学嵌入式和C语言编程 | 学习日记Day10：函数、函数的调用，值传递、递归、一维整型数组做函数参数

前言

今天学习 C 语言函数，函数是实现代码模块化最重要的工具。使用函数可以降低程序耦合度，减少重复代码，提高代码复用能力。在嵌入式项目开发中，我们会把传感器读取、外设驱动、数据处理全部封装成函数，方便调用与维护。本次学习内容包含函数定义、调用、声明、值传递、递归调用，以及数组作为函数参数的传参规则。

一、函数基础

函数优点：降低程序的耦合性（关联度），减少重复代码，让程序模块化，增强代码复用性。

1. 函数定义

格式：

c
返回值类型 函数名(形参表)
{
函数体;
}

  1. 返回值：可以是 int、char 等基础数据类型，也可以是构造数据类型。用来返回函数最终运算结果。void空类型：函数执行完毕，不需要返回任何结果时使用 void 作为返回值。
  2. 函数名：标识符，遵守标识符命名规则，尽量见名知意。习惯以 “动词”+“宾语” 命名，例如get_max_val();获取最大值。
  3. 形参表：函数执行过程中需要用到的条件。
    格式：数据类型 形参名, 数据类型 形参名, 数据类型 形参名 …

注意：当函数有明确返回值类型，必须写return；如果不写 return，系统返回内存里随机垃圾值。
如果返回值为 void，可以不写 return，也可以写return;。

2. 函数调用

格式：

c
函数名(实参表);

实参：传递给函数的实际条件，可以是常量、变量、表达式。

实参要求：

  1. 实参的个数和形参的个数必须一一对应。
  2. 实参和形参的数据类型要一致或者相互兼容。

概念区分：

  • 主调函数：发起调用的函数
  • 被调函数：被别人调用的函数

函数执行规则：

  1. 函数不被调用则不会执行，调用几次就执行几次。
  2. 实参和形参名字可以相同，也可以不同。

3. 函数的声明

出现场景：被调函数写在主调函数后面，编译器报implicit declaration隐式声明警告。

两种声明方式：

  1. 在主调函数前面进行函数声明：返回值类型 函数名(形参表);
  2. 多文件开发，其他文件想要调用本文件函数，也需要做函数声明。

4. 函数调用过程（栈空间工作机制）

  1. 保护现场：函数被调用时，把调用位置的下一条指令地址保存到栈空间，栈遵循先进后出。
  2. 恢复现场：被调函数执行结束，从栈取出保存的地址，CPU 回到调用处，继续执行后续代码。

二、函数的传参 —— 值传递

值传递：实参向形参做拷贝，实参、形参拥有各自独立内存空间。

值传递核心特点：

  1. 单向传递，只把实参拷贝给形参。
  2. 在被调函数内部修改形参，不会影响主调函数里面原来的实参变量。

项目

值传递说明

内存空间

实参、形参各自独立内存

数据流向

只能实参 → 形参，单向拷贝

修改效果

被调函数修改形参，主调函数变量不受影响

三、函数的递归调用

  1. 定义：函数直接或者间接调用自身。
  2. 本质：属于循环的一种实现方式。
  3. 重点规则：递归必须设置递归出口，没有出口就会变成死循环，造成栈溢出。
  4. 缺点：递归调用系统资源开销大于普通循环，消耗栈内存，嵌入式开发不建议深度递归。

简单递归示例逻辑，求累加：

Plain Text
main() → get_sum(5) → get_sum(4) → get_sum(3) → get_sum(2) → get_sum(1)递归出口

get_sum(5) → get_sum(4)+1 → get_sum(3)+1 → get_sum(2)+1 → get_sum(1)+1→return 1；

四、一维数组作为函数参数

数组名本质是数组首元素的地址。

1. 传参书写格式

函数定义：

c
返回值类型 函数名(int 数组名[], int len)
{
//函数内部数组使用方式和外部完全一样
}

函数调用：

c
函数名(数组名,数组长度);

2. 数组做函数参数四条注意点

  1. 形参书写格式：int a[]，方括号内常量可以写，也可以省略。
  2. 数组名传参，传递的不是全部数组拷贝，传递的是数组首元素地址，形参本质接收一个起始地址。
  3. 只传数组名无法得到数组长度，必须额外把数组长度 len 当做参数传入函数。
  4. 数组作为函数参数传递给被调函数后，函数内部的使用方法和外部的使用方法一样，除了sizeof（数组名）；。

值传递 vs 数组传参对比

传参方式

传递内容

修改是否影响外部原始数据

普通变量值传递

变量值拷贝

不影响外部变量

数组名作为参数

数组首元素地址

函数内修改数组，外部数组同步改变

今日学习总结

  1. 函数三要素：返回值、函数名、形参列表；void 代表无返回值；有返回值的函数必须使用 return。
  2. 实参与形参个数、类型需要匹配；值传递是单向拷贝，修改形参不会改变主调函数变量。
  3. 函数写在调用之后，必须提前做函数声明，消除隐式声明警告。
  4. 函数调用依靠栈空间完成保护现场、恢复现场，栈遵循先进后出。
  5. 递归就是函数调用自己，一定要写递归出口，递归栈开销大，嵌入式尽量少用深度递归。
  6. 数组名做函数参数传递的是首元素地址，不是完整数组拷贝，必须额外传入数组长度；函数内部修改数组，外部原始数组会被同步修改。
  7. 工程实践：嵌入式开发中，传感器处理、外设驱动全部封装为函数，提升代码可读性、复用性。