第5 章
函数
在程序中引入函数是软件技术发展历史上重要的里程碑之一,它标志着软件模块化和
软件重用的真正开始。在进行程序设计时,把一个大的问题按照功能划分为若干小的功能
模块,每个模块完成一个确定的功能,在这些模块之间建立必要的联系,互相协作完成整个
程序要完成的功能,这种方法称为模块化程序设计。通常规定模块只有一个入口和一个出
口,使用模块的约束条件是入口参数和出口参数。选择不同的模块或模块的不同组合就可
以完成不同的系统架构和功能。这些功能模块不仅可以实现共享,并且由于功能单一容易
保证设计的逻辑正确性。此外,问题划分以后更适合项目的集体开发,各个模块分别由不同
的程序员编写,只要明确模块之间的接口关系,模块内部细节的具体实现就可由程序员自己
随意设计,而模块之间不受影响。
5.1 函数的引出
在之前的程序设计中,已经多次使用系统提供的函数,如使用printf函数实现数据的输
出,用sqrt函数进行开方运算等。这些函数功能单一,使用方便,有效地减少了程序设计的
工作量。实际上,我们也可以编写实现具体功能的函数(自定义函数),使程序结构清晰,便
于共享。
【问题描述5.1】 信息学院二年级有5个班,输入学生的英语四级成绩,计算各班的平
均分,找出5个班中的最高平均分;找出该年级中英语四级成绩的最高分。
分析:先计算每个班的平均成绩,放入包含5个元素的数组;再找出每个班的最高分, 
放入另一个包含5个元素的数组。然后分别进行比较,找出平均分最高的班级和分数最高
的学生。
算法描述: 
step1:定义变量Class[50], ClaAverage[5],ClaMax[5], AverMax, AllMax 
step2:for(i=1; i<=5; i++) //分别对5 个班级进行以下操作
{ ① 输入第i 个班中每个同学的成绩, 将其存放到Class[50] 
② 计算第i 个班的平均分Average,将其存放到ClaAverage[i]中
③ 找出第i 个班中的最高分max,将其存放到ClaMax[i]中
} 
step3:在数组ClaAverage[5]中找出最高分,将其存放到AverMax 中

函数
第5章
1 49 
step4:在数组ClaMax[5]中找出最高分,将其存放到AllMax 中
step5:输出AverMax、AllMax 
该算法描述的还不够详细,需要将计算平均成绩及几个查找最高分的算法进行细化。
这就是结构化程序设计的基本思想:由上到下,逐步求精。
注意,算法中多次用到查找最高分。不管有多少数据,可以采用相同的查找算法。因
此,可以编写一个实现查找最高分功能的函数,像C语言的内部函数一样,在使用时调用该
函数,不仅可以有效地减少程序设计的工作量,还可以使程序结构更清晰,增强可读性。如
果再将数据输入模块、计算平均分模块也编写为独立函数,整个程序结构就很清晰了。
下面从一个比较简单的问题开始,说明如何编写自定义函数。
【例5.1】 编程求解Cmn = n! 
m! (n-m)!。
分析:求解上面公式最重要的就是计算阶乘,求一个数的阶乘可以用一层循环来实现, 
分别计算出n!、m!、(n-m)!,再按公式进行除法运算即可得到结果。
算法描述: 
step1:输入m 和n 
step2:计算n! 
step3:计算m! 
step4:计算(n-m)! 
step5:计算n!/(m!*(n-m)!) 
step6:输出计算结果
在没学习函数之前,可能会编写出下面这样的程序。 
1. #include<stdio.h> 
2. int main() 
3. { 
4. int m, n, i; 
5. double c, c1, c2, c3; //阶乘的值较大,将变量定义为double 型
6. printf("input m, n:"); 
7. scanf("%d%d", &m, &n); 
8. for(i=1, c1=1; i<=n; i++) c1=c1*i; //计算n 的阶乘
9. for(i=1, c2=1; i<=m; i++) c2=c2*i; //计算m 的阶乘
10. for(i=1, c3=1; i<=(n-m); i++) c3=c3*i; //计算n-m 的阶乘
11. c=c1/(c2*c3); 
12. printf("c=n!/(m!*(n-m)!)=%.2lf\n", c); 
13. return 0; 
14. } 
说明:上面的程序中,需要3次计算阶乘,除了阶乘的次数不同外,代码是一样的。因
此可以将计算阶乘这样的通用代码编写为函数,下面给出使用函数编写的程序。
例5.1的参考程序如下。 
1. #include<stdio.h> 
2. double factorial (int x) //定义求阶乘的函数
3. { 
4. int i; double f=1.0;

