函式的由來

程式=資料+演算法
C程式=資料+函式

• 模組化程式設計

  
  
  

  模組化程式設計.png

程式導向的程式設計

• 以過程為中心的程式設計思想
• 首先將複雜的問題，分解為一個個容易的問題
• 分解過後的問題可以按照步驟一步步完成
• 函式是C語言程式導向的一種體現
• 解決問題的每個步驟可以用函式來實現

宣告&&定義

• 宣告 就是預先告訴編譯器實體的存在
• 定義 就是明確指示編譯器實體的意義

#include <stdio.h>

extern int g_var;//全域性的

void f(int i, int j);//函式宣告

int main()
{
    //extern int g_var;//區域性變數宣告
    int g(int x);//函式宣告
    g_var = 10;
    f(1, 2);
    printf("%d\n", g(3));
    return 0;
}

void f(int i, int j)//函式定義
{
    printf("i + j = %d\n", i + j);
}

int g(int x)//函式定義
{
    return 2 * x + g_var;
}

檔案二

int g_var = 0;

函式的引數

• 函式的引數在本質上與區域性變數相同，都是在棧上面分配空間
• 函式引數的初始值是函式呼叫時的實參值

#include <stdio.h>

int f(int i, int j)
{
    printf("%d, %d\n", i, j);
}

int main()
{
    int k = 1;
    f(k, k++);
    printf("%d\n", k);
    return 0;
}

這裡的輸出是2,1,2

解釋

• 函式的引數的求值順序是依賴於編譯器的實現！
• 在程式到達順序點的時候，之前所做的一切操作必須反映到後續訪問中.

也就是說在這個例子中，在gcc編譯器下面，先傳第二個引數到函式，然後，再進行++運算，在進行第一個引數傳遞

.

可變引數列表

可變引數的含義

• C語言中可以定義引數可變的函式
• 引數可變的函式實現依賴於stdarg.h標頭檔案
• va_list變數va_start(),va_end和va_arg配合使用能夠訪問引數值

在C語言中是沒有過載，但是可以使用可變引數列表

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

float average(int n, ...)
{
    va_list args;
    int i = 0;
    float sum = 0;
    va_start(args, n);
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        sum += va_arg(args, int);
    }
    va_end(args);
    return sum / n;
}

int main()
{
    printf("%f\n", average(5, 1, 2, 3, 4, 5));
    printf("%f\n", average(4, 1, 2, 3, 4));
    return 0;
}

可變引數的限制

• 可變引數必須從頭到尾按照順序逐個訪問
• 引數列表至少一個確定命名的引數
• 可變引數巨集是沒有辦法判斷實際存在的引數的數量
• 可變引數巨集無法判斷引數的實際型別

小結

• 可變引數是C語言提供的一種函式設計的技巧
• 可變引數提供了一種更方便的函式呼叫方式
• 可變引數必須順序的訪問
• 無法直接訪問可變引數列表中間的引數值

函式呼叫行為

活動記錄

• 活動記錄是函式呼叫時用於記錄一系列相關資訊的記錄
  • 臨時變數域：用來存放臨時變數的值，如k++的中間結果
  • 區域性變數域：用來存放函式本次執行中的區域性變數
  • 機器狀態域：用來儲存呼叫函式之前有關機器狀態的資訊，包括各種暫存器的當前值和返回地址等。（棧頂指標等）
  • 實參域：用來存放函式實參資訊
  • 返回值域：為呼叫者函式存放返回值

函式引數計算的次序是依賴編譯器實現的，引數的入棧次序如何確定？

呼叫約定（在呼叫動態連線庫的時候可以用）

• 當函式被呼叫時，引數會傳遞給被呼叫的函式，函式呼叫約定就是描述是如何傳遞到棧空間的，以及棧空間由誰維護
• 引數的傳遞順序
  • 從右到左依次入棧： __stdcall,__cdecl,__thiscall
  • 從左到右依次入棧：__pascal,__fastall
• 呼叫堆疊清理
  • 呼叫者清除棧
  • 被呼叫函式返回後清除棧

小結

• 函式呼叫時C語言的核心機制
• 活動記錄儲存了函式呼叫以及返回所需要的一切資訊
• 呼叫約定是呼叫者和開發者之間的呼叫協議，常用於不同的開發者編寫的庫函式呼叫

函式的設計技巧

• 不要再函式中使用全域性變數，儘量讓函式從意義上是一個獨立功能模組
• 引數名要能夠體現引數意義
• 如果說傳遞的引數為指標，且僅僅作輸入引數用，則應在型別前加const，以防止該指標在函式體內被惡意修改
• 不要省略返回值的型別，如果函式沒有返回值，那麼應當宣告為void
• 在函式體的“入口處”，對引數的有效性進行檢查，對指標的檢查尤為重要
• 語句不可返回指向“棧記憶體”的“指標”，因為該記憶體會在函式結束後銷燬
• 函式體的規模要小
• 相同的輸入應當產生相同的輸出，儘量避免函式帶有“記憶”功能少用static
• 避免函式有太多的引數，引數個數應當控制在4個以內
• 有時候函式不需要返回值，但是增加靈活性，可以附加返回值
• 函式名與返回值在語義上不能衝突