c语言函数大全及详解（怎么学编程从零开始学）

这篇文章我们来介绍一下 C 语言中一个非常重要的概念 - 函数（function）。首先就要先给函数下一个定义，函数就是完成特定任务的独立代码单元，这也就是说，一个函数肯定是要为了完成某种功能的，比如一个函数它能够执行加法运算，比如一个函数能交换两个数的值，还有一些函数可能只是为了打印某些东西等等。

函数也可以把很多大的任务拆分成一个个小的任务，通过设计每个小的任务来完成一个大的功能。一个设计优良的函数能够把程序中不需要了解的细节隐藏起来，从而使整个程序结构更加清晰，降低程序的修改难度。

C 语言程序由许多小的函数组成，一个程序会被保存在多个源文件中，每个文件可以单独编译，并可以与库中已编译过的函数一起加载。

下面我们通过一个例子来讨论一下函数是如何创建并使用的。

函数创建以及使用

函数的创建和使用会分为三个步骤：

函数原型 ( function type )：这个是创建函数定义，也叫函数声明，能够表明一个文件中有哪些函数。
函数调用 ( function call )：调用函数的位置，函数被定义出来肯定是要使用它的，在哪里使用的这个函数就被称为函数调用。
函数定义 ( function definition )：这个就是函数的具体要*什么事儿，也就是函数的具体逻辑是什么。

这么一看，函数和变量简直一模一样了，函数需要原型、调用和定义，而变量也需要这些，只不过变量还可以把原型和定义一起表示。

#include <stdio.h> int num; // 变量原型 int sum(int,int); // 函数原型 int main(void){ num = 12; // 变量定义 int num2 = 11; // 函数原型函数定义 int all = sum(num,num2); // 变量使用，函数使用 printf("all = %d",all); return 0; } // 函数定义 int sum(int a,int b){ return a b; }

上面这段代码很好的列举了变量的定义以及函数的定义。

我们首先定义了一个 num 变量，这个就是变量的原型，然后在 main 函数中使用这个变量，就是变量的定义和使用，当然变量也可以直接使用原型定义的方式（上面的 num2 ），sum 函数演示了函数的原型、定义和使用。这里注意一点，main 函数比较特殊，它是所有方法的入口，而且 main 函数无需定义原型就能直接使用。

上面这段代码被一起保存在一个文件中，当然你也可以把它们保存在不同的文件中，只不过把它们放在同一个文件中我们在演示的时候比较方便，还有一点就是能够一起进行编译，这两个函数也可以定义在不同的文件中，分别进行编译，这样的好处是使程序更加易于维护，代码读起来更加顺畅，事实上项目中也是采用的单独编译的方式。当然你也可以把所有的功能都写在 main 函数中，只不过这样不易于维护，也不符合项目开发标准。

一个完整的函数定义形同如下：

返回值类型函数名(参数列表) { 函数体(函数的具体功能) }

注意我们上面说的只是一个完整的函数定义，而不是每个函数必须都要有返回值类型、参数列表、函数体，只有函数名是必须的（这个肯定好理解）。

当然也有函数定义出来什么都没有做，这就相当于是一个空函数，C 语言默认是允许空函数出现的，比如下面函数就是一个空函数。

sort(){}

sort 函数不执行任何操作也不返回任何值，这种函数可以在程序开发期间用于保留位置，留待以后再填充代码。

程序其实就是一些变量和函数的集合，函数之间的通信可以通过函数参数、返回值来进行，函数通过传递参数，进行一系列的逻辑计算后，把返回值返回回去，以此达到函数交流、通信的目的。

对于函数来说，我们需要了解的两个关键点是参数列表和返回值。

函数参数

对于上面的 sum 函数来说，它的函数参数有两个，分别是 int 类型的 a 和 b，像这种在函数定义的括号中的变量被称为函数参数，这两个变量 a 和 b 也叫做形式参数，简称形参。

和定义在函数中的变量一样，形式参数也是局部变量，这些都属于函数私有的，作用域范围都是从进入函数开始起作用到函数执行完成后作用结束。

当函数接受参数时，函数原型用逗号分隔的列表指明参数的数量和类型，函数原型中你可以使用下面方式定义。

int sum(int a,int b); // 函数原型

也可以省略具体的变量名称，使用下面这种方式进行定义。

int sum(int,int); // 函数原型

在函数原型中没有定义变量，只是声明了两个 int 类型的参数。

除了形参之外，还有一个叫做实际参数 ( 实参 ) 的概念，就对应于上面代码中的 sum(num,num2)，因为在调用 sum 的时候是知道 num 和 num2 的具体值的，像这种在调用函数中对参数进行传值的参数被称为实参。

