C Primer Plus 學習筆記：第九章 函數

第九章 函數

9.1 函數概述

• 函數是完成特定任務的獨立代碼單元。
• 使程序模塊化，利於閱讀、修改、維護。
• 編寫前先明確功能及與整體關系。

9.1.1 函數示例解析

以 starbar() 為例，標識符出現三處：
1. 函數原型：告知編譯器類型。
2. 函數調用：觸發執行。
3. 函數定義：具體實現。
函數同變量有類型，使用前必須聲明。原型以分號結尾區別於定義。原型可置於 main() 前或內部。同文件易編譯，分文件利於復用。函數內變量為局部變量，僅在函數內可見。

9.1.2 帶參函數：形式參數

void show_n_char(char ch, int num) {
    int count;
    for (count = 0; count < num; count++)
        putchar(ch);
}

• ch、num 為形式參數（形參），屬函數私有的局部變量。
• 調用時實參值按值傳遞復制給形參，函數內修改不影響實參。
• return 可返回值，也用於提前結束函數並返回調用處下一語句。

9.1.3 函數類型與聲明

函數聲明必須在使用前。聲明告知類型，定義提供實現。

9.1.4 函數原型的作用

調用時參數壓入棧，被調函數從棧取值。原型讓編譯器檢查參數類型/個數匹配，發現潛在錯誤。

9.2 遞歸

• C 允許函數調用自身，稱為遞歸。
• 可替代循環，結構優美，但執行效率通常低於循環（棧開銷）。

9.2.1 遞歸執行流程

每級遞歸擁有私有變量副本。調用地址與返回地址相同。每次調用必有返回。流程：逐級深入 → 到達基準情況 → 逐級返回。
遞歸調用前的語句按調用順序執行；遞歸調用後的語句按返回順序（逆序）執行。代碼不會被復制。必須包含終止條件，否則無限遞歸導致棧溢出。

9.2.2 優缺點

• 優點：某些問題（如樹遍歷、漢諾塔）遞歸解法最簡潔。
• 缺點：深度遞歸快速耗盡棧內存。

9.3 多源文件編譯

UNIX (cc)

cc file1.c file2.c        # 生成 a.out
cc file1.c file2.o        # 增量編譯鏈接

Linux (gcc)

gcc file1.c file2.c
gcc file1.c file2.o

Windows (IDE)

• 面向工程（專案），需將源文件加入工程。
• 跨文件調用仍需函數原型，常放入頭文件 .h 統一管理。

9.4 指針簡介

• 指針：值為地址的變量。int *ptr = &pooh; 將 pooh 地址賦給 ptr。ptr 是變量，&pooh 是常量。

9.4.1 間接運算符 *

對指針用 * 可獲取其指向地址存儲的值（解引用）。

9.4.2 地址運算符 &

一元 & 取得變量存儲地址。%p 為輸出地址的格式符。