程序设计基础(C 语言)(第3 版) 
15  0 
5. for(i=1; i<=x; i++) //计算x 的阶乘
6. { f=f*i; } 
7. return f; //返回计算结果
8. } 
9. int main() 
10. { 
11. int m, n; double c,c1,c2,c3; 
12. printf("input m, n:"); 
13. scanf("%d%d", &m, &n); 
14. c1=factorial (n); //第1 次调用factorial 函数,计算n 的阶乘
15. c2=factorial (m); //第2 次调用factorial 函数,计算m 的阶乘
16. c3=factorial (n-m); //第3 次调用factorial 函数,计算n-m 的阶乘
17. c=c1/(c2*c3); 
18. printf("c=n!/(m!*(n-m)!)=%.2lf\n", c); 
19. return 0; 
20. } 
说明:① 在C语言中,除main函数外,所有函数都是平行的。函数间相互独立,一个
函数并不从属于另一个函数,即函数不能嵌套定义。但是,函数之间可以相互调用。
② 一个主调函数可调用多个被调函数,同一个函数也可被一个或多个函数调用任
意次。③
从用户使用角度看,函数分为标准函数和用户自定义函数两类。标准函数即库函
数,它是由系统提供的,用户通过#include命令可以直接使用它们。用户自定义函数是用
户根据需要自己定义的函数。
5.2 函数定义与调用
5.2.1 函数的定义与调用
1.函数定义 
函数定义的一般形式: 
数据类型函数名(数据类型形式参数1,数据类型形式参数2,…,数据类型形式参数n) 
{ 
<说明语句> 
<执行语句> 
}
说明:① 格式行首的数据类型是指函数返回值的数据类型;函数返回值就是函数运行
产生的结果,用于返回给主调函数。
② 函数名,为函数起的名字,应符合标识符的命名规则。
③ 形式参数表,每个形式参数都要定义数据类型,各参数间用逗号分开。
④ 花括号“{}”部分是函数的函数体,其编写方法与主函数一样。
2.函数调用
函数调用的一般形式: 
5-1函数定义
5-2函数调用

函数
第5章
1 51 
函数名(实际参数1,实际参数2,…,实际参数n); 
说明:① 函数调用时,如果有多个实际参数,则各参数间用逗号分开。
② 实际参数是传递给被调用函数的值,可以是常量、变量、表达式或函数调用,但是其
值必须是确定的。实际参数和形式参数应保持数据类型一致,顺序一一对应。
【例5.2】 编写函数求两个数中较大的数,要求在main函数中输入数据和输出结果。
分析:比较两个数,选出其中较大的数的过程可以用函数Max实现,而输入两个数和
输出结果可在main函数中实现。考虑Max函数中用于比较的两个数需要从main函数中
获得,因此应该定义两个参数,而Max函数中求得的较大数也必须返回给main函数输出。
例5.2的参考程序如下。 
1. #include<stdio.h> 
2. int Max(int a, int b) //函数定义,a 和b 为形参,返回值为int 型
3. { 
4. int c; 
5. if (a>b) c=a; 
6. else c=b; 
7. return c; //返回变量c 的值
8. } 
9. int main() 
10. { 
11. int x, y, z; 
12. z=Max(3, 5); //调用Max 函数,实参为常量
13. printf("maxmum=%d\n", z); 
14. scanf("%d%d",&x, &y); 
15. z=Max(x, y); //调用Max 函数,实参为变量
16. printf("maxmum=%d\n", z); 
17. z=Max(x+3, y*2 ); //调用Max 函数,实参为表达式
18. printf("maxmum=%d\n", z); 
19. z=Max(9, Max(x, y) ); //调用Max 函数,第2 个实参为函数调用
20. printf("maxmum=%d\n", z); 
21. return 0; 
22. } 
说明:从数学的角度看Max函数,该函数接受两个整型自变量,返回一个整型结果。
3.函数返回值
函数的返回值说明如下。
(1)函数的值是通过return语句返回到主调函数,return语句的功能是计算表达式的
值,并返回给主调函数。
return语句的一般形式: 
return (表达式); 
或 
return 表达式; 
(2)函数中可以有多个return语句,但每次调用只可能有一个return语句被执行。因
5-3函数返
回值

