HaveFunWithEmbeddedSystem/Chapter2 C与C++/2.2 函数.md

# 2.2 函数

## 2.2.1 函数基础

所谓函数，是指按照某种规律，将输入转变成输出的系统。  
我们可以用c语言描述这样的系统。  

```cpp
int fun0(int a, int b)
{
    return (a+b)*(a-b);
}
```

以上是一个函数的定义，可以看出，定义函数需采用以下语法结构：  

    返回值类型 函数名(参数类型 参数1, ... ,参数类型 参数n)
    {
        函数体
    }

函数的命名规则与变量的命名规则一致，只能包括下划线，英文字符和0~9数字，并且数字不能作为首字母出现。  
函数的参数是一组仅在函数内部可见的变量，这些变量的值，由调用者传入：  

```cpp
int a = 5;
fun0(a, 3);  // 计算(5+3)*(5-3).
```

在定义函数的时候写的参数名称称作形式参数，简称形参。而这里在调用时传入的a和3称作实际参数，简称实参。  
函数的返回值通过 **return** 语句返回给调用者：  

```cpp
int c = fun0(5, 3);  // c=16.
```

函数可以没有输入，此时函数的参数列表应该为 **void**，或者不写。

```cpp
int fun1(void)
{
    return 9;   // fun1不依赖任何参数，固定返回整数9.
}
```

函数也可能没有返回值，此时返回类型为 **void**：

```cpp
void fun2(int a)
{
    printf("A = %d.\n", a); // 函数不返回任何内容，仅打印参数a的值.
}

int b;
b = fun2(0x10);     // 这种写法是错的，因为fun2没有返回值，所以无法为变量b赋值.
```

对于大部分 c/c++ 程序而言，有一个特殊的函数，它是整个程序的总入口——**main**函数。**main**函数的第一条语句便是整个程序的第一条指令。

```cpp
#include <stdio.h>    // 包含printf等标准输入输出函数

int fun0(int a, int b)
{
    return (a+b)*(a-b);
}

int main(void)
{
    int a=5, b=3;

    printf("我是第一条被执行的语句!\n");
    printf("a^2-b^2=%d", fun0(a, b));
    printf("我是第三条被执行的语句!\n");
    return 0;
}
```

以上，是我们迄今为止编写的最完整的 c 语言程序。它包含了该程序的总入口函数 mian，定义并初始化了两个局部变量 a 和 b，通过 **printf** 语句进行了一些输出，return 0 代表程序正确执行。另外，我们定义了了一个函数 fun0，并且为了让程序能被编译通过，我们通过 **include** 包含了一些c标准库对外声明的函数等，用于声明 **printf** 函数。  
以上你所见的，是所有 **main** 函数形式中的一种。**main** 函数不但可以返回零，还可以返回其他值给调用者。也可以接收来自调用者传入的一些参数，这时候 **main** 函数的形式如下:

```cpp
int main(int argc, char* argv[])
{
    ...
}
```

## 2.2.2 函数调用

函数之间可以相互调用，例如在 fun3 中调用 fun4 的代码如下：

```cpp
/**
 * @file    example0.c
 */
#include <stdio.h>

static void fun4(void);   // 由于 fun4 是在被使用后定义的，因此需要在使用前声明.

void fun3(void)
{
    printf("This fun3.\n");
    fun4();    // 调用 fun4.
}

/**
 * @brief   static 关键字限定了 fun4 只能在本文件中使用，不能在其他文件中使用.
 */
static void fun4(void)
{
    printf("This fun4.\n");
}

int main(void)
{
    fun3();    // fun3 是在 main 函数前定义的，因此不需要再次声明.
    return 0;
}
```

有一种非常独特的函数调用方法，被称作第归调用：

```cpp
/**
 * @file    example1.c
 */

void fun5(void)
{
    fun5();
}

int main(void)
{
    fun5();
    return 0;
}
```

在上面程序中，**main** 函数中的 **return** 语句永远不会被执行。因为 fun5 这个函数不断的调用自己，致使程序一直被执行下去。  
实际上，每次调用函数都会压栈，fun5 无穷无穷尽的调用自己，只会导致堆栈溢出，或者被看门狗检测到死循环。通常，我们不会这样编写程序，而是在 fun5 中增加条件判断，在某些情况下不再调用自己，从而使程序可以返回。第归调用在某些情况下是非常有用的。  

## 练习

1、编写第归调用程序解决下列问题：  
一般而言，兔子在出生两个月后，就有繁殖能力，一对兔子每个月能生出一对小兔子来。如果所有兔子都不死，那么一年以后可以繁殖多少对兔子？  

2、韩信为了知道多少兵，同时又不让敌人知道士兵数目，便让士兵排队报数：  

    按1~5报数，最后一个士兵报数为1；  
    按1~6报数，最后一个士兵报数为5；  
    按1~7报数，最后一个士兵报数为4；  
    按1~11报数，最后一个士兵报数为10；  

求韩信有多少兵？