一、引言

????????在 C 語言中，函數是一組執行特定任務的代碼塊。通過將復雜的程序邏輯劃分為多個函數，不僅能提高代碼的可讀性、可維護性，還便于代碼的復用。無論是簡單的數學計算，還是復雜的系統操作，函數都發揮著核心作用。掌握函數的使用方法，是提升 C 語言編程能力的重要環節。

二、函數的定義

? 2.1 基本語法：

返回值類型 函數名(參數列表) { ????// 函數體 ????語句; ????return 返回值; }

返回值類型：指定函數執行完成后返回的數據類型，若函數無需返回值，使用void。

函數名：遵循標識符命名規則，用于唯一標識函數。

參數列表：可以包含零個或多個參數聲明，參數之間用逗號分隔，若沒有參數，使用void或留空。

函數體：由一系列語句組成，是函數執行的具體邏輯。

return 語句：用于終止函數執行，并將返回值傳遞給調用者。若無返回值，return語句可省略。

? 2.2 示例：

????????計算兩個整數之和的函數：

int add(int a, int b) {int sum = a + b;return sum;
}

????????此函數add接收兩個int類型參數a和b，計算它們的和并返回。

三、函數的聲明

? 3.1 聲明的作用：

????????函數聲明告知編譯器函數的名稱、返回值類型和參數類型，使編譯器在編譯時能夠對函數調用進行合法性檢查。函數聲明通常放在調用函數的代碼之前。

??3.2 語法：

返回值類型 函數名(參數列表);

????????聲明與定義類似，但函數聲明末尾需加分號，且函數體部分省略。例如，上述add函數的聲明為：

int add(int a, int b);

? 3.3 聲明的位置：

????????全局聲明：在所有函數外部聲明，作用域為整個源文件，可被文件內所有函數調用。

????????局部聲明：在函數內部聲明，作用域僅限于該函數內部。一般用于在函數內部調用其他自定義函數時，確保編譯器知曉被調用函數的信息。

四、函數的調用

? 4.1 調用方式：

????????通過函數名后跟一對圓括號來調用函數，若函數有參數，在括號內傳入相應參數值。例如調用上述add函數：

int result = add(3, 5);

????????此語句將調用add函數，傳入參數 3 和 5，函數返回值賦給result變量。

??4.2 函數調用過程：

????????參數傳遞：將實際參數的值復制給函數定義中的形式參數。

????????執行函數體：按照函數體中的語句順序執行代碼。

????????返回值處理：遇到return語句時，函數終止執行，將返回值傳遞給調用處，繼續執行調用函數后的代碼。

五、函數參數

? 5.1 形式參數與實際參數：

????????形式參數：函數定義中參數列表里的參數，在函數被調用前并不占用實際內存空間，只有在函數調用時才被分配內存并接收實際參數的值。

????????實際參數：函數調用時傳遞給函數的表達式、變量或常量。例如在add(3, 5)中，3 和 5 就是實際參數。

??5.2 參數傳遞方式：

????????值傳遞：C 語言默認的參數傳遞方式。實際參數的值被復制到形式參數中，函數內部對形式參數的修改不會影響實際參數。例如：

void modify(int num) {num = num * 2;
}
int main() {int value = 5;modify(value);// value 仍為 5，未被修改return 0;
}

????????指針傳遞：通過傳遞變量的地址來實現。函數內部可通過指針修改所指向的實際變量的值。例如：

void modify(int *ptr) {*ptr = *ptr * 2;
}
int main() {int value = 5;modify(&value);// value 變為 10，已被修改return 0;
}

??5.3 可變參數：

????????C 語言允許函數接受可變數量的參數，通過<stdarg.h>頭文件中的宏來實現。例如printf函數就是典型的可變參數函數。

#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
int sum(int count, ...) {va_list args;va_start(args, count);int result = 0;for (int i = 0; i < count; i++) {result += va_arg(args, int);}va_end(args);return result;
}
int main() {int total = sum(3, 1, 2, 3);// total 為 6return 0;
}

????????上述sum函數可接受任意數量的整數參數，并計算它們的和。

六、函數的返回值

? 6.1 返回值類型：

????????函數的返回值類型在函數定義和聲明時指定。返回值類型必須與return語句后表達式的類型兼容。若不兼容，編譯器會進行類型轉換。例如：

double divide(int a, int b) {return (double)a / b;
}

該函數將兩個整數相除，并返回double類型的結果。

??6.2 無返回值函數：

????????若函數無需返回值，使用void作為返回值類型。例如：

void printMessage() {printf("Hello, World!\n");
}

????????此類函數執行完函數體后，直接返回調用處，無需return語句。若使用return，其后不能有返回值表達式。

七、函數指針

? 7.1 定義與使用：

????????函數指針是指向函數的指針變量。通過函數指針可以調用函數，常用于實現回調函數等功能。

// 定義函數指針類型
typedef int (*FuncPtr)(int, int);
int add(int a, int b) {return a + b;
}
int main() {FuncPtr ptr = add;int result = ptr(3, 5);// result 為 8return 0;
}

????????上述代碼中，FuncPtr是一個指向返回值為int，接受兩個int類型參數的函數指針類型。通過FuncPtr定義指針變量ptr，并使其指向add函數，然后通過ptr調用add函數。

??7.2 函數指針作為參數：

????????函數指針可作為其他函數的參數，用于將一個函數的行為傳遞給另一個函數。例如：

int operate(int a, int b, int (*func)(int, int)) {return func(a, b);
}
int add(int a, int b) {return a + b;
}
int subtract(int a, int b) {return a - b;
}
int main() {int result1 = operate(5, 3, add);int result2 = operate(5, 3, subtract);// result1 為 8，result2 為 2return 0;
}

????????operate函數接受兩個整數和一個函數指針作為參數，通過函數指針調用不同的函數進行計算。

八、遞歸函數

? 8.1 遞歸的概念：

????????遞歸函數是指在函數內部調用自身的函數。遞歸通常用于解決可以分解為更小、相似問題的場景。遞歸函數必須有終止條件，否則會導致無限遞歸，最終耗盡系統資源。

??8.2 示例：

????????計算階乘的遞歸函數：

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

????????當n為 0 或 1 時，函數返回 1 作為終止條件；否則，通過遞歸調用factorial(n - 1)計算n的階乘。

九、函數的作用域與存儲類

? 9.1 作用域:

????????函數的作用域從函數定義處開始，到文件末尾結束。函數內部定義的變量為局部變量，作用域僅限于函數內部；在函數外部定義的變量為全局變量，作用域為整個源文件。若在函數內部定義了與全局變量同名的局部變量，在函數內部局部變量會覆蓋全局變量。

? 9.2 存儲類:

????????自動存儲類（auto）：函數內定義的局部變量默認是自動存儲類，存儲在棧中，函數執行結束時，變量所占用的內存被釋放。

????????靜態存儲類（static）：若將局部變量聲明為static，其生命周期會延長至程序結束，且在函數多次調用間保持值不變。靜態局部變量存儲在靜態存儲區。例如：

void increment() {static int count = 0;count++;printf("Count: %d\n", count);
}

????????每次調用increment函數，count的值都會遞增并保留。