C 語言函式進階：回傳值機制、函式宣告風格、陣列參數與遞迴完整解析

函式是 C 語言模組化的基本單元。本文深入剖析 return 回傳值機制、傳統 vs 現代函式宣告風格、陣列作為參數的退化規則、遞迴函式設計模式，並提供標準庫級錯誤處理範例。

函式回傳值機制

return 語句語義

return 表達式;      // 計算表達式值，複製至呼叫端暫存器/棧框
return (表達式);    // 等價，括號可加可不加
return;             // 僅用於 void 函式，直接返回控制權

• 函式最多執行一個 return（控制流離開函式）。
• 回傳型別與函式定義型別不符時，隱含轉型（如 double→int 截斷）。
• void 函式不可用於運算式中（x = f(); 編譯錯誤）。

型別一致性建議

// 錯誤：定義 double 卻 return int
double bad() { return 3; }  // 隱含轉 3.0，但誤導維護者

// 正確：明確回傳型別
double good() { return 3.0; }

函式宣告：傳統 vs 現代（ANSI C）

強制要求：C99 起禁止隱含函式宣告（呼叫前必須可見宣告或定義）。

可省略宣告的四種情況

1. 回傳 int/char 且未出現參數型別轉換需求（舊式隱含 int 規則，現代不建議依賴）。
2. 被呼叫函式定義在呼叫者之前（定義即宣告）。
3. 檔案最上方集中宣告所有函式原型（專案規範常見）。
4. 標準庫函式：#include <header.h> 已含宣告。

陣列作為函式參數：退化為指標

兩種傳遞模式

陣列參數三種等價寫法

void f1(int arr[]);      // 建議：語意清楚
void f2(int arr[10]);    // 長度被忽視，僅文件用
void f3(int *arr);       // 本質：指標

函式無法得知陣列長度，必須額外傳遞 size_t n。

範例：正數歸零過濾器

void print_nonneg(int val) {
    printf("%d ", val > 0 ? val : 0);
}
int main() {
    int a[5];
    for (int i=0; i<5; ++i) scanf("%d", &a[i]);
    for (int i=0; i<5; ++i) print_nonneg(a[i]);  // 元素傳值
}

二維陣列參數：必須指定列寬

void print_mat(int mat[][4], int rows) {  // 或 int (*mat)[4]
    for (int i=0; i

long long fact(int n) {
    if (n <= 1) return 1;          // 基底
    return n * fact(n - 1);        // 遞迴步驟 + 縮減
}

// 非尾端：乘法在遞迴返回後
long long fact(int n) { return n<=1?1:n*fact(n-1); }

// 尾端：累積器帶入參數
long long fact_tail(int n, long long acc) {
    if (n <= 1) return acc;
    return fact_tail(n-1, n*acc);  // 最後動作是呼叫自身
}
// GCC -O2 可優化為迴圈，避免棧溢位

#include 
double average(int count, ...) {
    va_list ap;
    va_start(ap, count);
    double sum = 0;
    for (int i=0; i

int cmp_int(const void *a, const void *b) {
    return *(int*)a - *(int*)b;
}
qsort(arr, n, sizeof(int), cmp_int);  // 標準庫回調