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从 0 开始学习 C 语言：使用函数的注意事项

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这次与大家分享一些我对 C 语言中函数的简单理解，希望能帮助有疑惑的同学更好的使用这个强大的语言特性。大家在高中的时候都求过数学函数的表达式，其实编程语言的函数与数学表达式实际上是一样的，我们都可以将其理解为一个有输入有输出的「功能黑箱」，看下图：

function

就类似给函数一个 x 值，可以求结果一样，给函数一些输入参数，也可以得到相同的输出结果。

模块化编程

为什么要使用函数呢？其实是为了更好的维护软件的功能以及实现模块化编程，你可以想下如果把所有的功能都写在 main 函数中，那该多么可怕，估计没人会读你写的代码。

通过使用函数可以使我们的软件逻辑性更强，单独的功能写在单独的函数中，还可以方便后期复用等等，好处还有很多实在列举不完。其中比较重要的作用要说：模块化编程和代码复用了，建议你去找实际的项目看看代码组成，自然就理解了。

函数的副本机制

很多初学者都搞不清楚函数的副本机制，例如下面的交换函数：

#include <stdio.h>

void swap(int a, int b) {
	printf("Address a = 0x%X, Address b = 0x%X\n", &a, &b);
	int x = a;
	a = b;
	b = a;
}

int main(void) {
	int m = 1;
	int n = 2;
	printf("Address m = 0x%X, Address n = 0x%X\n", &m, &n);
	printf("Before: m = %d, n = %d\n", m, n);
	swap(m, n);
	printf("  Swap: m = %d, n = %d\n", m, n);
	getchar();
	return 0;
}

这个函数是错误的，因为函数在进行参数传递的时候，会将传入参数 m，n 的值拷贝给函数的形式参数 a，b，因此在函数内部交换的是形式参数 a，b 的值，而不是交换传递时 m，n 变量的值。

函数的副本机制从内存的角度来说就是：在函数进行参数传递的时候，实参和形参的内存地址是不同的。这是这个例子的输出结果，每个人的机器可能都不同：

Address m = 0x2BFB34, Address n = 0x2BFB28
Before: m = 1, n = 2
Address a = 0x2BFA50, Address b = 0x2BFA54
  Swap: m = 1, n = 2

可以看到变量 m 和 a，以及 n 和 b 的内存地址均不同，因此对值的交换也是不起作用的。但是使用指针就完全不同了，看下面这个例子：

#include <stdio.h>

void swap(int *pa, int *pb) {
	printf("Address pa = 0x%X, Address pb = 0x%X\n", &pa, &pb);
	printf("Address *pa(&m) = 0x%X, Address *pb(&n) = 0x%X\n", pa, pb);
	int x = *pa;
	*pa = *pb;
	*pb = x;
}

int main(void) {
	int m = 1;
	int n = 2;
	printf("Address m = 0x%X, Address n = 0x%X\n", &m, &n);
	printf("Before: m = %d, n = %d\n", m, n);
	swap(&m, &n);
	printf("  Swap: m = %d, n = %d\n", m, n);
	getchar();
	return 0;
}

这个函数才是正确的交换函数，为什么呢？因为我们这里传递的是 m，n 的内存地址，即传递的是指针，所以在函数内部对指针解除引用就可以直接访问这个地址的内容了，这是指针提供的特性。

那么是否就意为着传递指针就没有副本机制了呢？这也是错误的，指针也是变量，本质上与 int 没有区别，只是特性不同罢了。

上面例子在传递指针的时候，也是将 m，n 的地址拷贝给 pa，和 pb，也是存在副本机制的，只不过这里拷贝的是地址而不是值，在内部通过指针的解引用操作可以直接访问 m，n 的内存地址，进而进行交换。

因为指针非常重要，所以建议你自己运行这个程序，可以看到输出结果中 pa 指向的是 m 的内存地址，而 &pa 是指针变量 pa 的内存地址，这两个千万不要搞混了。

一定时时刻刻记住下面的结论：

  1. 一个 int 变量有自己的内存地址，也有自己存储的整数值
  2. 一个指针变量有自己的内存地址，也有自己存储的指向地址值
  3. 变量在内存中都有自己的地址和其存储的内容

函数的参数传递顺序

VC 和 gcc 编译器计算函数参数的顺序都是从右向左，这个特点一点要记住，面试可能会问到。你可以使用下面这个程序去验证，程序比较简单，留作给你的思考（不去思考就等于浪费时间看 cd 这篇文章了）：

#include <stdio.h>

void foo(int a, int b) {
	printf("a = %d\n", a);
	printf("b = %d", b);
}

int main(void) {
	int n = 1;
	foo(n, n++);
	getchar();
	return 0;
}

今天就分享一点函数的注意事项，下次见了，Bye

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DLonng at 05/27/18

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