程序设计基础(C 语言)(第3 版) 
15  2 
为一旦执行到其中的一个return语句,就立即返回到主调函数,被调函数中其他语句不再
执行。例
5.2中的Max函数还可以定义成如下形式。 
int Max(int a,int b) //函数Max 的定义
{ 
if (a>b) return a; 
else return b; 
}
在调用过程中,如果满足a>b的条件,则会执行语句returna;,然后就返回主调函数, 
第二个return语句将不再执行。
(3)定义函数时指定的函数值类型应该和return语句中的表达式的类型保持一致。如
果两者不一致,则以函数值类型为准,对于数值型的数据,系统会自动进行类型转换。
对上面的例5.2参考程序进行修改,将函数值类型与return语句的表达式类型定义成
不同的类型,具体代码如下。 
1. #include<stdio.h> 
2. int Max(float a, float b) //定义函数值类型为int 型
3. { 
4. float c; //定义变量c 为float 型
5. c=a>b? a : b; //将例5.2 中参考程序的if 语句改为条件表达式
6. return c; //返回c 的值,注意c 为float 型,而函数值为int 型
7. } 
8. int main() 
9. { 
10. float x, y; 
11. int z; 
12. printf("Input x,y:"); 
13. scanf("%f%f", &x, &y); 
14. z=Max(x, y); 
15. printf("maxmum=%d\n", z); 
16. return 0; 
17. } 
程序运行结果: 
Input x,y:1.6 3.8 ↙ 
maxmum=3 
说明:由于定义Max时函数值为int型,而return语句中的c为float型,二者不一致, 
按上述规定,先将c的值3.8自动转换为整数3,再将整数值3返回main函数并赋给变量z, 
所以最后的输出结果是maxmum=3。
这种函数值类型与return语句表达式类型不同的做法往往使程序不清晰,可读性差, 
容易出错,因此尽量不要使用这种方法,而应做到函数值类型与return语句表达式类型保
持一致。
(4)如果函数没有或者不需要返回计算结果,可以明确将函数的返回值类型定义为空
类型,即void。

函数
第5章
1 53 
【例5.3】 编写函数计算n个整数的平均数,在main函数中输入n的值。
分析:如果想在main函数中输出计算结果,应该将函数定义成有返回值的;如果直接
在函数内输出计算结果,则可以将函数定义成无返回值的,因题目要求在main中输入n,所
以函数应该定义一个参数。
例5.3的参考程序如下。 
1. #include<stdio.h> 
2. void Average(int n) //函数功能是计算n 个数的平均数,参数n 表示整数个数
3. { 
4. int i, x; double fAve, fSum=0.0; 
5. printf("请输入%d 个整数:\n", n); 
6. for(i=1; i<=n; i++) 
7. { scanf("%d", &x); 
8. fSum=fSum+x; 
9. } 
10. fAve=fSum/n; 
11. printf("ave=%.2lf\n", fAve); //在函数内输出计算结果
12. } 
13. int main() 
14. { 
15. int n; 
16. printf("计算n 个整数的平均数,请输入n:"); 
17. scanf("%d", &n); //输入n 
18. Average(n); //调用Average 函数
19. return 0; 
20. } 
说明:定义Average函数时,函数名前的数据类型写void,表示该函数无返回值。另
外,在main函数中调用Average函数时,不再使用赋值语句。
(5)如果函数不需要从主调函数传入数据,在定义函数时可以没有形式参数,这样的函
数称为无参函数。定义无参函数时,函数名后的圆括号中可以写void,表示该函数没有
参数。调
用无参函数的一般形式: 
函数名(); 
注意:函数名后的圆括号不能省略。
【例5.4】 从键盘输入一串字符,输入井号“#”时结束,将字符串的大写字母转换为小
写字母输出,其他字符直接输出。
分析:编写一个函数,实现将大写字母转换为小写字母。如果输入一串字符的操作在
main函数中实现,则该函数需要定义参数;如果直接在自定义函数中实现输入一串字符的
操作,则不需要定义参数。
例5.4的参考程序如下。 
1. #include<stdio.h> 
2. void Change(void) //定义Change 函数,该函数无参数也无返回值
3. {

