1.变量
任何一种编程中，作用域是程序中定义的变量所存在的区域，超过该区域变量就不能被访问。C 语言中有三个地方可以声明变量：
- 在函数或块内部的局部变量
- 在所有函数外部的全局变量
- 在形式参数的函数参数定义中
让我们来看看什么是局部变量、全局变量和形式参数。
1.局部变量
在某个函数或块的内部声明的变量称为局部变量。它们只能被该函数或该代码块内部的语句使用。局部变量在函数外部是不可知的。下面是使用局部变量的实例。在这里，所有的变量 a、b 和 c 是 main() 函数的局部变量。
#include <stdio.h>
int main ()
{
/* 局部变量声明 */
int i, sum; //函数作用域
int c;
/* 实际初始化 */
i=0;
sum=0;
for(i=1;i<=10;i++)
{
int j=0; //块作用域,出了最近的}不认识
sum+=i;
j+=2;
}
printf ("j=%d\n",j);//出错
printf("sum=%d\n",sum);
return 0;
}
2.全局变量
全局变量是定义在函数外部，通常是在程序的顶部。全局变量在整个程序生命周期内都是有效的，在任意的函数内部能访问全局变量。
全局变量可以被任何函数访问。也就是说，全局变量在声明后整个程序中都是可用的。下面是使用全局变量和局部变量的实例：
#include <stdio.h>
/* 全局变量声明 */
int g; //文件作用域:自定义开始到文件结束
int main ()
{
/* 局部变量声明 */
int a, b;
/* 实际初始化 */
a = 10;
b = 20;
g = a + b;
printf ("value of a = %d, b = %d and g = %d\n", a, b, g);
return 0;
}
3.局部变量和全局变量同名
在程序中，局部变量和全局变量的名称可以相同，但是在函数内，如果两个名字相同，会使用局部变量值，全局变量不会被使用。下面是一个实例：
在程序中，局部变量和全局变量的
#include <stdio.h>
/* 全局变量声明 */
int g = 20;
int main ()
{
/* 局部变量声明 */
int g = 10;
printf ("value of g = %d\n", g);
return 0;
}
运行结果
value of g = 10
4.全局变量与局部变量在内存中的区别：
- 全局变量保存在内存的全局存储区中，占用静态的存储单元；
- 局部变量保存在栈中，只有在所在函数被调用时才动态地为变量分配存储单元。
2.函数
函数是一组一起执行一个任务的语句。每个 C 程序都至少有一个函数，即主函数 main() ，所有简单的程序都可以定义其他额外的函数。
您可以把代码划分到不同的函数中。如何划分代码到不同的函数中是由您来决定的，但在逻辑上，划分通常是根据每个函数执行一个特定的任务来进行的。
函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型和参数。函数定义提供了函数的实际主体。
C 标准库提供了大量的程序可以调用的内置函数。例如，函数 strcat() 用来连接两个字符串，函数 memcpy() 用来复制内存到另一个位置。
函数还有很多叫法，比如方法、行为、动作等等。
1.定义函数
C 语言中的函数定义的一般形式如下：
return_type function_name( parameter list )
{
body of the function
}
在 C 语言中，函数由一个函数头和一个函数主体组成。下面列出一个函数的所有组成部分：
- 返回类型：一个函数可以返回一个值。return_type 是函数返回的值的数据类型。有些函数执行所需的操作而不返回值，在这种情况下，return_type 是关键字 void。
- 函数名称：这是函数的实际名称。函数名和参数列表一起构成了函数签名。
- 参数：参数就像是占位符。当函数被调用时，您向参数传递一个值，这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的，也就是说，函数可能不包含参数。
- 函数主体：函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。
以下是 max() 函数的源代码。该函数有两个参数 num1 和 num2，会返回这两个数中较大的那个数：
/* 函数返回两个数中较大的那个数 */
int max(int num1, int num2)
{
/* 局部变量声明 */
int result;
if (num1 > num2) {
result = num1;
} else {
result = num2;
}
return result;
}
2.函数声明
函数声明会告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。
函数声明包括以下几个部分：
return_type function_name( parameter list );
针对上面定义的函数 max()，以下是函数声明：
int max(int num1, int num2);
