逍遥自在学C语言 | 函数初级到高级解析

前言

函数是C语言中的基本构建块之一，它允许我们将代码组织成可重用、模块化的单元。

本文将逐步介绍C语言函数的基础概念、参数传递、返回值、递归以及内联函数和匿名函数。

一、人物简介

• 第一位闪亮登场，有请今后会一直教我们C语言的老师 —— 自在。

• 第二位上场的是和我们一起学习的小白程序猿 —— 逍遥。

二、基础概念

• 函数是一个独立的代码块，可以接收输入参数并执行特定任务。

• 它可以用于执行特定的操作或计算，并可以返回一个值（可选）。

• 以下是一个简单的示例：

#include <stdio.h>

// 声明函数
int addNumbers(int a, int b) {
  int sum = a + b;
  return sum;
}

int main() {
  // 调用函数
  int result = addNumbers(3, 4);
  printf("两数之和：%d\n", result);

  return 0;
}

• 上述代码中，我们声明了一个名为addNumbers的函数，它接收两个整数参数并返回它们的和。

• 在main函数中，我们调用了addNumbers函数，并将结果打印到控制台上。

• 运行结果

两数之和：7

三、参数传递

• 函数可以通过参数接收外部传入的数据。
• 在C语言中，有两种参数传递的方式：按值传递和按引用传递。
• 代码示例

#include <stdio.h>

// 按值传递
void incrementByValue(int num) {
  num += 1;
}

// 按引用传递
void incrementByReference(int* numPtr) {
  (*numPtr) += 1;
}

int main() {
  int num = 5;

  incrementByValue(num);
  printf("按值传递后的值：%d\n", num);

  incrementByReference(&num);
  printf("按引用传递后的值：%d\n", num);

  return 0;
}

• 在上面的示例中，我们定义了两个函数incrementByValue和incrementByReference。

• incrementByValue按值传递参数，即在函数内部对参数的修改不会影响到原始变量。

• 而incrementByReference按引用传递参数，通过传递指针的方式，可以在函数内部修改原始变量的值。

• 运行结果

按值传递后的值：5
按引用传递后的值：6

四、返回值

函数可以返回一个值，这使得我们可以从函数中获取计算结果或执行状态。

#include <stdio.h>

// 返回两个数中较大的数
int max(int a, int b) {
  if (a > b) {
    return a;
  } else {
    return b;
  }
}

int main() {
  int a = 3;
  int b = 4;

  int maxValue = max(a, b);
  printf("较大的数：%d\n", maxValue);

  return 0;
}

• 在上述示例中，max函数接收两个整数参数并返回较大的数。

• 在main函数中，我们调用max函数，并将结果打印到控制台上。

• 运行结果

较大的数：4

五、递归函数

• 递归是一种函数调用自身的技术。

• 它在解决一些问题时非常有用，如计算阶乘、斐波那契数列等。

• 代码示例

#include <stdio.h>

// 计算阶乘
int factorial(int n) {
  if (n == 0 || n == 1) {
    return 1;
  } else {
    return n * factorial(n - 1);
  }
}

int main() {
  int num = 5;
  int result = factorial(num);
  printf("%d的阶乘：%d\n", num, result);

  return 0;
}

• 在上面的示例中，factorial函数使用递归的方式计算一个数的阶乘。

• 在main函数中，我们调用factorial函数，并将结果打印到控制台上。

• 运行结果

5的阶乘：120

六、内联函数

• 内联函数是一种函数调用的优化方式，编译器会将函数的代码直接嵌入到调用该函数的地方，而不是通过函数调用的方式进行执行。

• 内联函数的好处是可以减少函数调用的开销，提高程序的执行效率。

• 使用内联函数可以通过在函数定义前加上关键字inline来标识。

• 代码示例

#include <stdio.h>

// 内联函数
inline int square(int num) {
  return num * num;
}

int main() {
  int result = square(5);
  printf("平方：%d\n", result);

  return 0;
}

• 在上述示例中，我们定义了一个内联函数square，它计算一个数的平方。

• 在main函数中，我们调用square函数，并将结果打印到控制台上。

• 运行结果

平方：25

七、匿名函数

• C语言本身不直接支持匿名函数，但可以使用函数指针和函数指针结构体来模拟匿名函数的功能。
• 代码示例

#include <stdio.h>

// 匿名函数模拟
typedef int (*Operation)(int, int);

int performOperation(int a, int b, Operation op) {
  return op(a, b);
}

int main() {
  Operation add = [](int a, int b) {
    return a + b;
  };

  int result = performOperation(3, 4, add);
  printf("结果：%d\n", result);

  return 0;
}

• 在上述示例中，我们使用函数指针结构体Operation来模拟匿名函数。

• 我们定义了一个匿名函数add，它实现了两个数的加法运算。然后，我们将add函数作为参数传递给performOperation函数，并打印结果到控制台上。

• 运行结果

结果：7

小结

通过这篇文章，我们学会了