C语言程序是由多个零件组合而成的，而函数就是最主要的组合零件。C语言程序的主体部分就是一个 main( ) 函数，它在 C语言程序中是必不可少的，每一个 C 程序都首先从 main( ) 函数开始执行。

C语言函数是什么

在前面的学习中，我们知道在 main( ) 函数中可以通过 printf( ) 函数实现屏幕输出显示的功能，通过 scanf( ) 函数实现读取键盘输入信息的功能。另外，我们还可以使用 abs(x)、sqrt(x) 等函数实现各种数学运算功能。

这些都是由 C语言提供的库函数，我们在编程过程中直接拿来使用就可以了，不过在使用之前需要在程序开头部分，用#include引入包含这些库函数的头文件。

此外，我们可以根据需要自己创建各种函数，称为自定义函数。

而 C语言程序基本上就是用这些函数像搭积木一样搭建起来的(见图 1)。

图 1：像搭积木一样创建 C语言程序

总结：函数可以理解为能够执行特定功能的“魔法盒”，将多个处理步骤集中在一起并且可能重复使用时可以使用函数。

C语言函数定义

函数的定义由多个部分构成(见图 2)。其一般格式如下：

返回类型 函数名 (形参声明) //函数头

{

函数体; //一条或多条 C 语句

}

下面的代码定义了一个函数 Max2，其功能是接收两个整数，返回较大的值：

int Max2 ( int a, int b )

{

if(a>b)

return a;

else

return b;

}

函数头部分包含函数的返回类型、函数名以及一个或多个形式参数(简称形参)。它指出了该函数的使用方法(函数调用的形式)。

一般函数都会返回一个值(return 后面跟随的值)，这个返回值的数据类型，就是函数的返回类型。也有一些函数没有返回值，只是执行一些具体的操作(比如打印输出等)，这些没有返回值的函数在定义时其返回类型为 void 型(见图 2)。

图 2：函数的定义

函数头部分中用小括号括起来的，是函数需要接收的变量的声明，即形式参数(简称形参)声明，多个形参用逗号分隔。也有不接收任何形参的函数，此时，在小括号中需写入 void。

函数体部分是用花括号{ }括起来的复合语句。仅在某函数内部使用的变量，应在该函数的函数体中声明和使用。

return 表示从被调函数返回到主函数继续执行，它后面跟随的就是函数返回值。

知识点总结

返回类型、函数名、形参统称为函数头；

函数由返回类型、函数名、形参和函数体四部分构成；

形参是函数定义时声明的用于接收数据(值)的特定变量。

在前面内容中我们调用了一个标准C的库函数，叫printf，那么如果我们想自己定义函数应该如何来编写程序呢？定义函数又有什么好处呢？因为我们在教材中提及到的例子主要目的是为了让读者对程序的原理有一定的了解，所以设定的例子程序通常都比较简单，基本上在几行到十几行，多一点的也就三五十行代而已，但是在真正的编程工作中，我们需要完成的代码将非常大，所以将代码合理的分为不同的区块是很有必要的，每一个区块具有相对独立的功能，并为其它程序提供对外调用的参数和返回值，这样由多个区域组成的程序才会让程序阅读者更方便的理解程序设计的理念。并可以通过函数让功能被封装起来，使得一个功能可以在不同的情况下被其它功能调用，函数的概念就是这样产生的。我们来看看函数的定义与使用。

一、定义函数

定义一个函数我们需要确定三部分内容：

1.函数的返回值类型

2.函数的名称

3.函数的参数

确定了以上内容后就可以定义一个特有功能的函数了：

int wrongplus(int a, int b)

{

a = a + 1;

b = b + 1;

return a + b;

}

例如上面代码中就定义了一个返回值为int类型的函数，其函数名为wrongplus，一对小括号中的内容为这个函数的参数，也就是说这个函数有两个传入参数int a和int b。在函数体内，分别让a在原来的基础上加1，让b在原来的基础上加1，然后使用return关键字返回a + b的和。如果a的值是2，而b的值是3，那么这个函数的返回值则是7。

如果我们想定义一个没有返回值类型的函数则需要设计其返回值类型为void，同样，如果我们想定义一个没有参数的函数可以将其参数定义为void，通常如果一个函数没有参数可以在函数名后的小括号里什么都不写，例如：

void function1(void)

{

}

void function2()

{

}

二、函数调用与声明

我们定义了这样一个wrongplus()的函数，那么如何来让其它功能使用它呢？我们看下面程序：

#include main()