在函数声明中，参数的名称并不重要，只有参数的类型是必需的，因此下面也是有效的声明：
int max(int, int);
当您在一个源文件中定义函数且在另一个文件中调用函数时，函数声明是必需的。在这种情况下，您应该在调用函数的文件顶部声明函数。
3.调用函数
创建 C 函数时，会定义函数做什么，然后通过调用函数来完成已定义的任务。
当程序调用函数时，程序控制权会转移给被调用的函数。被调用的函数执行已定义的任务，当函数的返回语句被执行时，或到达函数的结束括号时，会把程序控制权交还给主程序。
调用函数时，传递所需参数，如果函数返回一个值，则可以存储返回值。例如：
#include <stdio.h>
/* 函数声明 */
int max(int num1, int num2);
int main ()
{
/* 局部变量定义 */
int a = 100;
int b = 200;
int ret;
/* 调用函数来获取最大值 */
ret = max(a, b);
printf( "Max value is : %d\n", ret );
return 0;
}
/* 函数返回两个数中较大的那个数 */
int max(int num1, int num2)
{
/* 局部变量声明 */
int result;
if (num1 > num2)
result = num1;
else
result = num2;
return result;
}
把 max() 函数和 main() 函数放一块，编译源代码。当运行最后的可执行文件时，会产生下列结果：
Max value is : 200
4.实例-简易计算器
#include <stdio.h>
//主菜单
void menu(void);
//加法
int add(int num1,int num2);
//减法
int sub(int num1,int num2);
//乘法
int mul(int num1,int num2);
//除法
int div(int num1,int num2);
int main(void)
{
int num1=0,num2=0,result=0;
char op='\0';
while(1)
{
printf("请输入两个整数：\n");
scanf("%d%d",&num1,&num2);
menu();//菜单
getchar();
scanf("%c",&op);
switch(op)
{
case '+':
result=add(num1,num2);
break;
case '-':
result=sub(num1,num2);
break;
case '*':
result=mul(num1,num2);
break;
case '/':
result=div(num1,num2);
break;
case '#':
exit(0);
break;
default:
printf("error input");
}
printf("%d %c %d = %d\n",num1,op,num2,result);
}
}
void menu(void)
{
printf("(+)------------add\n");
printf("(-)------------sub\n");
printf("(*)------------mul\n");
printf("(/)------------div\n");
printf("(#)------------exit\n");
}
int add(int num1,int num2)
{
int result=0;
result=num1+num2;
return result;
}
int sub(int num1,int num2)
{
int result=0;
result=num1-num2;
return result;
}
int mul(int num1,int num2)
{
int result=0;
result=num1*num2;
return result;
}
int div(int num1,int num2)
{
int result=0;
if(num2!=0){
result=num1/num2;
}
return result;
}
5.函数参数
==函数定义处的参数为形参，函数调用处的参数是实参。==
形参就像函数内的其他局部变量，在进入函数时被创建，退出函数时被销毁。
当调用函数时，有两种向函数传递参数的方式：
| 调用类型 | 描述 |
|---|---|
| 传值调用 | 该方法把参数的实际值复制给函数的形式参数。在这种情况下，修改函数内的形式参数不会影响实际参数。 |
| 引用调用 | 通过指针传递方式，形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于对实参本身进行的操作。 |
默认情况下，C 使用传值调用来传递参数。一般来说，这意味着函数内的代码不能改变用于调用函数的实际参数。
向函数传递参数的传值调用方法，把参数的实际值复制给函数的形式参数。在这种情况下，修改函数内的形式参数不会影响实际参数。
默认情况下，C 语言使用传值调用方法来传递参数。一般来说，这意味着函数内的代码不会改变用于调用函数的实际参数。函数 swap() 定义如下：
