[4] 函數

03-02

上一節：《入門問題》

實現一個函數的語法如下所示：

類型函數名(參數列表){ (若干行語句)}

參數列表包含若干個變數類型+變數名，也可以沒有參數：

(參數列表) => (變數類型1 變數名1, 變數類型2 變數名2, ...)

在函數內部的語句中，return語句表示返回函數值，這個值會被返回給調用函數的語句。

所有的運算符本質上都是函數，比如我們可以用函數表示加法

int z(int x, int y){ return x + y;}int main(){ int a = 12; int b = 13; int c = z(a, b); return c;}

顯然，答案是25。

有人會問，不用加號用函數，而且z函數的裡面還是要用加號，這樣的程序有什麼意義呢？

其實還是有意義的：

幫助理解所有運算符本質上就是函數
我們可以構建出極其複雜的函數，但最終的零件還是加減乘除等等基礎的運算（因為CPU在電路層面支持這些運算）

來看下面的v函數，可以使整數被翻轉，比如v(1234)的答案會是4321：

int v(int n){ int m = 0; while (n) { m = m * 10 + n % 10; n = n / 10; } return m;}int main(){ int a = 23456; a = v(a); return a;}

這個程序的運行結果是65432，說明：

雖然你很可能看不懂v函數，但這並不影響你使用它來解決問題。

注意a = v(a)這句話看起來很像是不對的，23456和65432怎麼能相等呢？但其實C語言的等號是賦值的意思，a = v(a)本質上等價於a = 65432，然後a變數的值就變成了65432了。所以，要用動態的眼光來理解程序。

注意v函數中出現的while語法要學完後面的章節才能理解，此小節的重點是如何使用函數解決問題。

我們再來解決一個問題：怎麼刪掉整數的最後一位，例如把1234變成123？這裡用一個t函數來解決：

int trim_tail(int n){ return n / 10;}int main(){ int a = trim_tail(23456); return a;}

運行一下發現，結果是2345，說明：

例子中的函數名叫trim_tail，其實也可以改成其他任意的字母加下劃線組合（只要不是int, return這樣的保留字就行），只不過單詞trim是修剪的意思，而tail是尾巴的意思，用英語單詞或片語給函數起名字可以使程序更易理解（前提是你得懂英語）。
n / 10字面意思就是對n除以10的結果取整，但通過函數的名字，閱讀程序的人可以輕鬆地理解程序作者的意圖。有一個非常著名的觀點：程序是寫給人看的，只不過恰好能在計算機上運行起來。
函數名或者變數名可以用下劃線_把單詞隔開，目的也是方便人的閱讀。

把v函數和trim_tail函數放到一起會有什麼奇妙的應用呢？來思考一個問題，如何對一個整數「掐頭去尾」，比如把12345變成234？方法如下：

int v(int n){ int m = 0; while (n) { m = m * 10 + n % 10; n = n / 10; } return m;}int t(int n){ return n / 10;}int main(){ int a = 123456; a = t(a); a = v(a); a = t(a); a = v(a); return a;}

t函數跟上面的trim_tail函數內容完全一樣，只是改了一下名字，不會影響程序運行結果。

運行一下，結果果然是2345。在這個程序中，v函數和t函數變成了main函數的零件、工具、助手。

變數的聲明

在上一個程序的main函數中，第一行必須是int a = 123456;也可以像下面這樣拆解：

......int main(){ int a; a = 123456; a = t(a); ......}

但是，你不能把int a;刪掉，只留下a = 123456;。因為C語言的特點是「簡單」，離CPU提供的原始功能很接近。C語言的變數必須事先聲明是整數、浮點數還是什麼類型，這是為了直接在計算機內存上面申請空間。如果變數聲明是char a;，程序會只申請一個位元組來存放一個小整數；如果變數聲明是double a;，程序會申請8個位元組來存放一個雙精度浮點數。而int a = 123456;只不過是把聲明語句int a;和賦值語句a = 123456;合併起來了。

在同一個作用域下，一個變數只能被聲明一次。在函數中聲明的變數，如果沒有賦值，那麼變數的值是難以預測的（但也不是隨機的）。

int類型的變數一般佔用4個位元組的存儲空間。

什麼是位元組

位元組（byte，讀音：拜特）是CPU讀寫內存的最小單位，一個位元組包含8個比特（bit），也就是8個0或1。所以一個位元組能保存的最大整數，就是二進位的11111111，也就是十進位的255。

CPU不能單獨讀寫內存中的某個0或某個1，而是一次性讀寫一個位元組里的所有比特。

計算機世界的單位轉換：1024個Byte=1K，1024K=1M，1024M=1G，1024G=1T （提示：1024是2的10次冪）

所以總結一下函數的作用：

C語言的程序就是由若干個函數組成的，main函數是運行整個程序的入口
別人寫的函數可以成為自己程序的零件
把代碼封裝進函數，可以使自己寫的程序更容易被人讀懂。

重要練習

對已經學過的程序代碼進行修改，例如修改變數和函數的名稱，修改程序中包含的數字，還可以修改任意你覺得可以修改的地方（例如新增或刪除分號、回車換行、空格等），然後運行你修改之後的程序，看看程序能否運行。

如果程序不能運行，看下編輯器給你顯示的錯誤提示是什麼意思（可藉助英漢詞典或百度翻譯）
如果程序可以運行，看下運行結果和自己期望的是否一致

這個練習非常重要！因為沒有好奇心和主動性的人是不可能學好計算機編程的。

下一講會介紹怎麼把多個文件中的函數合併在一起。

下一節：《多文件工程》