程序设计基础(C 语言)(第3 版) 
15  4 
4. char ch; 
5. ch=getchar(); //输入一个字符
6. while(ch!='#') 
7. { if(ch>='A'&& ch<='Z') //判断ch 是否为大写字母
8. ch=ch+32; //大写字母的ASCII 码值加32 就转换为小写字母
9. putchar(ch); //输出一个字符
10. ch=getchar(); 
11. } 
12. } 
13. int main() 
14. { 
15. Change(); //调用Change 函数
16. return 0; 
17. } 
通过例5.3和例5.4可以看出,对于一个给定的问题,函数的定义灵活,是否定义参数和
返回值取决于问题和函数功能设计的需要。
【练习5.1】 编写函数,计算一个整数各位数字之和。在main函数中输入这个整数, 
并输出计算结果。例如,输入整数123,各位数字之和为1+2+3=6。
提示:定义一个参数传递整数,函数有一个整型返回值。
5.2.2 函数声明与函数原型
C语言中,在函数调用之前应当对所调用的函数进行声明,指出该函数的返回值的类型
以及形参的个数和类型,编译器据此信息对函数调用进行语法检查,保证形参和实参的个数
和类型的一致性,保证返回值的使用正确性。
函数声明不是函数定义,函数定义除了描述函数的基本特征(包括函数名、函数类型、形
参表)外,核心内容是对函数功能的具体描述;而函数声明只是描述函数的基本特征,即函数
原型。函
数原型的一般形式: 
函数类型函数名(形参类型1 形参名1,形参类型2 形参名2 …); 
说明:① 在函数声明中,由于编译系统不检查参数名,因此,形参表中可以只写形参的
数据类型,而不写形参名,从而可以简化为以下形式: 
函数类型函数名(形参类型1,形参类型2 …); 
② 函数声明中,函数类型、函数名、参数个数、参数类型和参数顺序全部与函数定义保
持一致。
③ 函数声明的位置:一种是在主调函数中对被调函数进行函数声明;另一种是在所有
函数的外部进行函数声明(推荐使用)。
【例5.5】 编程求排列公式Pmn = n! 
(n-m)! 和组合公式Cmn =Pmn 
m!。
例5.5的参考程序1(在主调函数中对被调函数进行函数声明)如下。
5-4函数
声明

