名时传递的是地址，“地址传递”，能够修改元素值。
void changeValue(int b[8]) { //int b[]，int *b，int b[22]，大小无意义
b[2] = 15;
}
int main() {
int a[8];
a[2] = 12;
changeValue(a);
return 0;
}
7.4.3 多维数组作为函数实参
可以省略第一维大小，不能省略第二维大小。（二维数组）
void changeValue(int b[5][8]) { //int b[][8]
b[0][2] = 15;
}
int main() {
int a[5][8];
a[0][2] = 12;
changeValue(a);
return 0;
}
7.5 局部变量和全局变量
7.5.1 局部变量
函数内部定义的变量，只在本函数内使用。
void func(int value) {
int x;
x = value;
}
int main() {
int x;
int value =12;
func(value);
{ //程序块，复合语句；内部变量等价于局部变量
int x = value;
}
return 0;
}
//不同函数内变量名可以相同，互不影响
//形参也是局部变量
7.5.2 全局变量
函数外定义的变量称为全局变量（外部变量）。
优点：增加函数间数据联系的渠道。增加函数间直接传递数据的通道，各个函数都能修改全局变量的值。
缺点：
- 必要时才使用。全局变量在程序整个执行期间一直占据内存。
- 降低函数通用性，依赖全局变量的函数迁移时，相关全局变量也要迁移，若遇到同名全局变量，比较麻烦。
- 到处全局变量，降低程序清晰性和可读性。多个函数都能改变全局变量值，难以判断瞬间全局变量的值。
int c;
void changeValue() {
c = 12;
}
int main() {
c = 1;
printf("c=%d\n", c);
changeValue();
printf("c=%d\n", c);
return 0;
}
- extern外部变量说明时，可以引用后面或其他文件定义的全局变量。全局变量定义时可初始化，全局变量说明（extern）时不可赋初值。
extern int c; //全部变量说明
void changeValue() {
c = 12;
}
int main() {
printf("c=%d\n", c);
changeValue();
printf("c=%d\n", c);
return 0;
}
int c = 15; //全局变量定义时初始化
- 全局变量（外部变量）定义与说明。定义一次，所有函数之外，定义时分配内存，可初始化。说明可多次（不分配内存），函数内部也可说明（一般极少），已在外部定义过该变量，仅仅是引用该变量的“声明”。
void changeValue1() {
extern int c; //全部变量说明
c = 12;
}
void changeValue2() {
extern int c; //全部变量说明
c = 10;
}
int c = 15; //全局变量定义时初始化
int main() {
printf("c=%d\n", c);
changeValue1();
printf("c=%d\n", c);
changeValue2();
printf("c=%d\n", c);
return 0;
}
- 同一源文件中，局部变量会覆盖同名全局变量的作用范围。
extern int c; //全部变量说明
void changeValue() {
int c = 12;
}
int main() {
printf("c=%d\n", c);
changeValue();
printf("c=%d\n", c);
return 0;
}
int c = 15; //全局变量定义时初始化
- 一个源文件定义的全局变量，需要在其他源文件中使用，extern做外部变量说明即可。
func.c
int c = 11;
func2.c
extern int c;
void changeValue() {
c = 22;
}
7.6 变量的存储引用和内外部变量
7.6.1 变量的存储类别
变量作用域划分局部变量和全局变量，变量存在的时间（生存期）划分静态存储变量和动态存储变量。
- 静态存储方式，程序运行（编译？）期间分配固定存储空间的方式。
- 动态存储方式，程序运行期间根据需要进行动态分配存储空间的方式。
存储空间主要分为三个部分：程序代码区、静态存储区、动态存储区。
全局变量和静态局部变量放在静态存储区，占据固定存储单元（静态），不是动态分配和释放。程序开始时分配存储区，完毕后释放。
动态存储区存储数据：
- 函数形参，视作局部变量。
- 局部变量，函数内定义变量（不包括静态局部变量）。
- 函数调用时调用现场的一些数据和返回地址等。
这些数据在函数调用开始时分配空间，函数调用完毕后释放空间（动态）。
7.6.2 局部变量存储方式
- 一般局部变量，动态分配。
- 静态局部变量，编译时只赋初值一次（默认0），程序运行期间不释放，长期占用内存，降低程序可读性。
7.6.3 全局变量跨文件引用
extern可用于函数内或函数外声明全局变量。
static可用于定义静态全局变量，只用于本文件中。
7.6.4 函数跨文件调用
- 内部函数（静态函数）
只能被本文件中其他函数调用。
static 返回类型 函数名(形惨列表) {}
- 外部函数
能被本文件中和其他文件中函数调用。
返回类型 函数名(形惨列表) {}
7.6.5 static使用
- 静态局部变量，编译时默认初始化为0（可定义时初始化）。
void func() {
static int value = 1;
}
- 静态全局变量，只能本文件中使用。
static int value = 1;
- 静态函数（内部函数），只能本文件中使用
static void func() {}