/* 函数定义 */
void swap(int x, int y)
{
int temp;
temp = x; /* 保存 x 的值 */
x = y; /* 把 y 赋值给 x */
y = temp; /* 把 temp 赋值给 y */
return;
}
现在，让我们通过传递实际参数来调用函数 swap()：
#include <stdio.h>
/* 函数声明 */
void swap(int x, int y);
int main ()
{
/* 局部变量定义 */
int x = 100;
int y = 200;
printf("交换前，x 的值： %d\n", x );
printf("交换前，y 的值： %d\n", y );
/* 调用函数来交换值 */
swap(x, y);
printf("交换后，x 的值： %d\n", x );
printf("交换后，y 的值： %d\n", y );
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
交换前，x 的值： 100
交换前，y 的值： 200
交换后，x 的值： 100
交换后，y 的值： 200
6.函数和指针---交换两个数
/* 函数定义 */
void swap(int *px, int * py)
{
int temp;
temp = *px;
*px = *py;
*py = temp;
return;
}
现在，让我们通过传递实际参数来调用函数 swap()：
#include <stdio.h>
/* 函数声明 */
void swap(int *px, int *py);
int main ()
{
/* 局部变量定义 */
int x = 100;
int y = 200;
printf("交换前，x 的值： %d\n", x );
printf("交换前，y 的值： %d\n", y );
/* 调用函数来交换值 */
swap(&x, &y);
printf("交换后，x 的值： %d\n", x);
printf("交换后，y 的值： %d\n", y );
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
交换前，x 的值： 100
交换前，y 的值： 200
交换后，x 的值： 200
交换后，y 的值： 100
7.递归函数
递归指的是在函数的定义中使用函数自身的方法。
1.语法格式
void recursion()
{
statements;
... ... ...
recursion(); /* 函数调用自身 */
... ... ...
}
int main()
{
recursion();
}
2.流程图
C 语言支持递归，即一个函数可以调用其自身。但在使用递归时，程序员需要注意定义一个从函数退出的条件，否则会进入死循环。
递归函数在解决许多数学问题上起了至关重要的作用，比如计算一个数的阶乘、生成斐波那契数列，等等。
3.数的阶乘
下面的实例使用递归函数计算一个给定的数的阶乘：
#include <stdio.h>
double factorial(unsigned int i)
{
if(i <= 1)
{
return 1;
}
return i * factorial(i - 1);
}
int main()
{
int i = 5;
printf("%d 的阶乘为 %f\n", i, factorial(i));
return 0;
}
4.斐波那契数列
下面的实例使用递归函数生成一个给定的数的斐波那契数列：
#include <stdio.h>
long long fibonaci(int i)
{
if(i == 0)
{
return 0;
}
if(i==1||i==2)
{
return 1;
}
return fibonaci(i-1) + fibonaci(i-2);
}
int main()
{
int num=0;
printf("请输入一个正整数：");
scanf("%d", &num);
printf("第%d项的值是： %lld\t\n", num,fibonaci(num));
return 0;
}
以上代码看似没有问题，可是当我们把n取值稍大些，比如；n=100, 运行时接近死机状态，几乎无法得到结果。之所以出现这样的情形，是因为返回值是一个递归表达式。对应以上程序进行改写优化如下。
#include <stdio.h>
long long fibonaci(int i,long long pre,long long next)
{
if(i == 2)
{
return next;
}
return fibonaci(i-1,next,pre+next);
}
int main()
{
int num=0;
printf("请输入一个正整数：");
scanf("%d", &num);
printf("第%d项的值是： %lld\t\n", num,fibonaci(num,1,1));
return 0;
}
运行结果：
请输入一个正整数：100
第100项的值是： 3736710778780434371