导学案6 · 函数：把重复的逻辑打包

前置要求：导学案5（会数组、会循环、会 switch） 参考课程：浙江大学 翁恺《C 语言程序设计》第 7 章（函数） 预计用时：1.5 小时（按需自取） 本节目标：说清函数是什么、有哪几个部分；会定义、声明、调用函数；理解参数是"值传递"

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6.0 序

你已经用过很多函数了：printf、scanf、main——它们都是函数。这一节你要学会自己写函数。

为什么需要函数？三句话：

1. 重复的代码只写一遍。 同一段逻辑要用五次，就写成一个函数调用五次，改 bug 只改一处。
2. 把大问题拆成小块。 一个 500 行的 main 没人看得懂；拆成十个各司其职的函数，每个都能单独看懂、单独测试。
3. 别人的成果直接拿来用。 你调 printf 时从没看过它的源码。以后 STM32 的 HAL 库、实验室的飞控代码，全是"别人写好的函数"，你要做的就是调用。

本节路线：函数是什么 → 四个组成部分 → 定义、调用与声明 → 参数怎么传 → 库函数 → 练习

本节不讲：函数指针、递归、多文件工程（.h / .c 分离）。另外 C 语言没有"重载"这个词对应的东西，别处看到不用管。

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6.1 函数是什么

把函数想成一台加工机器：你往里投料（参数），它干活，然后吐出结果（返回值）。

         参数（投料）
             ↓
     ┌───────────────┐
     │   函数（机器） │
     └───────────────┘
             ↓
         返回值（成品）

第一个自己写的函数：

#include <stdio.h>

void sayHello(void)            /* 自定义函数：打招呼 */
{
    printf("你好，飞行器创新实验室\n");
}

int main(void)
{
    sayHello();                /* 调用：想调几次调几次 */
    sayHello();
    return 0;
}

输出：

你好，飞行器创新实验室
你好，飞行器创新实验室

注意两件事：

• 定义函数不会执行它，那只是"登记了一台机器"；调用（写 sayHello();）才会真的跑。
• main 也是一个函数，是程序的大门。你写的其他函数，都是从 main 里被叫起来的。

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6.2 函数的四个组成部分

返回值类型   函数名(参数列表)
{
    函数体（要执行的代码）
    return 返回值;
}

拿一个真函数对号入座：

int max(int a, int b)      /* 返回值类型 int，函数名 max，参数列表 (int a, int b) */
{
    if (a > b) {
        return a;
    }
    return b;              /* 返回值 */
}

部分	例子	说明
返回值类型	int	这台机器吐出什么类型的结果；不需要吐东西就写 void
函数名	max	命名规则和变量完全一样：字母数字下划线、不能数字开头、区分大小写
参数列表	(int a, int b)	投什么料；不需要投料就写 (void)
函数体 + return	{ ... return b; }	怎么干活、吐什么；return 同时会立刻结束这个函数

两个必须记住的点：

1. void 有两种用法：写在返回值位置表示"不返回任何东西"；写在参数位置表示"不接受任何参数"。
2. 非 void 函数必须每条路都有 return。 如果某条路走到函数末尾还没 return，返回值就是垃圾，而且编译器常常只给警告、不给错误。

#include <stdio.h>

int max(int a, int b)
{
    if (a > b) {
        return a;
    }
    return b;
}

int main(void)
{
    int r = max(3, 7);                          /* 返回值可以存起来 */
    printf("max(3, 7) = %d\n", r);
    printf("max(10, max(4, 6)) = %d\n", max(10, max(4, 6)));   /* 也可以套着用 */
    return 0;
}

输出：

max(3, 7) = 7
max(10, max(4, 6)) = 10

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6.3 定义、调用与声明

函数要先"登记"才能被调用。登记有两种方式：定义（连机器一起造出来）和声明（只贴一张"有这么台机器"的说明书）。

最省事的写法：把函数定义写在 main 前面，本导学案全部采用这种写法。

但有时你希望 main 在最上面（读代码时先看主干），函数放在后面。这时编译器从上往下读，读到 main 里的 max(3, 7) 时还不认识 max，会报错。解决办法是先声明：

