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3.2024-02-17-物联网C语言(3-函数)2024-02-17

3.函数

3.1 函数的概念

函数是c语言的功能单位，实现一个功能可以封装一个函数实现。

定义一个函数的时候需要一切以功能为目的，根据功能去定义函数的参数和返回值。

3.2 函数的分类

3.2.1 从定义角度分类

库函数（c库实现）
自定义函数（程序员自定义函数）
系统调用（操作系统实现的函数）

3.2.2 从参数的角度分类

有参函数

函数是有形参的，可以是一个，也可以是多个，参数的类型完全取决于函数的需要
```
 int fn(int a,float b,double c){
    
}
```
无参函数

函数没有参数，在形参列表的位置写个void，或者什么都不写
```
 int fn(void){
    
}
 
// 或者
int fn(){
    
}
```
从返回值角度分类
1. 带返回值的函数
  
  在定义函数的时候，必须带着返回值的类型；在函数体内部，必须有return；
  
  如果没有返回值类型，默认返回整型。
2. 没有返回值的函数
  
  在函数定义的时候，函数名字前面加上void，在函数返回的时候不需要写ruturn;

3.3 函数的定义

 返回值类型 函数名(形参列表){
    函数体
}

注意：

函数名是标识符，需要满足标识符的命名规则
形参可以用，也可以没有，但是即使没有，函数名字后面必须加上括号
函数体上下位置必须有大括号
形参必须带类型
如果要返回函数执行的结果，也就是返回值，则return后面跟的变量值或者值，必须与函数名左边的返回值类型一致

 #include <stdio.h>
 
int main(){
 
    printf("hello world");
    return 0;
}

3.4 函数的声明

概念

对已经定义的函数进行说明
为什么要声明？

有些情况下，如果不对函数进行声明，编译器在编译的时候，可能不认识这个函数

因为编译器在编译的c程序的时候，是从上往下编译的。
声明的方法
1.主调函数和被调函数在同一个c文件中的时候
1. 被调函数在主调函数之上，就不需要声明；
2. 被调函数在主调函数之下，就需要声明。
```
 #include <stdio.h>
 
// 被调函数在主函数的下方
// 声明函数
int myfun();
 
int main(){
   myfun();
}
// 定义函数
int myfun(){
   printf("hello world!");
   return 0;
}
```
2.主调函数和被调函数不在同一个c文件中的时候
1. 直接声明法
将被调用的函数第一行拷贝过去，后面加上分号，前面加上extern
1. 间接声明法
将函数声明放在头文件中，.c程序包含这个头文件即可

3.5 函数的调用

函数的调用方法

带返回值：变量 = 函数名(实参列表)
不带返回值：函数名(实参列表)

 #include <stdio.h>
 
// a,b为形式参数
func(int a, int b)
{
    printf("两数之和为： %d", a + b);
}
 
int main(int argc, char const *argv[])
{
    /* code */
    int c = 1, d = 10;
    // c,d为实参
    func(c, d);
}

输出结果：

 两数之和为： 11

3.6 函数总结

在定义函数的时候，关于函数的参数和返回值是什么情况，完全取决于函数的功能。

当编写函数的时候，不要一开始就想着如何传参和返回值应该是什么。而是在编写代码的途中，发现需要使用某些值，此时发现这些参数不存在，就需要使用传参了。

当函数编写完成后，考虑需要将返回值给其他函数进行使用，此时需要考虑返回值。

使用函数的优势

定义一次，可以多次调用，减少代码的冗余度
代码模块化，方便调试和调用，且阅读修改方便

3.7变量的存储类别

3.7.1 内存的分区

内存：物理内存和虚拟内存

物理内存：实实在在的存储设备

虚拟内存：操作系统虚拟出来的内存

操作系统会在物理内存和虚拟内存之间做映射，在32位系统下，每个进程的寻址范围是4G，0x00000000 ~ 0xffffffff

在写应用程序的时候，能够看到的都是虚拟内存。

在32位系统中，虚拟内存被分为两个部分：3G的用户空间 + 1G的内核空间。

其中，用户空间是当前进程私有的，而内核空间是所有进程共有的。
在运行程序的时候，操作系统会将虚拟内存进行分区

堆：在动态申请内存的时候，在堆里开辟空间

栈：主要存放局部变量

静态全局区：
1. 未初始化的静态全局区：
  
  静态变量（定义变量的时候，加上static修饰）
  
  全局变量，没有初始化的，存储在该区
2. 初始化的静态全局区
  
  全局变量、静态变量，赋初始值的存放在该区
代码区：存放代码

文字常量区：存放常量

3.7.2 普通全局变量

概念：在函数外部定义的变量

 int num = 100;
int main(){
    return 0;
}

作用范围：

全局变量的作用范围是程序所有的地方
使用之前需要声明，声明方法extern int num
声明的时候不要赋值
如果不赋初始值，默认为0

 #include <stdio.h>
 
int num=666;
 
int main()
{
    printf("num = %d", num);
    return 0;
}

输出结果

 num = 666

3.7.3 静态全局变量

概念：定义全局变量的时候使用static修饰

范围：只能在它定义的.c文件中使用。

生命周期：在程序的整个运行过程中一直存在

 #include <stdio.h>
 
static int num;
 
int main(){
    printf("num = %d\n", num);
    num++;
    printf("num = %d", num);
    return 0;
}

