【C语言】用函数实现模块化程序设计

前言：如果把所有的程序代码都写在一个主函数(main函数)中，就会使主函数变得庞杂、头绪不清，使阅读和维护程序变得困难。此外，有时程序中要多次实现某一功能，如果重新编写实现此功能就会使得程序冗长、不精炼。

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怎样定义函数

为什么要定义函数

C语言要求，在程序中所用到的所有函数，必须“先定义，后使用”。例如max函数去求两个数的较大者，必须事先先按规范对它进行定义，指定它的名字、函数返回值类型、函数实现的功能以及参数的个数与类型，将这些信息通知编译系统。这样，在程序执行max时，编译系统就会按照定义时所指定的功能执行。如果事先不定义，编译系统怎么能知道max是什么、要实现什么功能。

定义函数应包括以下几个内容：

指定函数的名字，以便以后按名调用
指定函数的类型，即函数的返回值类型
指定函数的参数的名字和类型，以便在调用函数时向它们传递数据。对无参函数不需要这项。
指定函数应当完成什么操作，也就是函数是做什么的，即函数的功能。这是最重要的，是在函数体中解决的。

定义函数的方法：

定义无参函数

注：函数名后面括号内的void表示"空",即函数没有参数。
函数体内包括声明部分和语句部分。

定义有参函数
类型名函数名()
{
函数体
}
函数体包括声明部分和语句部分

或
类型名函数名（void）
{
函数体
}

以下定义的max函数是有参函数：

int max(int x,int y)
{int z;    //声明部分z = x > y? x:y;return z;

类型名函数名(形式参数列表)
{
函数体
}
函数体包含声明部分和语句部分

定义空函数

void dummy()  //类型名:void，函数名:dummy
{}

调用函数

函数调用的形式

函数调用一般形式为:
函数名(实参列表)

函数调用语句
把函数调用单数作为一个语句。例如:

void print()
{printf("***********\n");
}
int main()
{print();//此时函数不带回任何值return 0;
}

函数表达式
函数调用出现在另一个表达式中，例如c=max(a,b); max(a,b) 是一次函数调用，它是赋值表达式的一部分。这时函数带回一个确定的值以参加运算。例如：

c = max(a,b);//将a和b中的较大值赋给c值

3.函数参数
函数调用作为另一个函数调用时的实参。例如：

m = max(a,max(b,c));//将b,c中的较大值与a比较，在将他们的最大值赋值给m

函数调用时的数据传递

1.形式参数和实际参数
在调用有参函数时，主调函数和被调用函数之间有数据传递关系。从前面已知：在定义函数时函数名后面括号中的变量名称为"形式参数"(简称形参)或"虚拟参数"。在主函数中调用一个函数时，函数名后面括号中的参数称为"实际参数"(简称实参)。实际参数可以是常量、变量或表达式。
2. 实际参数和形参间的数据传递
在调用函数的过程中，系统会把实参的值传递给被调用函数的形参。或者说，形参从实参得到了一个值。该值在函数调用期间有效，可以参加该函数的运算。

例题：输入两个整数，要求输出其中值较大者。要求用函数来找到大数。

int Max(int x, int y)
{return x > y ? x : y;
}
int main()
{int a = 0;int b = 0;scanf("%d %d", &a, &b);int ret = Max(a, b);printf("max = %d\n", ret);return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

函数调用的过程

在定义函数中指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元。在发生函数调用时，函数max的形参才被临时分配内存单元。可以通俗的理解成，形参是对实参的一份临时拷贝。
将实参的值传递给对应的形参。
在执行max函数期间，由于形参已经有值，就可以利用形参进行有关的运算。
通过return语句将函数值带回主调函数。且应当注意返回值的类型与函数类型一致。如果函数不需要返回值，则不需要return语句。这时函数的类型定义为void类型。
调用结束，形参单元被释放。注意：实参单元仍保留并维持原值，没有改变。

函数的返回值

通常，希望通过函数调用使用主调函数能得到一个确定的值，这就是函数值(函数的返回值)。

函数的返回值是通过函数中的return语句获得的。
函数值的类型。既然函数有返回值，这个值当然应属于某一个确定的类型，应当在定义函数时指定函数值的类型。
在定义函数时指定的函数类型一般应该和return语句中的表达式一致。

习题练习

例题1：写两个函数分别求两个整数的最大公约数和最小公倍数，用主函数调用这两个函数并输出结果。

int common_divisor(int x, int y)
{int max = x > y ? x : y;int min = x < y ? x : y;while (min){if (x % min  == 0 && y % min == 0)//将它们两个数的较小的数往下除{return min;}min--;}
}
int common_multiple(int x, int y)
{int n = 1;while (n * x % y != 0)//最小公倍数一定是他们两个的倍数{n++;}return n * x;
}
int main()
{int num1 = 0;int num2 = 0;scanf_s("%d %d", &num1, &num2);int divisor = common_divisor(num1, num2);//最大公约数int multiple = common_multiple(num1, num2);//最小公倍数printf("divisor = %d multiple = %d\n", divisor,multiple);return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

例题2：写一个判素数的函数，在主函数输入一个整数，输出是否为素数的信息。

void prime_number(int x)//素数只有1和它本身能被整除
{int flag = 0;int i = 0;if (x == 1)//如果该数是1就直接返回素数{printf("是素数\n");}else if (x == 0)//是0就返回不是{printf("不是素数\n");}else{for (i = 2; i < x; i++)//从2开始到它本身看是否有能被整除的数{if (x % i == 0){flag = 1;break;}}if (flag){printf("不是素数\n");}else{printf("是素数\n");}}
}
int main()
{int n = 0;scanf_s("%d", &n);prime_number(n);return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

例题3：写一个函数，使输入的一个字符串按反序存放，在主函数中输入和输出字符串。

void reverse_arr(char* str, int len)//逆序字符串
{char* left = str;//保存左边的地址char* right = str + len - 1;//保存右边的地址while (left < right)//两两进行交换{char tmp = *left;*left = *right;*right = tmp;left++;right--;}
}
int main()
{char arr[100] = { 0 };gets(arr);printf("initial:%s\n", arr);int len = strlen(arr);reverse_arr(arr,len);int i = 0;printf("reverse:%s\n", arr);return 0;
}