這是一個C語言系列文章，如果是初學者的話，建議先行閱讀之前的文章。筆者也會按照章節順序發佈。

我們介紹了表達式和語句，這一篇我們介紹C語言中的函數。

首先，我們先來看個例子：

<code>int add(int num1, int num2)
{
  return num1 + num2;
}/<code>

上面這段內容就是一個完整的C語言函數。

函數的功能

函數與我們在數學中瞭解到的函數概念比較相似。粗略地講，在數學中，函數是用來完成某種功能的，例如，sin、cos等。在C語言中，與之類似，都是用於封裝某種功能的。函數不但將功能封裝成小的個體函數，還可以在需要的地方直接調用，避免通篇複製功能細節代碼。

上面的例子就是計算兩數相加的結果。當我給出具體的數值，例如1和2，那麼這個函數就會返回3，其中1和2我們稱作輸入參數，3稱作函數的輸出（或者 返回值）。

讀過碼哥前面幾篇文章的讀者可能記得，在表達式一節中，函數調用表達式的值就是函數返回值，我們將在下面進一步介紹。

函數命名規範

在C語言中，函數的命名規範與變量的命名規範是一樣的，都是以下劃線（_）或字母開頭，後續字符可以是字母、數字、下劃線。下面給出一些例子：

<code>_abc     符合命名規範
123abc   不符合規範
abc      符合規範
~abc     不符合規範/<code>

函數定義的一般形式

由於在C語言中有多種 ，因此，函數的參數類型、參數數量、返回值類型都有所不同。除去這些不同，其他部分則是有統一形式的。

<code>返回值類型 函數名 (參數1, ...)
{
    各種語句
    return 返回值;
}/<code>

其中：

函數參數

根據功能需要可有參數也可以沒有參數。例如：

<code>int get10(void)
{
  return 10;
}
//或者
int get10()
{
  return 10;
}/<code>

對於不需要參數的函數，可以在參數列表處寫void，也可以省略不寫。

返回值

如果函數不需要返回值，那麼return語句可以省略，但是函數 返回值類型 處要寫void。

如果不寫返回值類型，那麼編譯器默認為int型。

<code>void print_help(void)
{
  printf("Help information\\n");
}
或
void print_help(void)
{
  printf("Help information\\n");
  return;
}/<code>

其中，printf是C標準IO庫中定義的終端輸出函數，初學者暫時不必糾結於此，只記住這個函數可以將裡面的字符串部分輸出到屏幕上。

可能有的讀者會發現，筆者從來沒說過基礎數據類型中有字符串類型。是的，C語言中確實沒有這個基礎類型，字符串在C中都是以字符數組出現的，關於數組相關內容，筆者將會在後面文章中講解。

函數的聲明是用來告知編譯器，函數在當前代碼文件或者其他代碼文件中有定義。

為何有這種需求呢？我們來看下面這個例子：

<code>int main(void)
{
  foo();
}

void foo(void
        )
{
}/<code>

這個例子的功能是，在main函數中調用foo函數。

將代碼直接寫入文件然後編譯，編譯器會報錯，大致是說main中的foo和外面的foo類型衝突。一般導致這樣的報錯有兩種原因：

1. 函數名稱重複了，即定義了兩個同名函數，且返回值類型或參數類型、參數數目不同
2. 函數沒重複但是缺少函數聲明

這裡，是因為第二個原因導致的。為何是第二個呢？

由於因為C語言編譯器在處理源文件（即代碼文件）時，是由上至下，由左至右的讀取和處理文件內容的，因此就會對函數定義的位置、順序較為敏感。在上面的這個例子中，當處理到main時，編譯器並不知道這個文件中定義了foo函數，因此當看到main函數中調用了foo函數時就會誤將調用當函數聲明。而後當讀取到foo函數定義時，發現和之前的聲明不一致（返回值類型）。