输出结果：

 num = 0
num = 1

3.7.4 普通局部变量

概念：在函数内部定义的，或者符合语句中定义的变量

 int main(){
    int num; // 普通局部变量，不进行初始化，其值是随机值
}

作用范围：在函数定义的变量，只能在函数内部使用；在复合语句中定义的变量，只能在复合语句中有效；

生命周期：在函数调用前，局部变量不占用空间；调用函数时，才开始为局部变量开辟空间；函数结束时，局部变量空间释放。

 #include <stdio.h>
 
int myfun(){
    int num = 100;
    printf("num = %d\n", num);
    return 0;
}
 
int main(){
    myfun();
    return 0;
}

输出结果

 num = 100

3.7.5 静态局部变量

概念：定义局部变量的时候，前面加上static修饰

作用范围：在它定义函数或者符合语句中有效

生命周期：第一次调用函数的时候，开辟空间赋值；函数结束后，不释放；以后在调用函数的时候，就不再开辟空间或者赋初始值，而是直接使用以前的那个变量

 #include <stdio.h>
 
int myfun()
{
    static int num; // 静态局部变量,不赋初始值，即为0
    printf("num = %d\n", num++); // 存储空间不变，而且只初始化一次，函数结束，空间不释放
    return 0;
}
 
int main()
{
    myfun();
    myfun();
    myfun();
    return 0;
}

输出结果

 num = 0
num = 1
num = 2

类型	不赋初始值时的值为
普通局部变量	随机值
静态局部变量	0
普通全局变量	0
静态全局变量	0

3.7.6 外部函数

普通函数即为外部函数，函数可以在程序的任意一个文件中调用。

在分文件编程中，只需要将函数的实现过程写在指定的.c文件中，然后将其声明写在指定的.h文件中，其他文件只要包含这个头文件，都可以使用这个外部函数。

3.7.7 内部函数

内部函数也称为静态函数，返回值类型前面加上static修饰。

作用范围：内部函数只能在定义其函数的.c文件中使用

外部函数与内部函数的区别：外部函数可以在任意地方使用，内部函数仅能在所定义的.c文件中使用

注意：

在同一作用范围内，不允许变量重名
作用范围不同可以重名
局部范围内，重名的全局变量不起作用（就近原则）

 int num = 100;
int main(){
    int num = 999;
    // 这个函数中使用num，会取num =999;
    return 0;
}
// 在这个区域使用num，会取num = 100；

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3.1 函数的概念

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3.2.1 从定义角度分类

3.2.2 从参数的角度分类

3.3 函数的定义

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3.7变量的存储类别

3.7.1 内存的分区

3.7.2 普通全局变量

3.7.3 静态全局变量

3.7.4 普通局部变量

3.7.5 静态局部变量

3.7.6 外部函数

3.7.7 内部函数

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	#include <stdio.h>

	int main(){

	printf("hello world");
	return 0;
	}

	#include <stdio.h>

	// 被调函数在主函数的下方
	// 声明函数
	int myfun();

	int main(){
	myfun();
	}
	// 定义函数
	int myfun(){
	printf("hello world!");
	return 0;
	}

	#include <stdio.h>

	// a,b为形式参数
	func(int a, int b)
	{
	printf("两数之和为： %d", a + b);
	}

	int main(int argc, char const *argv[])
	{
	/* code */
	int c = 1, d = 10;
	// c,d为实参
	func(c, d);
	}

	#include <stdio.h>

	int num=666;

	int main()
	{
	printf("num = %d", num);
	return 0;
	}

	#include <stdio.h>

	static int num;

	int main(){
	printf("num = %d\n", num);
	num++;
	printf("num = %d", num);
	return 0;
	}

	int main(){
	int num; // 普通局部变量，不进行初始化，其值是随机值
	}

	#include <stdio.h>

	int myfun(){
	int num = 100;
	printf("num = %d\n", num);
	return 0;
	}

	int main(){
	myfun();
	return 0;
	}

	#include <stdio.h>

	int myfun()
	{
	static int num; // 静态局部变量,不赋初始值，即为0
	printf("num = %d\n", num++); // 存储空间不变，而且只初始化一次，函数结束，空间不释放
	return 0;
	}

	int main()
	{
	myfun();
	myfun();
	myfun();
	return 0;
	}

	int num = 100;
	int main(){
	int num = 999;
	// 这个函数中使用num，会取num =999;
	return 0;
	}
	// 在这个区域使用num，会取num = 100；

	int fn(int a,float b,double c){

	}

	int fn(void){

	}

	// 或者
	int fn(){

	}

	返回值类型函数名(形参列表){
	函数体
	}