《C程序设计语言（第2版新版）典藏版》 —1.7 函数

1.7   函数

C语言中的函数等价于Fortran语言中的子程序或函数，也等价于Pascal语言中的过程或函数。函数为计算的封装提供了一种简便的方法，此后使用函数时不需要考虑它是如何实现的。使用设计正确的函数，程序员无须考虑功能是如何实现的，而只需要知道它具有哪些功能就够了。在C语言中可以简单、方便、高效地使用函数。我们经常会看到在定义后仅调用了一次的短函数，这样做可以使代码段更清晰易读。

到目前为止，我们所使用的函数（如printf、getchar和putchar等）都是函数库中提供的函数。现在，让我们自己动手来编写一些函数。C语言没有像Fortran语言一样提供类似于**的求幂运算符，我们现在通过编写一个求幂的函数power(m,n)来说明函数定义的方法。power(m,n)函数用于计算整数m的n次幂，其中n是正整数。对函数调用power(2,5)来说，其结果值为32。该函数并非一个实用的求幂函数，它只能处理较小的整数的正整数次幂，但这对于说明问题已足够了。（标准库中提供了一个计算xy的函数pow (x,y)。）

下面是函数power(m,n)的定义及调用它的主程序，这样我们可以看到一个完整的程序结构。

函数定义的一般形式为：

返回值类型 函数名(0个或多个参数声明)

     声明部分

     语句序列

函数定义可以以任意次序出现在一个源文件或多个源文件中，但同一函数不能分割存放在多个文件中。如果源程序分散在多个文件中，那么，在编译和加载时，就需要做更多的工作，但这是操作系统决定的，并不是语言的属性决定的。我们暂且假定将main和power这两个函数放在同一文件中，这样前面所学的有关运行C语言程序的知识仍然有效。

main函数在下列语句中调用了两次power函数：

每次调用时，main函数向power函数传递两个参数；在调用执行完成时，power函数向main函数返回一个格式化的整数并打印。在表达式中，power(2,i)同2和i一样都是整数（并不是所有函数的结果都是整型值，我们将在第4章中讨论）。

power函数的第一行语句

声明参数的类型、名字以及该函数返回结果的类型。power函数的参数使用的名字只在power函数内部有效，对其他任何函数都是不可见的：其他函数可以使用与之相同的参数名字而不会引起冲突。变量i与p也是这样：power函数中的i与main函数中的i无关。

我们通常把函数定义中圆括号内列表中出现的变量称为形式参数，而把函数调用中与形式参数对应的值称为实际参数。

power函数计算所得的结果通过return语句返回给main函数。关键字return的后面可以跟任何表达式，形式为：

return 表达式；

函数不一定都有返回值。不带表达式的return语句将把控制权返回给调用者，但不返回有用的值。这等同于在到达函数的右终结花括号时，函数就“到达了尽头”。主调函数也可以忽略函数返回的值。

读者可能已经注意到，main函数的末尾有一个return语句。由于main本身也是函数，因此也可以向其调用者返回一个值，该调用者实际上就是程序的执行环境。一般来说，返回值为0表示正常终止，返回值为非0表示出现异常情况或出错结束条件。为简洁起见，前面的main函数都省略了return语句，但我们将在以后的main函数中包含return语句，以提醒大家注意程序还要向其执行环境返回状态。

出现在main函数之前的声明语句

表明power函数有两个int类型的参数，并返回一个int类型的值。这种声明称为函数原型，它必须与power函数的定义和用法一致。如果函数的定义、用法与函数原型不一致，将出现错误。

函数原型与函数声明中参数名不要求相同。事实上，函数原型中的参数名是可选的，这样上面的函数原型也可以写成以下形式：

但是，合适的参数名能够起到很好的说明性作用，因此我们在函数原型中总是指明参数名。

回顾一下，ANSI C同较早版本C语言之间的最大区别在于函数的声明与定义方式的不同。按照C语言的最初定义，power函数应该写成下列形式：

其中，参数名在圆括号内指定，参数类型在左花括号之前声明。如果没有声明某个参数的类型，则默认为int类型。函数体与ANSI C中形式相同。

在C语言的最初定义中，可以在程序的开头按照下面这种形式声明power函数：

函数声明中不允许包含参数列表，这样编译器就无法在此时检查power函数调用的合法性。事实上，power函数在默认情况下将被假定返回int类型的值，因此整个函数的声明可以全部省略。

在ANSI C中定义的函数原型语法中，编译器可以很容易检测出函数调用中参数数目和类型方面的错误。ANSI C仍然支持旧式的函数声明与定义，这样至少可以有一个过渡阶段。但我们还是强烈建议读者：在使用新式的编译器时，最好使用新式的函数原型声明方式。

练习1-15   重新编写1.2节中的温度转换程序，使用函数实现温度转换计算。