解決方法很容，見下例：

<code>void foo(void);

int main(void)
{
  foo();
}

void foo(void)
{
}/<code>

再次編譯即可通過。

我們在main函數定義前加入的內容就是foo函數的聲明。

<code>返回值類型 函數名(參數列表);/<code> 

其中，參數列表部分，若無參數可以省略不寫或者寫void，與定義一樣。但如果有參數，則可省略參數名，亦可不省略。例如：

<code>int add(int num1, int num2);
或
int add(int, int);/<code>

都是可行的，因為編譯器在讀取聲明時只關心函數參數的類型，而不關心具體名字。

函數調用

上面我們其實已經見過函數的調用了。下面先說其一般形式：

<code>函數名(輸入參數列表);/<code>

例如，

<code>add(1, 2); //調用最開始定義的add函數，函數有返回值，但是並未使用到

int result = add(1, 2); //調用add函數，並將返回值賦給變量result，result的值為3/<code>

函數參數

在C語言中，我們將函數定義中的參數稱做形式參數（形參），函數調用中的參數稱作實際參數（實參）。

上面的例子中，1和2就是實參，而定義中的num1和num2就是形參。

在一些關於C語言的文章中，有人說參數的傳遞包含兩種方式，這點筆者不敢苟同。在C語言中只有一種傳參方式——值傳遞。

其中，參數傳遞是指：調用函數時，將實際參數傳遞給被調用函數的形式參數，也可以看作是一種映射過程。

值傳遞（此處內容建議初學者在閱讀後續數組和指針文章後再來閱讀）：

值傳遞最直接的理解就是傳遞數值。

在C語言中，基礎數據類型的參數傳遞比較顯而易見，例如上面add調用的例子，傳遞的是兩個整數值。但是數組的傳遞，對於一些寫慣腳本語言的開發者來說會不太習慣。看一個例子：

<code>int new_add(int *nums)
{
  return nums[0] + nums[1];
}
int main(void)
{
  int nums = {1, 2};
  int result = new_add(nums); 

  return 0;
}/<code>

這裡，在main中定義了一個整型數組，其中含有兩個元素分別是1和2。我要將數組傳給new_add函數，然後讓函數返回兩個元素相加的結果。此時，我們傳遞給new_add函數的參數並非完整數組的拷貝，而是數組的首地址，即指針。而指針也是一個值（可被看作無符號長整型），而非一種結構。

main函數

main函數也被叫做主函數，每一個生成可執行程序的C語言工程都一定有一個main函數，缺失主函數，編譯器會報錯。所有C程序都會從main函數開始執行。

在UNIX系統下（Linux、OSX等），主函數的形式如下：

<code>int main(void)
{
  ...//具體內容
  return 0;//具體返回值可自己定但一定是整數
}
或
int main(int argc, char *argv[])
{
  ...//具體內容 

  return 0;//具體返回值可自己定但一定是整數
}/<code>

其中，argc是命令行參數個數，而argv則是每一個命令行參數內容組成的字符指針數組，例如這個源文件生成的可執行程序叫a，那麼在命令行下執行：

<code>$ ./a argument1 2 3/<code>

此時，argc為4，而argv的內容為: "./a", "argument1", "2", "3"這4個字符數組，即可執行程序名和其命令行參數。關於數組和指針的話題我們後面文章中會介紹。

遞歸函數

下面我們介紹一種特殊的函數調用方式。先來看個例子：

<code>void recursive_func(int i)
{
  if (i > 3)
    return;
  recursive_func(++i);
}
int main(void)
{
  recursive_func(0);
  return 0;
}/<code>

在這個例子中，main函數中調用了一個名為recursive_func的函數，而recursive_func函數就是一個遞歸函數，即在函數中調用其自身。在main中傳給recursive_func的參數i的值為0，然後在recursive_func內部每次調用自身時都將函數參數自增1，如此一層層調用下去。當i增加到3時，函數停止自身調用，然後逐層返回。

本篇涉及一些後續文章中的內容，實在無法避免，建議初學者在通讀後，先繼續閱讀後續文章，然後再返回本篇復讀一遍。

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