C语言-章节 4：函数的定义与声明 ——「神秘法术的卷轴」

        少年和 Inta 成功通过运算符与表达式的考验后，继续在函数城堡中探索。他们沿着一条闪烁着幽光的走廊前行，走廊两侧的墙壁上刻满了奇异的符号，仿佛在诉说着古老的编程秘密。终于，他们来到了一间神秘的房间，房间中央悬浮着一卷散发着金色光芒的卷轴。

        “这就是「神秘法术的卷轴」，据说里面藏着函数的定义与声明的奥秘。”Inta 眼中闪烁着兴奋的光芒。

        就在这时，一位身着长袍的智者凭空出现，他的眼神深邃而睿智，仿佛能看穿一切。智者缓缓开口：“在 C 语言中，函数是程序的基本构建块，它将一组相关的语句组合在一起，完成特定的任务。函数的使用有助于提高代码的模块化程度和可复用性。下面我就详细给你们讲讲 C 语言函数的定义与声明。”

        “函数的定义是指具体实现函数功能的代码块，它包含了函数的名称、参数列表、返回值类型以及函数体。其语法格式如下：” 智者说着，手中魔杖一挥，空中浮现出代码：

c

返回值类型 函数名(参数列表) {// 函数体，包含具体的执行语句return 返回值; // 如果返回值类型为 void，则可以省略 return 语句
}

        “下面我来解释各部分的含义。返回值类型指定函数执行完毕后返回的数据类型，像 int、float、char 等。要是函数不返回任何值，就使用 void 类型。

        每个参数由数据类型和参数名组成。要是函数不需要参数，参数列表可以为空，或者使用 void 明确表示。函数体由一对花括号 {} 括起来，里面包含了实现函数功能的具体语句。

   return 语句用于将函数的执行结果返回给调用者，返回值的类型必须与函数定义时指定的返回值类型一致。”

智者说完，又展示了两个示例代码：

c

// 定义一个计算两个整数之和的函数
int add(int a, int b) {int sum = a + b;return sum;
}// 定义一个不返回值且无参数的函数
void printHello() {printf("Hello, World!\n");// 由于返回值类型为 void，这里可以省略 return 语句
}

少年和 Inta 认真地听着，不时点头表示理解。

智者接着说：“函数的声明则是向编译器告知函数的名称、返回值类型和参数列表，这样在调用函数之前，编译器就能知道函数的原型。函数声明通常放在源文件的开头或者头文件中。

“函数声明的语法和函数定义类似，但只需要函数的签名，也就是返回值类型、函数名和参数列表，不需要函数体，并且在语句末尾要加上分号 ;。”

智者又给出了示例：

c

// 函数声明
int add(int a, int b);
void printHello();#include <stdio.h>int main() {int result = add(3, 5);printf("3 + 5 = %d\n", result);printHello();return 0;
}// 函数定义
int add(int a, int b) {int sum = a + b;return sum;
}void printHello() {printf("Hello, World!\n");
}

“函数声明有两个重要作用。

        一是告知编译器函数的存在，在调用函数之前，编译器需要知道函数的返回值类型和参数列表，这样才能进行类型检查和生成正确的调用代码。

        二是允许函数在调用之后再定义，如果没有函数声明，函数的定义必须放在调用之前，否则编译器会报错。有了函数声明，函数的定义可以放在调用之后，这样能提高代码的组织性和可读性。”

        智者继续提醒道：“这里有一些注意事项。在函数声明中，参数名可以省略，只保留参数的类型，比如 int add(int, int);

   但在函数定义中，参数名不能省略。在大型项目中，通常把函数声明放在头文件（.h 文件）中，然后在源文件（.c 文件）中包含该头文件，这样方便多个源文件共享函数声明。比如创建一个名为 functions.h 的头文件：” 智者展示了头文件的代码：

c

// functions.h
#ifndef FUNCTIONS_H
#define FUNCTIONS_Hint add(int a, int b);
void printHello();#endif

“然后在源文件 main.c 中包含该头文件：”

c

// main.c
#include <stdio.h>
#include "functions.h"int main() {int result = add(3, 5);printf("3 + 5 = %d\n", result);printHello();return 0;
}

“同时，在 functions.c 文件中实现这些函数：”

c

// functions.c
#include <stdio.h>int add(int a, int b) {int sum = a + b;return sum;
}void printHello() {printf("Hello, World!\n");
}

        “通过这种方式，可以将函数的声明和定义分离，提高代码的可维护性和可扩展性。”

        智者刚讲完，房间的四个角落突然射出四道光芒，每道光芒中都浮现出一道题目。

        第一题：定义一个函数来计算两个整数的乘积，并调用这个函数计算 4 和 6 的乘积。

        少年略作思考，拿出一支魔法笔，在地上写下代码：

c

#include <stdio.h>// 函数声明
int multiply(int a, int b);// 函数定义
int multiply(int a, int b) {return a * b;
}int main() {int result = multiply(4, 6);printf("4 和 6 的乘积是: %d\n", result);return 0;
}

刚写完，地上的代码开始发光，一个虚拟屏幕出现，显示出程序的运行结果：

plaintext

4 和 6 的乘积是: 24

        第二题：声明并定义一个函数，判断一个整数是否为正数，如果是则返回 1，否则返回 0，然后调用该函数判断 -5 是否为正数。

少年迅速写下代码：

c

#include <stdio.h>// 函数声明
int isPositive(int num);// 函数定义
int isPositive(int num) {return num > 0;
}int main() {int result = isPositive(-5);printf("-5 是否为正数: %s\n", result ? "是" : "否");return 0;
}

代码写完，虚拟屏幕再次出现，显示运行结果：

plaintext

-5 是否为正数: 否

        第三题：定义一个函数，求三个整数中的最大值，并调用该函数找出 2、9 和 5 中的最大值。

少年思考片刻，写下如下代码：

c

#include <stdio.h>// 函数声明
int findMax(int a, int b, int c);// 函数定义
int findMax(int a, int b, int c) {int max = a;if (b > max) {max = b;}if (c > max) {max = c;}return max;
}int main() {int result = findMax(2, 9, 5);printf("2、9 和 5 中的最大值是: %d\n", result);return 0;
}

随后，运行结果出现在屏幕上：

plaintext

2、9 和 5 中的最大值是: 9

        第四题：声明并定义一个函数，将一个整数的每一位数字相加，并调用该函数计算 123 各位数字之和。

少年认真分析题目后，写下代码：

c

#include <stdio.h>// 函数声明
int digitSum(int num);// 函数定义
int digitSum(int num) {int sum = 0;while (num != 0) {sum += num % 10;num /= 10;}return sum;
}int main() {int result = digitSum(123);printf("123 各位数字之和是: %d\n", result);return 0;
}

屏幕上很快显示出运行结果：

plaintext

123 各位数字之和是: 6

        随着四个题目全部解答完毕，悬浮的卷轴缓缓展开，散发出耀眼的光芒。智者微笑着说：“你们已经掌握了函数的定义与声明的基本要领，带着这份知识继续前行吧，前方还有更多的挑战等待着你们。”

        少年和 Inta 满怀信心地拿起卷轴，朝着房间的另一扇门走去，他们知道，新的冒险即将开始。

编程启示录

        “函数的定义与声明是 C 语言编程中强大的工具，就像神秘法术的卷轴，能将复杂的任务分解成一个个小的、可复用的模块。函数声明为程序提供了清晰的接口，而函数定义则实现了具体的功能。合理运用函数，能让代码更加简洁、易读和可维护。在面对各种编程问题时，要善于将问题拆解，通过定义和调用函数来解决。”