简单点来说就是形式参数是被调用函数中的变量，实际参数是调用函数赋给被调函数的具体值。实际参数可以是常量、变量，或甚至是更复杂的表达式。

被调函数不知道也不关心传入的数值是来自常量、变量还是一般表达式。实参在把值传递给函数的时候，其实是把值拷贝给被调函数的形式参数，所以无论被调函数对拷贝数据进行什么操作，都不会影响主调函数中的原始数据。

如下代码所示

#include <stdio.h> int num; // 变量原型 void sum(int,int); // 函数原型 int main(void){ num = 12; // 变量定义 int num2 = 11; // 函数原型函数定义 sum(num,num2); // 变量使用，函数使用 printf("num = %d, num2 = %d",num,num2); return 0; } // 函数定义 void sum(int a,int b){ int sumAll = a b; printf("sumAll = %d\n",sumAll); }

从输出结果可以看出，只要把值传递给 sum 后，不论 sum 函数内部进行何种处理，都不会影响 main 函数中 num 和 num2 的值。

函数返回值

我们上面说过函数之间的通信可以通过函数参数、返回值来进行。函数参数的传递方向是由函数调用者 -> 被调函数，而函数返回值的方向是和参数传递的方向相反，也就是被调函数 -> 函数调用者。

c语言函数大全及详解,怎么学编程从零开始学(1)

当然并不是所有的函数都需要返回值，而且 return 语句后面也不一定需要表达式，当 return 语句后面没有表达式时，函数不会向调用者返回值。返回值会通过

return 表达式

进行返回，这个返回值的表达式类型和函数定义的返回值类型是一致的。

我们还用上面的 sum 函数来举例子

int sum(int a,int b){ return a b; }

可以看到，sum 函数的表达式返回了 a b，这其实就是一个表达式。而我们可以看到上面的 int main 方法，它的返回值是 0 ，这就是返回了一个常量。

return 后面可以不返回任何值，只是单独写一个 return 也是允许的，不过这种方式相当于没有返回任何值，所以它的函数类型可以定义为 void ，如下代码所示：

// 函数定义 void sum(int a,int b){ int sumAll = a b; printf("sumAll = %d\n",sumAll); return ; }

使用 return 语句的另外一个作用是终止函数的执行，强制把控制返回给调用函数，如下代码所示：

// 函数定义 int sum(int a,int b){ int sumAll = a b; printf("sumAll = %d\n",sumAll); if(a b > 0){ return sumAll; }else{ return 0; } }

如果 a b 的值大于 0 的话，会直接返回 a b 的和，否则为 0 。这个 if 的控制流程就是强制把结果返回给函数调用者。如果在 if 控制流程后面添加代码的话，那么这段代码不会执行，但是编译却没有给出警告。

c语言函数大全及详解,怎么学编程从零开始学(2)

在 Java 编辑器中，如果最后一行代码出现在 return 强制返回后面的话，编译器会给出警告或者错误提示这行代码不会被执行。

函数类型

这里需要再强调一下函数类型，定义函数的时候需要声明函数的类型，带返回值的函数类型与返回值类型相同，没有返回值的函数应该将其定义为 void 类型。在老版本的 C 编译器中，如果你没有声明函数类型，编译器会默认把函数当做 int 类型来处理，不过这都是早期的事儿了，现在 C 标准不再支持默认函数为 int 类型这种情况。

在编写函数的时候，你就需要考虑好函数的具体功能是什么，也就是这个函数做了哪些事情，需不需要返回值，如果需要返回值的话，它的返回类型是什么。

函数声明

如果大家学过 Java ，可能对 C 这种先声明再定义的方式很不习惯，为什么函数在定义前需要再单独声明一下呢？我直接定义函数不声明行吗？答案肯定是不行的。

这个先声明再使用一直是 C 语言的标准，标准没有为什么，这就是一个标准，但是这个标准却是一个历史遗留问题。

上世纪 70 年代，大部分计算机内存很小，处理速度也比较差，所以导致代码的运行>时间很长，效率很差，这时候进行我们就需要考虑内存占用和编译时间的问题。因为 C 语言开发的比较早，而且 C 又是和硬件直接打交道的，所以提前声明一下函数能够提前分配内存空间，提升效率。说白了还是效率问题。

