【笔记】【C语言】第七章 用函数实现模块化程序设计
- 函数的概念
- 函数的定义与调用
- 函数的递归调用
- 变量的作用域
- 函数的作用域
7.1 函数的作用
（1）函数的作用
将 较大的程序 划分为若干个 程序模块。每个模块实现一个特定的功能。
在高级语言中，用子程序实现模块功能。
函数间的调用关系：同一个函数可以被一个或多个函数调用任意次。
（2）
一个C程序 由一个或多个程序模块组成。
每个程序模块 作为一个源程序文件。
（3）
一个源程序文件 由一个或多个 函数以及其他内容（命令行、数据定义等）组成。
一个源程序文件 是一个编译单位。
（4）
C程序执行从main函数开始，在main函数结束。
函数之间平行。即定义时不能嵌套定义。
函数间不能嵌套定义。可以相互调用，但不能调用main函数。 （main函数由系统调用）
（5）
使用角度，分为：
- 标准函数（库函数）：由系统提供。
- 用户自己定义的函数
函数形式，分为：
- 无参函数
- 有参函数：主调函数 向 被调用函数 传递数据。
7.2 定义函数
（0）对函数功能的确立
（1）一般形式
类型标识符 函数名 ( 形式参数表列 ) { 声明部分 语句部分 return () ; }
（2）形式参数 实际参数 函数返回值
定义函数时，称为形式参数。在主调函数中调用时，称为实际参数。
return () ; 后的值作为函数带回的值（不需要函数返回值，可以不写return 语句）
在不同的函数间，传输数据——参数，返回值，全局变量
（3）
形参在未被调用时，不占存储单元。
只有在调用时，才被分配内存单元，调用结束后，所占的内存单元被释放。
（4）
实参可以使常量、变量、表达式。但要求有确定的值。
与形参的类型应该相同或者赋值兼容。
字符型与整型可以互相通用。
实参与形参对数据的传递是“值传递”。
（5）
函数的返回值应该属于某一个确定的类型。 若是定义时指定类型，应该符合。
在C语言中，凡是不加类型说明的函数，自动按 整型 处理。
若return 中表达式的值 与函数类型 不同，以函数类型为准。
7.3 函数调用
（1）一般形式：函数名（实参列表）
（2）对实参的求值顺序，各系统并不一致。
（3）调用方式：
- 函数（作为）语句
- 函数表达式
- 函数参数（实际同2）
（4）声明：把函数名和函数参数的个数及函数参数类型等信息通知编译系统，以便在遇到函数调用时，编译系统能正确认识函数并检查函数调用是否合法。
库函数：文件开头用#include 命令，将调用有关库函数时所需用到的信息“包含”到本文件中。
自己定义的函数：应在主调函数中 对被调函数作声明。
若被调函数定义出现在主调函数前，则不用声明。
（5）
C语言不能嵌套定义函数，但可以嵌套调用
（6）递归调用：
在调用一个函数的过程中，直接或间接地调用该函数本身，称为函数的递归调用。
基本条件：用于控制递归调用结束。每个递归函数必须至少有一个基本条件，能用非递归的计算方式得到。
一般条件：控制递归调用向着基本条件的方向转换。一般条件必须最终能转化为基本条件。
7.7 数组 作为函数参数
（1）数组元素 可以作为 实参，单向传递（值传递）。
（2）数组名 作为 实参。此时形参应当用数组名/指针变量。
可以不定义长度。
例如：
float average ( float arr[ ] , int n )
引用时：average ( a , a_len ) 或者 average ( &a[0] , a_len )
float average ( float arr[10] , int n )
float average ( float * g )
（3）多维数组名 作为 实参。
与初始化的规则较为相似，
（5）二维数组
如果对全部元素都赋初值，则定义数组时对第一维的长度可以不指定，但第二维的长度不能省。
int a［3］［4］或者 int a［］［4］
引用也是如此。
