【C 语言篇】函数模块拼图与代码复用灯塔：C 语言编程中探索函数调用的高效征程

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[【C语言篇】函数模块拼图与代码复用灯塔：C 语言编程中探索函数调用的高效征程](#【C语言篇】函数模块拼图与代码复用灯塔：C 语言编程中探索函数调用的高效征程)
前言
- [一、创建和使用函数](#一、创建和使用函数)
- - - [1. 创建函数](#1. 创建函数)
    - [2. 调用函数](#2. 调用函数)
- [二、局部变量](#二、局部变量)
- - - [1. 局部变量的特点](#1. 局部变量的特点)
    - [2. 局部变量的初始化](#2. 局部变量的初始化)
    - [3. 局部变量的生命周期](#3. 局部变量的生命周期)
    - [4. 关于局部变量的总结](#4. 关于局部变量的总结)
- [三、全局变量](#三、全局变量)
- - - [1. 全局变量的特点](#1. 全局变量的特点)
    - [2. 全局变量的声明与使用](#2. 全局变量的声明与使用)
    - [3. 关于全局变量总结](#3. 关于全局变量总结)
    - [4. 局部变量与全局变量的区别](#4. 局部变量与全局变量的区别)
结语

【C语言篇】函数模块拼图与代码复用灯塔：C 语言编程中探索函数调用的高效征程

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前言

在 C 语言里，函数是具有特定功能的代码片段，能被重复调用，还能接收参数，也可以返回一个值。它作为结构化编程的关键部分，让程序员可以把复杂的大问题拆分成若干小问题，并用一个个函数分别解决，如此一来，代码的可读性变强，也更易于维护和重复使用.
本文我们来介绍函数的创建与使用、以及局部变量与全局变量

一、创建和使用函数

1. 创建函数

首先我们来看看如何创建一个函数，创建一个函数是很简单的，格式如下：
返回值类型函数名称([函数参数...]);

如果我们的函数只需要完成任务，不需要告诉我们结果，返回值类型可以写成void表示为空。

2. 调用函数

函数名(参数值)
- 这里的括号其实是表示函数调用，即使我们没有参数也需要()
下面来展示一下函数的创建与调用方法

c 复制代码

#include <stdio.h>
void cheer()//定义函数  返回类型是void表示无返回值
{
    printf("Hello World!\n");
}

int main(){
    cheer();//调用函数
return 0;
}

输出结果:

c 复制代码

 Hello World!

这里需要注意的是没有参数也需要() 不然就会报错。

函数名(参数值)
- 这里的括号其实是表示函数调用，即使我们没有参数也需要()
如果有参数，则需要给出正确的数量和顺序
这些值会被按顺序依次用来初始化函数中的参数

下面我再来展示一个关于函数的代码

c 复制代码

#include <stdio.h>
void sum(int begin, int end)//之所以把sum()写在上面 是因为编译器会自上而下分析代码
{
    int i;
    int sum = 0;
    for (i = begin; i <= end; i++)
    {
        sum += i;
    }
    printf("%d到%d的和为%d\n", begin, end, sum);
}
int main()
{
    sum(1, 10);//把值交给上面参数表里面的参数
    sum(20, 30);
    sum(40, 50);

    return 0;
}

输出结果:

c 复制代码

1到10的和为55
20到30的和为275
40到50的和为495

二、局部变量

现在我们已经了解了如何创建和调用函数，在继续学习后续内容之前，我们需要先认识一下全局变量和局部变量这两个概念

1. 局部变量的特点

作用域限定 ：

局部变量只能在定义它的函数或代码块中使用。它不能被函数外部的代码直接访问。
生命周期 ：

局部变量在程序执行到包含它的函数或代码块时被创建，当函数执行结束后，它们的生命周期结束，所占用的内存空间会被释放。
默认值 ：

局部变量在定义时不会自动初始化，因此它们的初始值是未定义的（即它们的值是随机的，取决于内存中的现有数据）。为了避免使用未初始化的局部变量，最好在声明时显式地进行初始化。
存储类型 ：

局部变量的存储类型通常是 自动存储 （auto），意味着它们的生命周期仅限于函数调用时的栈内存中。可以通过 auto 关键字显式指定，尽管通常会省略，因为默认就是 auto。

在其他函数中，无法使用main函数中的变量，因为局部变量的作用域是有限的，比如位于某个函数内部的变量，那么它的作用域就是整个函数内部，而在其他位置均无法访问。比如我们之前学习的for循环，当我们这样定义时：

c 复制代码

#include <stdio.h>
int main() {
    int i;//如果定义在函数中 那么整个函数可以使用
    for (i = 0; i < 10; i++) 
    {
        printf("%d\n", i);//在内部正常使用i
    }
    i += 5; //在外部能使用i
    printf("%d\n", i);//在外部能使用i
    return 0;
}

输出结果:

c 复制代码

在 C 语言中，局部变量是指在函数内部声明并使用的变量。局部变量的作用域仅限于它所在的函数或代码块（如循环、条件语句等），在函数或代码块外部无法访问或使用。局部变量在函数调用时被创建，并在函数执行完毕时销毁。

