第7章 C语言函数总结
main是函数定义，不是函数调用。当可执行文件加载到内存后，系统从 main 函数开始执行，也就是说，系统会调用我们定义的 main 函数。(个人：这一点和java一样，Python的话，需要我们自己调用，if __name__ == "__main__":)
原则上讲，实参的类型和数目要与形参保持一致。如果能够进行自动类型转换，或者进行了强制类型转换，那么实参类型也可以不同于形参类型，例如将 int 类型的实参传递给 float 类型的形参就会发生自动类型转换。
C语言不允许函数嵌套定义；也就是说，不能在一个函数中定义另外一个函数，必须在所有函数之外定义另外一个函数。main() 也是一个函数定义，也不能在 main() 函数内部定义新函数。
当主调函数遇到被调函数时，主调函数会暂停，CPU 转而执行被调函数的代码；被调函数执行完毕后再返回主调函数，主调函数根据刚才的状态继续往下执行。 一个C语言程序的执行过程可以认为是多个函数之间的相互调用过程，它们形成了一个或简单或复杂的调用链条。这个链条的起点是 main()，终点也是 main()。当 main() 调用完了所有的函数，它会返回一个值（例如return 0;）来结束自己的生命，从而结束整个程序。 函数是一个可以重复使用的代码块，CPU 会一条一条地挨着执行其中的代码，当遇到函数调用时，CPU 首先要记录下当前代码块中下一条代码的地址（假设地址为 0X1000），然后跳转到另外一个代码块，执行完毕后再回来继续执行 0X1000 处的代码。整个过程相当于 CPU 开了一个小差，暂时放下手中的工作去做点别的事情，做完了再继续刚才的工作。
所谓声明（Declaration），就是告诉编译器，我要使用这个函数，你现在没有找到它的定义不要紧，请不要报错，稍后我会把定义补上。
有了函数声明，函数定义就可以出现在任何地方了，甚至是其他文件、静态链接库、动态链接库等。
- 初学者编写的代码都比较简单，顶多几百行，完全可以放在一个源文件中。对于单个源文件的程序，通常是将函数定义放到 main() 的后面，将函数声明放到 main() 的前面，这样就使得代码结构清晰明了，主次分明。 使用者往往只关心函数的功能和函数的调用形式，很少关心函数的实现细节，将函数定义放在最后，就是尽量屏蔽不重要的信息，凸显关键的信息。将函数声明放到 main() 的前面，在定义函数时也不用关注它们的调用顺序了，哪个函数先定义，哪个函数后定义，都无所谓了。
- 对于多个文件的程序，通常是将函数定义放到源文件（.c文件）中，将函数的声明放到头文件（.h文件）中，使用函数时引入对应的头文件就可以，编译器会在链接阶段找到函数体。 前面我们在使用 printf()、puts()、scanf() 等函数时引入了 stdio.h 头文件，很多初学者认为 stdio.h 中包含了函数定义（也就是函数体），只要有了头文件就能运行，其实不然，头文件中包含的都是函数声明，而不是函数定义，函数定义都放在了其它的源文件中，这些源文件已经提前编译好了，并以动态链接库或者静态链接库的形式存在，只有头文件没有系统库的话，在链接阶段就会报错，程序根本不能运行。
www.cplusplus.com 是一个非常给力的网站，它提供了所有C语言标准函数的原型，并给出了详细的介绍和使用示例，可以作为一部权威的参考手册。
- 全局变量的默认作用域是整个程序，也就是所有的代码文件，（个人：作用域的意思是这个变量可以在这个作用域中使用，但前提是这个变量的名字在这个作用域中可见，要不然不知道这个变量名字符号是什么）包括源文件（.c文件）和头文件（.h文件）。
- 如果给全局变量加上 static 关键字，它的作用域就变成了当前文件，在其它文件中就无效了。
- 在程序占用的整个内存中，有一块内存区域叫做栈（Stack），它是专门用来给函数分配内存的，每次调用函数，都会将相关数据压入栈中，包括局部变量、局部数组、形参、寄存器、冗余数据等。
