《C语言函数部分》课件

语言函数部分C函数是C语言的核心概念之一，它允许我们组织代码并重用代码块函数可以接受输入参数并返回结果，这使我们能够构建更复杂的功能课程概览学习目标课程内容掌握C语言函数的基本概念和用法函数的概念、作用、结构和声明定义能够独立编写和使用函数，提高代码可读性和可维护性函数调用、参数传递、返回值等机制函数的分类、递归和函数指针等高级概念什么是函数？代码块可重复使用12函数是代码的模块化单元，可函数可以多次调用以执行相同以独立执行特定任务的操作，提高代码效率组织结构代码重用34函数帮助将程序分解为更小的函数可以被其他程序使用，减、更易于管理的模块少代码冗余函数的作用代码复用程序组织问题分解模块化设计函数可以将重复代码封装起来函数可以将程序分解成多个独函数将复杂问题分解成多个子函数是模块化编程的基础，将，方便重复使用，提高代码效立的模块，使程序结构清晰易问题，每个子问题由一个函数程序模块化，有利于代码维护率懂解决，更容易理解和调试和扩展函数的基本结构函数头1包含函数名、参数列表、返回值类型函数体2包含函数执行的代码块函数尾3包含return语句，用于返回函数值函数的结构由函数头、函数体和函数尾组成函数头包含函数名、参数列表和返回值类型函数体包含函数执行的代码块函数尾包含return语句，用于返回函数值函数的声明和定义函数声明1告诉编译器函数类型和参数函数定义2包含函数体，实现函数功能函数调用3使用函数名和参数执行函数函数声明在调用函数之前，定义在调用函数之后声明是为了让编译器知道函数的类型和参数，定义则是实现函数的功能函数调用调用函数在程序中，您可以直接使用函数名和参数来调用函数执行函数函数被调用时，程序会跳转到函数的定义处，执行函数内的代码返回值函数执行完毕后，会返回一个值，并跳转回调用函数的位置继续执行函数参数函数参数概述参数类型参数传递机制函数参数是函数调用时传递给函数的值，用参数可以是任何数据类型，例如整数、浮点C语言中主要有两种参数传递机制值传递于控制函数的执行逻辑数、字符串、数组、结构体、指针等和引用传递值传递和引用传递值传递引用传递传递的是实参的副本，函数内部传递的是实参的地址，函数内部对参数的修改不会影响实参对参数的修改会影响实参使用场景值传递适合传递数据，引用传递适合修改数据函数返回值函数输出数据类型12返回值是函数执行完毕后传递返回值类型必须与函数定义中给调用者的结果声明的类型一致返回值关键字函数调用结果34使用return关键字将值返回给返回值可以用在表达式中或赋调用函数给变量无返回值函数不返回任何值关键字void无返回值函数的主要作用是执行特定操作，例如打印信息、修改全在函数声明和定义中使用关键字void表示函数没有返回值例如局变量或与外部设备交互void print_message;递归函数自身调用1递归函数在函数体中调用自身基准情况2递归函数必须有一个基准情况，以防止无限递归堆栈使用3每次递归调用都会在堆栈中创建新的帧，存储局部变量和参数函数嵌套123定义示例优点函数嵌套是指在一个函数的函数体内部外部函数调用内部函数，内部函数执行提高代码模块化，简化程序结构，提升调用另一个函数完后返回到外部函数继续执行代码可读性和可维护性库函数介绍标准库函数使用库函数C语言提供了丰富的标准库函数，例如输使用库函数需要包含相应的头文件，例如入输出函数、数学函数、字符串处理函数使用printf函数需要包含stdio.h头文件等，它们可以帮助程序员完成各种常见任在使用库函数时，需要了解函数的名称务，提高开发效率、参数类型和返回值类型自定义函数举例自定义函数可以将复杂的代码模块化，提高代码可读性和可维护性例如，编写一个计算两个数字之和的函数首先定义函数，命名为sum，并指定两个参数a和b函数内部使用return语句返回a和b的和在主函数中调用sum函数并打印结果函数的优缺点分析优点优点提高代码复用率，减少代码冗余简化代码结构，提高代码可便于代码维护，降低调试难度提高代码模块化程度，增强代读性码可移植性缺点缺点函数调用会带来额外的开销，影响程序执行效率递归函数可复杂的函数设计可能会降低代码可读性，增大理解难度能导致堆栈溢出函数的使用技巧模块化设计代码复用优化效率提高可读性将代码分解成多个函数，提高函数可以重复使用，减少代码函数可以提高代码运行效率，函数可以使代码更易于理解和代码可读性和可维护性重复编写，提高开发效率减少冗余代码维护变量作用域全局变量局部变量静态变量寄存器变量在程序中任何位置都可以访问仅在函数内部可见在函数调用结束后依然存在存储在CPU寄存器中，访问速度更快全局变量和局部变量全局变量局部变量在函数外部定义的变量称为全局变量在函数内部定义的变量称为局部变量全局变量的作用域是整个程序局部变量的作用域仅限于定义它的函数在程序的任何地方都可以访问和修改全局变量在函数外部无法访问或修改局部变量静态变量内存分配生命周期静态变量在程序执行前分配内存，存储在程序的全局数据段静态变量的生命周期与程序相同，在整个程序运行期间都存在作用域初始化静态变量的作用域仅限于声明它的函数或文件内部静态变量在声明时可以进行初始化，也可以在程序运行时进行初始化寄存器变量寄存器存储快速访问有限数量存储在CPU寄存器中直接访问速度更快，提高程序效率寄存器数量有限，不能随意使用寄存器变量是C语言中一种特殊的变量类型它们直接存储在CPU的寄存器中，这意味着它们可以被CPU直接访问，速度非常快然而，寄存器数量有限，因此不能随意使用它们通常情况下，编译器会自动优化代码，将频繁使用的变量存储在寄存器中预处理指令宏定义文件包含