7.8 局部变量和全局变量
（1）内部变量：
在函数内部定义的变量。作用范围只有定义后 到 函数内部。
外部变量：
在函数外定义的变量。全局变量可以为 本文件 中的其他函数所共用。有效范围：定义位置 到 本源文件结束。
（2）不同函数中可以使用相同名字的变量，代表不同的对象。他们在内存中占用不同的单元。
（3）形参也是局部变量。
（4）在一个函数内部，可以在复合语句中定义变量，
这些变量只在本复合语句中有效，这种复合语句也称为“分程序”或“程序块”。
（5）建议限制使用变量，将函数做成封闭体。
①全局变量在程序的全部执行过程中，都占用 存储单元 。
局部变量尽在需要时才 开辟单元 。
②全局变量过多，会降低程序的清晰性，难以判断全局变量的值。
③降低了函数的通用性，移植函数时还需要移植有关的外部变量及其值。
④降低了可靠性，可能出现同名变量。
（非考试重点）
7.9 变量的存储类别
（1）从变量作用域（空间）角度，分为局部变量，全局变量。
从变量值存在的时间（生存期）角度，分为静态/动态存储方法。
（2）动态存储方式：在程序运行期间，根据需要进行动态的分配存储空间的方式
静态存储方式：在程序运行期间，由系统分配固定的存储空间的方式。
（3）存储空间分为：
- 程序区
- 静态存储区
- 动态存储区
（4）C中变量/函数 有两个属性：数据类型 和 数据的存储类别。
（5）存储类别：静态存储类 动态存储类：
自动的（auto） ：自动变量
函数中的局部变量，未声明static存储类别，都是动态分配存储空间，数据存储在动态存储区。
在调用该函数的时候，系统会给他们分配存储空间，调用结束，自动释放这些空间。
未赋值则值不确定，因为下次重新另外分配空间，分配的单元中的值是不确定的。
静态的（static）：
有时需要保留函数中局部变量的值，则指定该局部变量为“静态局部变量”。数据存储在静态存储区。
静态局部变量实在编译时进行赋值，往后函数调用时，每次重新进行一次赋值语句。
若是未定义初值，则编译时自动赋初值为0/空字符。
静态局部变量结束后仍存在，但其他函数不能引用他们。
寄存器的（register）：寄存器变量
一般情况，变量存储在内存中。当程序需要使用时，由控制器发出指令将内存中该变量的值送到运算器中。经过运算后，若要存储，再从运算器将数据送到内存中存放。
如果某变量使用频繁，则可以将局部变量的值存放在CPU中的寄存器中，需要时直接从寄存器中存取。
外部的（extern）：外部变量
作用域是从定义处开始，到本程序文件的末尾。用extern声明外部变量，以扩展外部变量的作用域。
（6）用static声明外部变量
外部变量，但只限于本文件引用。
static使全局变量局部化，局限于本文件内。
（7）变量的声明和定义
建立存储空间的声明，称为定义；不需要建立存储空间的声明，称为定义。（此处声明为狭义，指非定义性声明）
（8）存储类别小结：
从作用域分：
局部变量：
自动变量（离开函数，值就消失）
静态局部变量（离开函数，值仍保留）
寄存器变量（离开函数，值就消失）
全局变量：
静态外部变量（只限文本引用）
外部变量（允许其他文件引用）
从生存期分：
动态存储：
自动变量（本函数有效）
寄存器变量（本函数有效）
形式参数（本函数有效）
静态存储：
静态局部变量（函数内有效）
静态外部变量（本文件有效）
外部变量（其他文件可引用）
从变量值存储的位置区分：
内存中静态存储区：
静态局部变量
静态外部变量（函数外部静态变量）
外部变量（可为其他文件引用）
内存中动态存储区：
自动变量和形式参数
CPU中寄存器：
寄存器变量
7.10 内部函数 和 外部函数
（1）函数的本质是全局的，也可以指定函数不能被其他文件调用。
（2）内部函数：
一个函数只能被本文件中其他函数所调用。
static 类型标识符 函数名（形参表）
（3）外部函数：
可供其他文件调用。 默认外部函数。
extern 类型标识符 函数名 （形参表）
