【重拾C语言】五、模块化程序设计

目录

前言

五、模块化程序设计——函数

5.1 计算三角形的重心

5.2 函数

5.2.1 函数定义

5.2.2 函数调用

a. 函数调用的形式和过程

b. 参数传递

值传递

指针传递

c. 函数结果返回

5.2.3 函数原型（先调用后定义）

5.3 程序设计实例

5.3.1 打印字符图形

5.3.2 哥德巴赫猜想

5.4  程序调试

        本文介绍了模块化程序设计——函数，其中包括如何定义函数、函数的调用形式和过程、参数传递（值传递和指针传递）、函数结果的返回以及函数原型的使用。具体的程序设计实例有打印字符图形和验证哥德巴赫猜想。

        在C语言中，我们可以使用函数实现模块化程序设计，将一些独立功能的部分写成单独的函数，使得程序更加结构化和清晰。

        我们可以根据给定的三角形顶点坐标（x1, y1）、（x2, y2）和（x3, y3）来计算三角形的重心。重心G的坐标计算公式如下：

        以下是使用C语言实现的函数：

        （关于指针的使用详见本系列后文）

        函数定义包括返回值类型、函数名、参数列表以及函数体。

        其中，返回类型符指定了函数返回的数据类型，可以是基本数据类型（如int、char、float等）或自定义的数据类型。函数名是函数的标识符，用于在程序中调用该函数。参数列表是一组用逗号分隔的参数，可以包含零个或多个参数，每个参数包括参数类型和参数名。函数体是函数的具体实现代码，包括一系列语句和操作。以上面 centroid 函数为例：

        函数的目的是计算一个三角形的质心坐标。它接受6个输入参数，分别是三角形的3个顶点的x和y坐标（x1, y1, x2, y2, x3, y3），以及两个指针变量（float *Gx和float *Gy），用于存储计算得到的质心的x和y坐标。

        在函数体中，通过将三个顶点的x坐标相加并除以3，将结果存储在*Gx指向的内存位置中，表示质心的x坐标。同样，将三个顶点的y坐标相加并除以3，将结果存储在*Gy指向的内存位置中，表示质心的y坐标。

        请注意，在C语言中，函数的声明和定义可以分开进行，即可以在程序的开头声明函数的原型（函数名、参数列表和返回类型），然后在后面的位置实现函数的定义。这种分离的方式可以提供更好的代码组织和模块化。

（详见5.2.3 函数原型）

        函数调用是在主函数或其他函数中使用已定义的函数。通过函数名和实际参数列表来调用函数。例如，在 main 函数中，我们调用了 centroid 函数并传入了6个实际参数和2个用于存储结果的指针。

a. 函数调用的形式和过程

        在C语言中，函数调用通过函数名和实际参数列表的形式进行。函数调用的一般形式是：

        其中，函数名是要调用的函数的名称，参数是传递给函数的输入值。

函数调用的过程如下：

b. 参数传递

        在C语言中，函数参数可以通过值传递（传递参数的副本）或指针传递（传递参数的地址）的方式进行传递。

值传递

指针传递

（关于指针相关知识详见后文）

c. 函数结果返回

例如，以下是一个函数的示例，它计算两个整数的和并返回结果：

在调用该函数时，可以将返回值赋给一个变量：

        在这个例子中，函数 add 接收两个整数参数 a 和 b，计算它们的和并将结果返回。函数调用 add(3, 5) 的结果为 8，然后将返回值 8 赋给变量 result。

        函数原型是函数定义的简化形式，用于告诉编译器函数的信息，包括函数的返回值类型、函数名和参数列表（包括参数类型和参数名）。函数原型的目的是在函数调用之前提供函数的声明，让编译器知道函数的存在及其参数和返回值的类型。

        在C语言中，函数原型的语法形式为：

        例如，对于之前提到的 centroid 函数，可以编写函数原型如下：

        通过提供函数原型，我们可以在主函数之前声明函数，使得编译器能够正确地解析函数调用，并检查函数调用的参数类型和返回值类型的匹配性。这提高了程序的可读性和可维护性。在本例5.1中，函数原型可以省略，因为我们把 centroid 函数放在 main 函数的前面。

        在程序的开头声明函数的原型：