- 栈是针对线程来说的，每个线程都拥有一个栈，如果一个程序包含了多个线程，那么它就拥有多个栈。
- 对每个线程来说，栈能使用的内存是有限的，一般是 1M~8M，这在编译时就已经决定了，程序运行期间不能再改变。如果程序使用的栈内存超出最大值，就会发生栈溢出（Stack Overflow）错误。
- 栈内存的大小和编译器有关，编译器会为栈内存指定一个最大值，在 VC/VS 下，默认是 1M，在 Linux GCC 下，默认是 8M。当然，我们也可以通过参数来修改栈内存的大小。
- 发生函数调用时，会将相关数据压入栈中，函数调用结束会释放这一部分内存，对于一般的函数来说，这不会有任何问题，但是对于递归函数，这会导致严重的问题！ 递归函数内部嵌套了对自身的调用，除非等到最内层的函数调用结束，否则外层的所有函数都不会调用结束。通俗地讲，外层函数被卡住了，它要等待所有的内层函数调用完成后，它自己才能调用完成。 每一层的递归调用都会在栈上分配一块内存，有多少层递归调用就分配多少块相似的内存，所有内存加起来的总和是相当恐怖的，很容易超过栈内存的大小限制，这个时候就会导致程序崩溃。
递归函数的时间开销：
- 每次调用函数都会在栈上分配内存，函数调用结束后再释放这一部分内存，内存的分配和释放都是需要时间的。
- 每次调用函数还会多次修改寄存器的值，函数调用结束后还需要找到上层函数的位置再继续执行，这也是需要时间的。
所有的这些时间加在一起是非常恐怖的。
使用迭代来替换递归函数：
既然递归函数的解决方案存在巨大的内存开销和时间开销，那么我们如何进行优化呢？优化个毛，这是函数实现原理层面的缺陷，无法优化。 其实，大部分能用递归解决的问题也能用迭代来解决。所谓迭代，就是循环。
- 许多问题是以递归的形式进行解释的，这只是因为它比非递归形式更为清晰。
- 但是，这些问题的迭代实现往往比递归实现效率更高，虽然代码的可读性可能稍差一些。
- 与递归函数相比，迭代不但没有额外的内存开销，也没有额外的时间开销。
在所有的函数中，main() 是入口函数，有且只能有一个，C语言程序就是从这里开始运行的。
C语言不但提供了丰富的库函数，还允许用户定义自己的函数。每个函数都是一个可以重复使用的模块，通过模块间的相互调用，有条不紊地实现复杂的功能。可以说，C程序的全部工作都是由各式各样的函数完成的，函数就好比一个一个的零件，组合在一起构成一台强大的机器。
标准C语言（ANSI C）共定义了15 个头文件，称为“C标准库”，所有的编译器都必须支持，如何正确并熟练的使用这些标准库，可以反映出一个程序员的水平。
- 合格程序员：<stdio.h>、<ctype.h>、<stdlib.h>、<string.h>
- 熟练程序员：<assert.h>、<limits.h>、<stddef.h>、<time.h>
- 优秀程序员：<float.h>、<math.h>、<error.h>、<locale.h>、<setjmp.h>、<signal.h>、<stdarg.h>
以上各类函数不仅数量众多，而且有的还需要硬件知识才能使用，初学者要想全部掌握得需要一个较长的学习过程。我的建议是先掌握一些最基本、最常用的函数，在实践过程中再逐步深入。
C语言中所有的函数定义，包括主函数 main() 在内，都是平行的。也就是说，在一个函数的函数体内，不能再定义另一个函数，即不能嵌套定义。但是函数之间允许相互调用，也允许嵌套调用。习惯上把调用者称为主调函数，被调用者称为被调函数。函数还可以自己调用自己，称为递归调用。
main() 函数是主函数，它可以调用其它函数，而不允许被其它函数调用。因此，C程序的执行总是从 main() 函数开始，完成对其它函数的调用后再返回到 main() 函数，最后由 main() 函数结束整个程序。