11.

22.使用#define关键字定义常量使用#include关键字将其他和宏，提高代码可读性和可维源文件包含到当前文件，实现护性代码模块化和复用条件编译其他指令

33.

44.使用#ifdef、#ifndef、包括#pragma指令，用于向#else和#endif等预处理指编译器提供一些额外的指示，令，根据条件控制代码的编译例如代码优化和警告控制宏函数代码替换提升效率语法简洁123宏函数在预处理阶段进行代码替换，在编译阶段，宏函数可以避免函数调宏函数使用简单，只需定义宏名称和直接将宏定义替换到代码中用带来的开销，提升代码执行效率替换内容，方便代码编写和维护函数指针指向函数的指针存储地址调用函数函数指针是指向函数的指针变量，通过函数函数指针存储的是函数在内存中的地址使用函数指针调用函数，与直接调用函数效指针可以调用函数果相同回调函数灵活调用回调函数允许程序在运行时决定执行哪个函数这使得程序可以根据需要选择不同的函数来执行特定任务函数指针作为参数回调函数是指将函数指针作为参数传递给另一个函数的函数调用者可以在函数指针中传递一个函数作为参数，以便在需要时执行它函数重载定义作用C++允许在同一个作用域中声明函数重载可以提高代码的可读性多个同名函数，只要它们的形参和可维护性，使代码更简洁列表不同即可规则示例函数重载的函数名必须相同，但例如，可以定义两个名为add的形参列表必须不同，可以是形参函数，一个用于两个整数相加，的类型不同，也可以是形参的个另一个用于两个浮点数相加数不同，或者两者都不同内联函数代码替换性能优化应用场景在编译时，内联函数代码会被直接替换到调内联函数可以减少函数调用带来的开销，提适合于小型、频繁调用的函数，例如简单的用处，避免函数调用的开销高程序执行效率计算或数据访问操作函数模板代码复用参数类型推断提高效率特性C++函数模板使用类型参数来创建编译器会根据函数调用的参数函数模板可以生成针对特定数函数模板是C++语言中的一项通用的函数，从而避免为不同类型自动推断模板参数，简化据类型的优化代码，提高程序重要特性，广泛应用于各种库数据类型编写多个函数代码编写运行效率和应用程序函数编写规范命名规范参数列表函数名应具有描述性，使用驼峰命名法或下划线命名法，避免使用参数数量应适度，参数类型应明确，避免使用过多的默认参数缩写代码风格错误处理遵循一致的代码风格，例如缩进、空格、注释等，提高代码可读性对函数可能出现的异常进行处理，使用异常机制或返回值，确保函数的健壮性常见函数编程问题函数参数错误函数返回值问题

11.

22.错误的参数类型或数量会导致返回值类型不匹配或未返回预函数无法正常运行，甚至程序期结果，可能导致后续代码逻崩溃辑错误函数递归深度问题函数命名冲突

33.

44.递归函数调用层级过深会导致不同函数命名相同会导致代码栈溢出，需要控制递归深度混乱，需要遵循命名规范总结与展望C语言函数部分是编程的基础，通过学习函数，可以提高代码复用性、模块化和可读性未来我们将继续学习C语言更高级的特性，如指针、结构体、文件操作等，并逐渐将理论知识应用到实际编程中。