还有为什么 C 语言不选择采用预编译一下呢？

参考自 https://www.zhihu.com/question/20567689

首先，C语言出现的很早，那时候编译器也是一个很复杂的东西，当时计算机的内存、外存都很小，编译器做的太大也是一个麻烦的事情，所以事先声明就成为一种规范，保留下来，目的是为了让编译器更简单，虽然这一切已经很过时了。

其次，预编译的成本很高，与脚本语言、解释语言不同，C语言项目的规模可以很大，比如操作系统一级的C语言工程，其源文件有几万个，涉及全局符号几十万个，这样规模的项目预编译一次的负担是很高的，如果是整个项目完全扫描一遍，遍历所有全局符号，再进行真正的编译，估计很多码农都会疯了，等待时间会特别长。

再次，C语言是一种静态链接的语言，如果一个项目被设计成只编译，不链接的方式，比如有些库就会被设计成这样，有些合作开发的项目里，组员之间有时候也只提供obj文件，那么某些全局符号可能就不包含在现有的代码里，那么预搜索就一定找不到某些符号，那么该怎么办？如果不提供声明，这个代码就没办法编译了。

基于以上几点考虑，所以C语言才设计成这样，对于开发者而言，不算友好，但也不算很糟糕，甚至在某些方面是有好处的。

对于一个函数来说，它的最终目的就是通过一系列的逻辑处理获得我们想要的结果，逻辑处理离不开各种程序控制语句，比如说 While 、for、do while 等，下面我们就要来讨论一下这些程序控制语句。

程序控制语句

在有些时候的某些程序可能会重复做一件事情，就应该让计算机做这些重复性的工作，这才是我们需要计算机的意义。毕竟，需要重复计算是使用计算机的主要原因。

C 语言中有很多用于重复计算的方法，我们下面先来介绍其中的一种 --- while 循环。

while 循环

下面我们通过一段代码来看一下 while 循环的使用。

#include <stdio.h> int main() { int i = 1; while (i <= 10) { printf("%d\n", i); i ; } return 0; }

这段代码首先声明了一个 i 变量，然后使用了 while 循环来判断 i 的值，当 i 的值 <= 10 的时候，就会执行 while 中的循环逻辑，否则即 i > 10 就会直接跳过循环，不会输出任何结果就直接返回 0 。

如果 i 的值在 10 以内，就会循环打印出来 i 的值。这就是 while 循环的作用。

用通俗易懂的语句来描述 while 循环：当某个判断条件为 true 的时候，循环执行 while 中的代码块。

流程图如下：

c语言函数大全及详解,怎么学编程从零开始学(3)

在 while 循环中的一个关键点就是进入 while 循环的判断，上面代码就是判断 i <= 10 ，这个表达式是关系运算符的一种。

while循环经常依赖测试表达式作比较，这样的表达式被称为关系表达式，出现在关系表达式中间的运算符叫做关系运算符，下表是我们经常使用到的关系运算符。

运算符说明<小于<=小于或等于==等于>=大于或等于>大于!=不等于

这些运算符会不单单会出现在 while 循环中，实际上任何逻辑控制语句都会使用到这几种运算符。

这里需要说明一点，不能用关系运算符来比较字符串，比如 ch != '@' 。
虽然关系运算符可以用来比较浮点数，但是要注意：比较浮点数时，尽量只使用 < 和 > 。因为浮点数的舍入误差会导致在逻辑上应该相等的两数却不相等。例如，3乘以1/3的积是1.0。如果用把1/3表示成小数点后面6位数字，乘积则是 .999999，不等于 1。

for 循环

for 循环一个非常明显的特征就是把三个行为组合在一处，也就是初始化、判断、更新，如下代码所示。

#include <stdio.h> int main() { for(int i = 1;i <= 10;i ){ printf("%d\n", i); } return 0; }

可以看到，上面代码中 for 循环分别做了三件事情，每个表达式用 ; 进行分隔。