2. 局部变量的初始化

局部变量在声明时最好进行初始化，以确保它们不会保存任何垃圾值。可以直接在声明时赋值：

c 复制代码

int a = 10;  // 局部变量 a 初始化为 10

如果没有初始化，局部变量的值将是随机的，可能导致程序出现错误。

3. 局部变量的生命周期

下面是一个简单示例，演示了局部变量在不同函数中的作用域和生命周期。

c 复制代码

#include <stdio.h>

void functionA() {
    int a = 10;  // 局部变量 a
    printf("In functionA, a = %d\n", a);
}

void functionB() {
    int b = 20;  // 局部变量 b
    printf("In functionB, b = %d\n", b);
}

int main() {
    functionA();  // 调用 functionA，a 变量生命周期结束
    functionB();  // 调用 functionB，b 变量生命周期结束
    return 0;
}

输出结果:

c 复制代码

In functionA, a = 10
In functionB, b = 20

在这个例子中，a 和 b 都是局部变量，它们在各自的函数中声明并使用。当 functionA() 执行完毕后，局部变量 a 会被销毁。当 functionB() 执行时，b 才被创建并使用，它们之间互不影响。

4. 关于局部变量的总结

局部变量是函数或代码块中声明的变量，具有作用域和生命周期的局限性。它们能够有效地封装函数内部的操作，避免与程序其他部分的冲突，是 C 语言程序设计中的基本组成部分。合理使用局部变量能提高程序的清晰度、可维护性，并降低错误的发生。

三、全局变量

在 C 语言中，全局变量是指在所有函数外部声明的变量，其作用域是整个程序（即函数外部的所有部分都可以访问和修改该变量）。全局变量在程序的整个生命周期内存在，直到程序结束时才被销毁。

1. 全局变量的特点

作用域广泛 ：

全局变量的作用域从它声明的位置开始，到整个文件的末尾（如果是多文件程序，跨文件使用时需要 extern 声明）。也就是说，全局变量可以在程序的任何地方被访问和修改（但需要注意访问权限和隐式修改的问题）。
生命周期长 ：

全局变量的生命周期与程序的运行周期相同。从程序启动时创建，直到程序结束时销毁。因此，全局变量在整个程序运行期间都存在。
默认初始化值 ：

如果未显式初始化，所有全局变量默认会被初始化为零（对于数字类型）或 NULL（对于指针类型）。

2. 全局变量的声明与使用

全局变量是在所有函数外部声明的，它的声明语法如下：

c 复制代码

#include <stdio.h>
void test();

int a = 10;   //我们可以直接将变量定义放在外面，这样所有的函数都可以访问了

int main() 
{
    a += 10;
    test();//调用函数
    printf("%d", a);
}
void test()
{
    a += 10;
}

输出结果

c 复制代码

3. 关于全局变量总结

全局变量在 C 语言中是程序中跨函数共享数据的主要方式。它们具有较长的生命周期，并在程序的整个执行过程中可用。尽管全局变量提供了方便的数据共享方式，但过度使用全局变量可能会导致代码的可维护性和可读性降低，因此需要谨慎使用。在可能的情况下，尽量使用局部变量或通过参数传递的方式来替代全局变量，以减少代码之间的耦合。

4. 局部变量与全局变量的区别

作用域：
- 局部变量的作用域仅限于它所在的函数或代码块。
- 全局变量的作用域则是整个程序，除非在函数内声明为 static（静态变量）。
生命周期：
- 局部变量的生命周期与函数调用相关，函数执行时创建，函数结束时销毁。
- 全局变量在程序启动时创建，在程序结束时销毁。
存储方式：
- 局部变量通常分配在栈区。
- 全局变量分配在数据区。

特性	全局变量	局部变量
作用域	全程序（函数外部、多个文件）	仅限于函数或代码块内部
生命周期	程序运行期间（从程序开始到结束）	在函数执行时创建，执行完毕销毁
默认值	默认初始化为 0（对于基本数据类型）	默认值未定义（可能是随机垃圾值）
存储位置	数据段	栈内存
可见性	程序中所有函数都能访问	仅能在声明它的函数内部访问
内存分配	静态分配（常驻内存）	动态分配（栈内存）

结语

在 C 语言中，函数、全局变量 和局部变量是构建程序的基本要素。它们各自具有不同的作用、特点和使用场景。以下是我对这三者的总结，帮助理解它们之间的区别、联系以及如何有效地使用它们。

函数是 C 语言的基本构件之一，它封装了某个任务或功能，通过函数的调用来实现代码复用，提高程序的可读性和可维护性。
全局变量是在所有函数外部声明的变量，它在程序的整个生命周期内存在，多个函数可以共享和修改全局变量。但过多的使用可能导致程序难以维护和调试。
局部变量只在特定函数或代码块内部有效，它们的生命周期仅限于函数调用时。局部变量的使用通常较为灵活，能够提高代码的模块化和可读性，是实现函数封装的重要手段。

那么我想以上这就是【C 语言篇】函数模块拼图与代码复用灯塔：C 语言编程中探索函数调用的高效征程的内容了，通过对函数、全局变量 和局部变量 的学习，使我们可以在编程中更好的解决问题。❤️

意气风发，漫卷疏狂
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