#include <stdio.h>

int max(int a, int b);        /* 声明（函数原型）：只有签名，没有函数体，以分号结尾 */

int main(void)
{
    printf("max(3, 7) = %d\n", max(3, 7));
    return 0;
}

int max(int a, int b)         /* 定义：真正的机器在这里 */
{
    if (a > b) {
        return a;
    }
    return b;
}

输出：

max(3, 7) = 7

声明和定义的差别只有一处：声明没有函数体，结尾是分号。 声明里的参数名甚至可以省略（int max(int, int);），但写上更清楚。

一句话预告（不展开）：以后写多文件的 STM32 工程，声明放在 .h 文件里，定义放在 .c 文件里。你在 HAL 库里看到的那满屏 .h，干的就是这件事。

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6.4 参数是怎么传的：值传递（本节最重要的一节）

先看一个实验：

#include <stdio.h>

void swap(int a, int b)       /* a、b 叫形参 */
{
    int t = a;
    a = b;
    b = t;
    printf("函数内：a = %d, b = %d\n", a, b);
}

int main(void)
{
    int x = 1, y = 2;         /* x、y 叫实参 */
    swap(x, y);
    printf("函数外：x = %d, y = %d\n", x, y);
    return 0;
}

输出：

函数内：a = 2, b = 1
函数外：x = 1, y = 2

函数里明明换好了，外面的 x 和 y 却纹丝不动。为什么？

C 语言的参数传递是"值传递"：调用时把实参的值复制一份交给形参，函数里操作的是副本。 函数一结束，副本销毁，原件毫发无损。

所以 swap(x, y) 里被交换的，是 x、y 的两份复印件。这个结论非常重要，请记牢。

顺带两个推论：

1. 形参名和实参名可以不同（上面就是 a/b 对 x/y），它们是互相独立的变量。
2. 函数里声明的变量叫局部变量，只在这个函数活着期间存在；两个函数里的同名变量互不相干，main 里的也一样。

那如果我真的想让函数改到外面的变量呢？——把地址传进去。这就是下一节（导学案7 · 指针）要解决的事，也是 scanf 为什么要写 & 的原因。这里先留个悬念。

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6.5 库函数：调用别人写好的函数

#include <stdio.h> 的本质，是把别人写好的函数的"说明书"拿进来，然后你就能调用了。常用的几个头文件：

头文件	里面有什么	例子
<stdio.h>	输入输出	printf、scanf、getchar
<stdlib.h>	杂项：随机数、取绝对值、内存	rand、srand、abs
<math.h>	数学	sqrt、fabs、pow
<string.h>	字符串	strlen、strcpy、strcmp

6.5.1 随机数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>          /* rand / srand */
#include <time.h>            /* time */

int main(void)
{
    srand((unsigned)time(NULL));        /* 用当前时间做种子，每次运行结果才不一样 */

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", rand() % 101);    /* 0 ~ 100 的随机整数 */
    }
    printf("\n");

    printf("学号范围示例：%d\n", rand() % 11 + 100);   /* 100 ~ 110 */
    return 0;
}

输出（每次运行都不同，下面是其中一次的结果）：

63 44 34 18 81
学号范围示例：101

两条要点：

• rand() 返回一个很大的随机整数，取余是控制范围的通用办法：rand() % 101 得 0~100，rand() % 11 + 100 得 100~110。
• 以上随机数本质是伪随机，它通过一个种子通过特定规律生成一串数字，如果种子一样那么生成的数字也就一样，写 srand(...) 的目的就是让时间当种子，实现每次调用时种子变化，产生的数字也就变成了随机数。

6.5.2 数学函数

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main(void)
{
    printf("sqrt(2)    = %.4f\n", sqrt(2.0));
    printf("fabs(-3.5) = %.1f\n", fabs(-3.5));
    printf("2 的 10 次方 = %.0f\n", pow(2.0, 10.0));
    return 0;
}

输出：

sqrt(2)    = 1.4142
fabs(-3.5) = 3.5
2 的 10 次方 = 1024

<math.h> 里的函数参数和返回值都是 double，所以写 sqrt(2.0) 比写 sqrt(2) 更规范（写 2 也能跑，会被自动转成 double）。

