C-函数杂谈

• 函数的由来

  • 程序 = 数据 + 算法
  • C程序 = 数据 + 函数
  • C语言推动了模块化程序设计的产生

• 面向过程的程序设计(模块化) -> 核心： 函数

  • 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
  • 分解后的问题可以按步骤一步步解决
  • 函数是面向过程在C语言的实现
  • 解决问题的每个步骤可以用函数事项

• 函数参数

  • 函数参数在本质上与局部变量相同，都是在栈上分配空间
  • 函数参数的初始化值是实参的值
  • 函数参数的求值顺序是不固定的，依赖于编译器的实现（顺序点）
  • C语言默认没有类型的函数参数类型为int（函数的缺省认定）
  • 函数参数的计算顺序，依赖于编译器的实现（调用约定）

即这段代码并不会报错：

    int func()    {        printf("Hello World!");    }    int main()    {        func(5);        return 0;    }

• 可变参数列表
  

  • C语言可以定义可变参数列表
    
  • 参数可变函数的实现依赖于stdarg.h头文件
    
  • va_list变量与va_start, va_end和va_arg配合使用能够访问参数值， 他们都是宏实现

  
  使用示例：

    /*        这个函数可以用来求n个int值得平均数     */    float average(int n, ...)    {        va_list args;  //代表接收的可变参数列表        int i = 0;        float sum = 0;        va_start(args, n); //初始化列表        for(i=0; i<n; i++)        {            sum += va_arg(args, int);           }        va_end(args);        return sum / n;    }    int main()    {        printf("the average is %0.2f \n", average(4, 1, 2, 3, 4));        return 0;    }

• C语言可变参数的限制

  • 可变参数必须从头到尾按照顺序逐个访问
  • 参数列表中至少存在一个确定的命令参数（用于指示参数的个数）
  • 可变参数宏无法判断实际存在的参数的数量（靠你自己）
  • 可变参数无法判断参数的实际类型

• 函数与宏

  • 宏是由预处理器直接替换展开的， 编译器不知道有宏的存在
  • 函数是有编译器直接编译的实体，调用行为由编译器决定
  • 多次调用宏会导致程序代码的增加，函数是跳转执行，并不会导致这个问题
  • 宏的效率要比函数高，他并没有调用开销
  • 函数调用会创建活动记录，相比于宏效率较低
  • 宏如果处理不当，往往会出现意想不到的问题
  • 但是
  • 函数和宏并不是竞争对手，设计程序时，我们应怎么顺手怎么写！

看下面这个，

    #define _MUL(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))    int main()    {        int i = 9;        printf("The result is  -> %d \n", _MUL(i++, 10));        return 0;    }

• 宏的无可替代的优势
  

  • 宏的参数可以是任何C语言类型， 可以是类型名！

  
  示例：

// #define Malloc(type, n) (type*)malloc(sizeof(type) * n)

• 活动记录： 函数调用时用于记录一系列相关信息的记录（建立在栈上）

  • 临时变量域：用来存放临时变量的值， 如k++的中间结果
  • 局部变量域：用来存放函数本次执行中的局部变量
  • 机器状态域：用来保存调用函数之前有关的机器状态信息，包括各种寄存器的当前值，和返回地址
  • 实参数域： 用于存放函数的实参信息
  • 返回值域： 为调用函数存放返回值

• 调用约定

  • 当一个函数被调用时，参数会传递给被滴啊用的函数，而返回值会被返回给调用函数。
  • 而函数调用约定就是描述参数是怎么传递到栈空间的，以及栈空间由谁来维护
  • 调用约定是调用者和被调用者之间的调用协议， 常用于不同开发者编写的库函数之间
  • 当两个调用约定不同的调用者，调用一个依赖于调用约定的函数时， 函数可能会发生错误女
    
    • 参数传递顺序（的一些约定）
      
      • 从右到左依次入栈： _stdcall, _cdecl， _thiscall
      • 从左到右依次入栈： _pascal, _fastcall
    • 调用堆栈的清理工作
      
      • 被调用者自己清楚
      • 调用者负者清除

• C函数设计技巧

  • 不要在函数中使用全局变量，尽量让函数从意义上是一个独立的模块， 不受其他影响
  • 如果参数是指针，且仅做输入参数用， 则应在类型前面加上const， 以防止指针被以外修改
  • 不要省略返回值类型，函数没用返回值就声明为void（C函数默认返回int）
  • 在函数的入口处，要对参数的有效性进行检查， 尤其是指针参数
  • 在函数中不要返回指向栈空间的指针！
  • 函数的规模控制在80行以内
  • 尽量避免函数带有记忆性功能(static)， 即相同输入，要有相同的输出
  • 函数参数应控制在4个以内
  • 函数的返回值可以使函数支持链式表达式。

The END！