{

int a = 2, b = 3;

int c;

int wrongplus(int a, int b);

c = wrongplus(a, b);

printf("%d + %d = %d\n",a, b, c);

}

int wrongplus(int a, int b)

{

a = a + 1;

b = b + 1;

return a + b;

}

2 + 3 = 7

如果函数的定义是在调用函数的后面(下面)则需要在调用之前声明函数的定义，否则不需要事先声明。声明的意思是告诉编译器，这个函数的返回值类型、函数名和参数。

我们在调用一个函数时，需要向这个函数传其需要的参数，例如a和b这两个变量，并可以指定另一个变量用于接收这个函数执行后的返回值，比如变量c就接收了函数wrongplus()的返回值，结果为7。但是我们看到程序的运行结果是2 + 3 = 7，也就是说，执行了函数wrongplus()后，我们虽然对函数内的参数变量分别加1，但主函数main中的a和b的值并没有发生变化。

三、实参与形参

当我们调用函数时，对其传入的参数和函数体内接收到的参数其实并不是同一个变量。调用函数时向函数传入的参数称作实际参数，简称实参，而函数体内部用于接收外部调用时传入的参数的参数称为形式参数，简称形参。

例如上面例子中，在main函数中定义的变量int a和int b，在调用wrongplus(a, b);时这两变量是实参，也就是将这两个变量的值2和3传入到函数内部。而在函数wrongplus()的函数体内，用于接收这两个参数时的int a和int b则是形参，这是函数体内部额外的两个变量，用于接收2和3这两个值，这两个变量并不是main函数中定义的a和b 。

在wrongplus()函数体内，对形参做a = a + 1;和b = b + 1;操作，其实只影响到了函数体内部的这两个变量，而并未影响到main函数中的变量a和b的值。所以，在wrongplus()函数体内的a和b的值为3和4，函数运行结果的返回值为7，而在main函数中的a和b两变量的值仍然是2和3，所以printf()函数显示出的结果则是 2 + 3 = 7 。

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如果在调用一个函数时,没有传递默认参数,则函数内的默认参数是对函数的默认参数属性__defaults__的引用,

如

def func(arg1=[]): arg1.append(2)

调用func时如果没有传参,上面的arg1就是func.__defaults__[0]的引用

没传递默认参数,会发生以下情况

由于func.__defaults__[0]是可变类型,导致每一次调用func,arg1都会对func.__defaults__[0]进行操作(func.__defaults__[0].append(2),

这样在有些情况下会导致逻辑出错的,例如

def func(arg1=[]): if(arg1==[]): print'arg1 is empty' arg1.append(1) else: print'arg1 is not empty'print arg1 func() # arg1 is empty

func() #arg1 is not empty [1]

第二次调用func的时候,并没有传递参数arg1,但是第一次调用时,函数内部已经修改了__defaults__

这是为啥呢?为何第二次调用不重置arg1为[]？

因为

Python的默认参数只会在函数定义时被确定,而不是每次调用时重新确定,所以,一旦在函数中修改了默认参数,则再随后的调用中都会生效

由于有这个特性,在定义函数时,如果默认参数使用可变的对象类型,如上例子,则很可能导致逻辑出错,

所以,如不是特别需要,则不允许在函数内部对默认参数引用的func.__defaults__属性进行修改,如何能让一个对象不被修改?那就是在操作arg1前取消它对__defaults__的引用

以上例子改动一下

def func(arg1=[]): if(arg1==[]): print'arg1 is empty' arg1=[] arg1.append(1) else: print'arg1 is not empty'print arg1

上例中,在用户没有传递默认参数arg1时,函数内部会给arg1变量重新赋值,让arg1去引用我们想用的对象[],这样arg1就不会修改func.__defaults__了

如果是默认参数是有值的情况,可以这样操作

def func(arg1=[1,2,3]): if(arg1==[1,2,3]): print'is [1,2,3]' arg1=[1,2,3] #重点是这里,取消arg1对__defaults__属性的引用,防止arg1修改__defaults__ arg1.append(1) else: print'not [1,2,3]'print arg1

以上太啰嗦,下例模仿了python官方例子,使用不可变类型(例如None)作为默认参数,逻辑简洁,推荐使用

def append_to(element, to=None): #默认参数to定义时为None,但函数逻辑中进行进一步重新赋值为想使用的默认值

if to is None: to = [1,2,3] to.append(element) return to

总结:

防止默认参数修改函数的__defaults__,需要:

1.定义默认参数时,最好使用不可变类型.

2.如果默认参数一定要使用可变类型,那就在函数内部对默认参数重新赋值为可变类型的具体值.

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