《C程序设计语言（第2版·新版）》第4章函数与程序结构

函数功能：隐藏操作细节，结构更加清晰，降低修改难度；

4.1 函数基本知识

返回值类型函数名（参数声明表）

{

声明和语句

}

　　函数在源文件中出现的次序可以任意；

　　返回值类型省略则默认int；return可不带表达式，执行到最后右花括号也会返回：都是没有返回值的，合法，但未成功返回的“值”肯定是无用的；

　　程序可看做变量定义与函数定义的集合；函数通过参数、返回值和外部变量通信；

4.2 返回非整型的函数

　　函数与调用它的主函数在同一源文件中，并且类型不一致时，编译就会发现该错误；

　　隐式声明：如果未声明过的一个名字出现在某表达式中，并且其后紧跟左圆括号，那么上下文会认为这是一个函数名，其返回值会被假定为int，其参数不做任何假设；

　　return (表达式)；表达式的值返回时会被转换为函数类型，这可能会丢失信息有些编译器会警告，故可显示类型转换；

4.3 外部变量

　　C程序可看做一系列外部对象（包括变量和函数）构成；

　　外部变量定义在函数外；函数不允许定义在其它函数中，故每一个函数也是“外部的”；

　　？？（It）外部变量与函数默认具有“外部链接”性质：即使来自于单独编译的不同函数，通过同一个名字引用的都是同一个对象，据此函数可以借助外部变量通信，尤其函数需要共享大量信息时，同时也会使函数之间产生大量的数据联系，影响程序结构；

　　后面会介绍怎样定义只使用在一个源文件中的外部变量和函数；后面再讨论怎么把程序分割成多个源文件；

　　外部变量生存期：永久存在，两次函数调用之间保持不变；

　　函数共享的“栈”，可定义为外部变量，同时定义一个指针保存下一个空闲栈位置；

4.4 作用域规则

　　函数与外部变量可分开编译；一个程序可放在几个文件中；已编译过的函数可从库中加载；

　　作用域：程序中可以使用该名字的部分；局部变量（包括函数参数）作用域在函数内；外部变量或函数作用域从声明处开始，到其所在（待编译的）文件末尾结束，函数调用它们时无需声明直接用；

　　extern：如果要在外部变量定义之前使用它，或者定义与使用不在同一个源文件中，则声明中须强制使用extern；

　　？？外部变量声明与定义的区分：

　　放在所有函数外部的int sp；double val[MAX];定义外部变量sp及val，分配内存单元，同时作为该源文件其余部分的声明；

　　extern int sp；extern double val[MAX]为源文件其余部分声明了外部变量sp及val（数组长度可在其他地方确定），但是并未建立变量或者分配存储单元；

　　一个源程序的所有源文件中，一个外部变量只能在某个文件中定义一次；其他文件必须先进行extern声明后才能访问它；（？？也可在定义所在源文件进行extern声明）；外部变量初始化只能出现在其定义中；一个变量如果要先使用后定义，使用前也须extern声明一下；

4.5 头文件

　　实际程序中，考虑到其各部分可能分别来自单独编译的库，所以常常将源程序分割成多个源文件；

考虑定义和声明的共享问题：（It）尽可能在一个头文件中专门集中各个源文件共享/公共部分（宏替换、函数原型等，简洁易修改），然后在各个需要的源文件中通过include "~.h"包含进去；较大规模程序可能需要多个头文件；

4.6 静态变量

　　外部变量或函数的声明前加上static：该对象作用域限定为被编译源文件剩余部分，对其他文件不可见（同名也不会冲突）；

　　内部变量声明前加static：与自动变量一样只能在该函数内使用；不同之处在于不管该函数是否被调用，它一直存在一直占据存储空间，而非像自动变量那样随着函数的调用和退出而存在和消失；（It）该函数下次调用时可以使用上次调用留下的静态变量值，有时很有用（p57）;

