1 C 语言中的函数

函数的由来
- 程序 = 数据 + 算法
- C 程序 = 数据 + 函数

2 函数的意义

模块化程序设计
C 语言中的模块化

3 面向过程的程序设计

面向过程是一种以过程为中心的编程思想
首先将复杂的问题分解为一个个容易解决的问题
分解过后的问题可以按照步骤一步步完成
函数是面向过程在 C 语言中的体现
解决问题的每个步骤可以用函数来实现

4 声明和定义

声明和定义并不相同
声明的意义在于告诉编译器程序单元的存在
定义则明确指示程序单元的意义
C 语言中通过 extern 进行程序单元的声明
一些程序单元在声明时可以省略 extern

示例：声明和定义的不同

Demo1

// test.c
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

//声明外部全局变量，在其他C文件中被定义，编译器在此处不会给g_var分配空间
extern int g_var;

//声明外部全局结构体，在其他C文件中被定义
extern struct Test;

int main()
{
    //声明函数，在其他C文件中被定义
    extern void f(int i, int j);
    extern int g(int x);
    
    struct Test* p = NULL; // (struct Test*)malloc(sizeof(struct Test));
    
    printf("p = %p
", p);
    
    g_var = 10;
    
    printf("g_var = %d
", g_var);
    
    f(1, 2);
    
    printf("g(3) = %d
", g(3));
    
    free(p);
    
    return 0;
}


//global.c
#include <stdio.h>

int g_var = 5;

struct Test
{
    int x;
    int y;
};

void f(int i, int j)
{
    printf("i + j = %d
", i + j);
}

int g(int x)
{
    return (int)(2 * x + g_var);
}

编译：struct 不需要使用 extern 进行声明

test.c:6: warning: useless storage class specifier in empty declaration

运行

p = (nil)
g_var = 5
g_var = 10
i + j = 3
g(3) = 16

Demo2：修改 p 指针指向的内存分配方式

// test.c
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

extern int g_var;

extern struct Test;

int main()
{
    extern void f(int i, int j);
    extern int g(int x);
    
    struct Test* p = (struct Test*)malloc(sizeof(struct Test));
    
    printf("p = %p
", p);
    
    g_var = 10;
    
    printf("g_var = %d
", g_var);
    
    f(1, 2);
    
    printf("g(3) = %d
", g(3));
    
    free(p);
    
    return 0;
}


//global.c
#include <stdio.h>

int g_var = 5;

struct Test
{
    int x;
    int y;
};

void f(int i, int j)
{
    printf("i + j = %d
", i + j);
}

int g(int x)
{
    return (int)(2 * x + g_var);
}

编译
- 分析：编译器编译文件的顺序是不确定的，那么编译器在编译 test.c 文件时，编译到 14 行时无法知道结构体 Test 的大小信息
```
test.c: In function ‘main’:
test.c:13: error: invalid application of ‘sizeof’ to incomplete type ‘struct Test’ 
```

Demo3： g_var 变量的类型在声明和定义时不同

// test.c
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

extern int g_var;

extern struct Test;

int main()
{
    extern void f(int i, int j);
    extern int g(int x);
    
    struct Test* p = NULL;
    
    printf("p = %p
", p);
    
    g_var = 10;
    
    printf("g_var = %d
", g_var);
    
    f(1, 2);
    
    printf("g(3) = %d
", g(3));
    
    free(p);
    
    return 0;
}


//global.c
#include <stdio.h>

float g_var = 5;

struct Test
{
    int x;
    int y;
};

void f(int i, int j)
{
    printf("i + j = %d
", i + j);
}

int g(int x)
{
    return (int)(2 * x + g_var);
}

编译运行：变量 g_var 打印出的值与预期不同
- 分析：编译器在处理 test.c 文件的第 19 行时，按照 int 的存储方式到 g_var 对应的内存处取值，即将一个二进制的 float 值解释为 int 型
```
p = (nil)
g_var = 1084227584
g_var = 10
i + j = 3
g(3) = 6
```