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6.6 综合练习

本节练习用于自练与自查，不强制完成、不需要提交；需要提交的是实验室统一布置的作业（作业一 / 作业二）。 参考代码统一放在本节末尾，做完之前不要翻。

练习 1｜偶数判断

写一个函数 int isEven(int n)，是偶数返回 1，否则返回 0。主函数读入一个整数，输出"是偶数"或"不是偶数"。

练习 2｜三数取最大

写一个函数 int max3(int a, int b, int c)，返回三个数里的最大值。要求函数体内调用两次两数取大的逻辑（先写一个 max2）。

练习 3｜温度转换函数

把导学案2的摄氏转华氏改写成函数 double c2f(double c)，主函数读入摄氏温度，输出华氏温度（保留一位小数）。

练习 4｜质数与选数

写一个函数 int isPrime(int n) 判断质数（n >= 2）。然后读入 4 个正整数，统计它们两两相加得到的 6 个和里有几个质数。（这就是作业二第 2 题）

练习 5（选做）｜用函数写冒泡排序

用函数实现导学案5的冒泡排序：void sortDesc(int a[], int len)，把数组从大到小排好。提示：数组作参数的写法导学案7会正式讲，但你现在就可以先试 int a[] 这种写法。

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6.7 本节小结与自查

学完本节，你应该能做到：

• 说清函数的四个组成部分，知道 void 在返回值位置和参数位置分别是什么意思
• 自己定义并调用一个函数，知道"定义不等于执行"
• 知道声明（函数原型）长什么样、什么时候必须写
• 说清"值传递"：为什么函数里改形参，改不到外面的实参
• 知道局部变量的作用范围
• 会用 rand() / srand() 产生指定范围的随机数

下一节：导学案7 · 指针。6.4 留下的悬念——怎么让函数改到外面的变量——在那里解开。

6.8 练习参考代码（做完再看）

练习 1 参考代码

#include <stdio.h>

int isEven(int n)
{
    if (n % 2 == 0) {
        return 1;
    }
    return 0;
}

int main(void)
{
    int n = 0;

    printf("请输入一个整数：");
    scanf("%d", &n);

    if (isEven(n)) {
        printf("%d 是偶数\n", n);
    } else {
        printf("%d 不是偶数\n", n);
    }

    return 0;
}

练习 2 参考代码

#include <stdio.h>

int max2(int a, int b)
{
    if (a > b) {
        return a;
    }
    return b;
}

int max3(int a, int b, int c)
{
    return max2(max2(a, b), c);
}

int main(void)
{
    printf("max3(3, 9, 5) = %d\n", max3(3, 9, 5));
    return 0;
}

输出：max3(3, 9, 5) = 9

练习 3 参考代码

#include <stdio.h>

double c2f(double c)
{
    return c * 9.0 / 5.0 + 32.0;
}

int main(void)
{
    double c = 0.0;

    printf("请输入摄氏温度：");
    scanf("%lf", &c);

    printf("%.1f 摄氏度 = %.1f 华氏度\n", c, c2f(c));

    return 0;
}

练习 4 参考代码

#include <stdio.h>

int isPrime(int n)
{
    if (n < 2) {
        return 0;
    }
    for (int i = 2; i * i <= n; i++) {
        if (n % i == 0) {
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

int main(void)
{
    int a[4] = {0};
    int count = 0;

    printf("请输入 4 个正整数：");
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        scanf("%d", &a[i]);
    }

    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        for (int j = i + 1; j < 4; j++) {
            int s = a[i] + a[j];
            if (isPrime(s)) {
                count++;
            }
        }
    }

    printf("质数的个数 = %d\n", count);

    return 0;
}

输入 1 2 3 4，输出 质数的个数 = 4，和作业二给的示例一致。

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函数是"把一段逻辑起个名字"。从这一节起，你写的不再是"一长串步骤"，而是"一堆各司其职的小机器"。

这个习惯会直接决定你以后能不能读懂飞控代码：那里几乎每一行都在调用别人写好的函数。

作者：Mike-lin300

最后更新：2026-09-25

更新说明：无（新编写）