4.7寄存器变量

　　在较高频使用的自动变量或函数形参的声明前可加register，编译器可以将它放入寄存器中从而加快速度，编译器也可以忽略此选项；

　　实际底层硬件情况的限制：每个函数只有少量某些类型的变量可保存于寄存器；过量寄存器声明是无害的，编译器会忽略过量或不支持的寄存器变量声明；

　　无论寄存器变量是否真的放在寄存器中，其地址总是不能访问的；

4.8 程序块结构

　　C语言不能在函数中定义函数，但可以在函数的程序块结构中定义变量；变量声明（包括初始化）可以紧跟在任何标识复合语句开始的左花括号之后，在与之匹配的右花括号之前一直存在，并且它与该程序块以外的同名变量无任何关系；

4.9初始化

　　不显式初始化：则外部变量和静态变量都将被初始化为0；自动变量和寄存器变量初值未定义（即无用信息）；

　　显式初始化：外部变量和静态变量=常量表达式，且只在程序开始前初始化一次；自动变量和寄存器变量每次进入函数或程序块时都将被初始化，且无需是常量表达式：可以包含之前已定义的值及函数调用；

　　数组的初始化：

int day[]={31,28,31,30,31,30,31,30,31,30,31};

　　忽略数组长度时，花括号中初始化表达式的个数将被编译器作为长度；数组长度多于个数，对外部变量、静态变量、自动变量，剩余未初始化的元素都将赋0；长度小于个数则出错；一个初始化表达式不能一次赋给多个元素；不能跳过前面元素直接初始化后面元素；

　　字符数组初始化：

char pattern[]="ould";等价于char pattern[]={'o','u','l','d','\0'};数组长度是5;

4.10 递归

　　函数可以直接或间接调用自身；

　　快排函数：void qsort(int v[], int left, int right) //p74

　　标准库中的qsort函数可以对任何类型的对象进行排序；

　　递归并不节省存储开销（必须在某个地方维护一个存储处理值的栈），执行速度并不快；但其代码紧凑易于编写和理解；对于树等递归定义的数据结构使用起来非常方便；

4.11 C预处理器

　　预处理器是编译过程中单独执行的第一个步骤；

文件包含：

#include "文件名" 或 #include <文件名>

　　源文件中任何形如上述的行都将被替换为文件名指定的内容；对""则在源文件所在位置查找该文件，对未找到或<>则按相应规则（与具体实现有关）查找；

　　#include指令常用来包含#define、extern声明、函数原型，在较大程序中这有利于避免错误；若某个被包含文件内容变化，显然所有依赖于它的源文件都必须重新编译；

宏替换：

宏定义：#define 名字替换文本

　　名字命名同变量，替换文本可以是任意字符串；替换文本需分行，则在待续行尾加\；作用域从定义点到源文件末尾；宏定义可以使用前面出现的宏定义；替换只对记号（即不在字符串内也不是某名字的一部分）有用；

　　带参数的宏定义，例如：

#define max(A, B) ((A)>(B) ? (A) : (B))

　　使用需谨慎：适当用圆括号以保证计算顺序正确；考虑表达式的例如自增自减等副作用；

　　宏的价值：函数(如getchar)被定义为宏，可避免调用函数所需运行时的开销；

#undef 名字可取消宏定义；

　　？？名字中的形参不能用带引号字符串替换，若需要，则在替换文本中给参数前加上#;

　　预处理运算符##：若替换文本中形参与它相邻，则形参被实参替换的同时##及其前后空白符会被删除，替换后的结果会重新扫描；此法可连接实际参数，例如：

#define paste(front, back) front ## back

则宏调用paste(name, 1)将建立记号name1;

条件包含：

#if-#elif-#else-#endif

　　其中判断表达式必须是常量整型表达式（且不包含sizeof、(type)、enum量），可以是defined(名字)表达式（可用来避免重复包含某一名字或文件，多文件都使用这一方式，将不必考虑各个头文件之间的依赖关系）；

#ifdef与#ifndef：专门测试某个名字是否已定义，例如：

#ifndef HDR

#define HDR

//放hdr.h的内容

#endif

它等价于

#if !define(HDR)