函数
第5章
1 55 
1. #include<stdio.h> 
2. int main() 
3. { 
4. double fP, fC; int n, m; 
5. double Pfun(int n, int m); //对Pfun 函数进行函数声明
6. double Factorial(int x); //对Factorial 函数进行函数声明
7. scanf("%d%d", &n, &m); 
8. fP=Pfun(n, m); 
9. fC=fP/Factorial(m); 
10. printf("P=%.2lf, C=%.2lf \n", fP, fC); 
11. } 
12. double Pfun(int n, int m) //定义函数,计算排列公式P 
13. { 
14. double r; 
15. double Factorial (int x); / /对Factorial 函数进行函数声明
16. r=Factorial(n)/Factorial(n-m); 
17. return r; 
18. } 
19. double Factorial(int x) / /定义函数,计算x 的阶乘
20. { 
21. double fValue=1; 
22. for(int i=1; i<=x; i++) 
23. fValue=fValue*i; 
24. return fValue; 
25. } 
由于在main函数和Pfun函数中都要调用Factorial函数,所以在main和Pfun函数中
都对Factorial函数进行了函数声明。
例5.5的参考程序2(在所有函数的外部进行函数声明)如下。 
1. #include<stdio.h> 
2. double Pfun(int n, int m); //对Pfun 函数进行函数声明
3. double Factorial (int x); //对Factorial 函数进行函数声明
4. int main() 
5. { 
6. double fP, fC; int n, m; 
7. scanf("%d%d",&n,&m); 
8. fP=Pfun(n, m); 
9. fC=fP/Factorial(m); 
10. printf("P=%.2lf, C=%.2lf \n", fP, fC); 
11. return 0; 
12. } 
13. float Pfun(int n, int m) 
14. { … } 
15. float Factorial(int x) 
16. { … } 
程序在#include命令后对Pfun函数和Factorial函数进行了函数声明,因此在main 
和Pfun函数中就不需要再对Factorial函数进行声明了。
C语言中规定,在以下几种情况下可以省略主调函数中对被调函数的函数声明。

程序设计基础(C 语言)(第3 版) 
15  6 
(1)对标准函数的调用不需要进行函数声明,但必须在程序开头用#include命令把标
准函数所在的头文件包含到本文件中。例如,在程序中使用scanf和printf等输入输出函
数时,都必须在程序开头加#include<stdio.h>;若在程序中使用sin、log等数学函数时,则
必须加#include<math.h>。
(2)如果被调函数的定义出现在主调函数之前,则在主调函数中可以不对被调函数进
行声明而直接调用。如例5.2中,函数Max的定义放在main 函数之前,因此在main函数
中可以省去对Max的函数说明。
(3)如果在所有函数定义之前,在函数的外部已进行了函数声明,则在各个主调函数中
不必对所调用的函数再进行声明。
5.3 函数参数传递
5.3.1 简单变量作为函数参数 
在C语言中,简单变量作为函数参数时,参数传递数据是单向的,只能把主调函数的实
参值传给被调函数的形参,这是单向的数据传递。
(1)实参可以是常量、变量、表达式或函数调用。在进行函数调用时,实参必须具有确
定的值,以便把这些值传递给形参。
(2)只有在函数被调用时系统才会为形参分配内存单元,在函数调用结束时,系统会立
即释放形参所占用的内存单元。因此,形参只在函数内部有效,在函数调用过程中,形参的
值发生改变,不会影响实参,函数调用结束返回主调函数后则不能再使用该形参变量。
【例5.6】 简单变量作为函数参数,形参的变化不影响实参。 
1. #include <stdio.h> 
2. int fun (int x, int y) 
3. { 
4. x = x+2; y = y*2; 
5. printf("fun 函数:x=%d,y=%d\n", x, y); 
6. return ( x+y ) ; 
7. } 
8. int main ( ) 
9. { 
10. int a, b, c; 
11. scanf("%d%d", &a, &b); 
12. c=fun (a, b); 
13. printf("mian 函数:a=%d,b=%d,c=%d\n", a, b, c); 
14. return 0; 
15. } 
程序运行结果: 
输入: 
2 5 ↙ 
输出: 
fun 函数:x=4, y=10 
main 函数:a=2, b=5, c=14 
5-5函数参数

函数

第
程序运行过程中实参、形参的变化情况如图5.

1所示。

章


157
图5.1 
实参、形参变化情况

下面分别对图5.

1中4个子图进行说明。

①图5.a) icna、b已得到相应的数
1(表示man函数执行saf后变量存储空间的状态,
据,而c还是随机数,这时在内存中还没有为fun函数的形参x、y分配空间。

②图5.b) ua,b) 系统首先为fn函数中
1(表示执行函数调用fn(时存储空间的状态,u
的形参x、y分配存储空间,然后分别把实参a、b中的数据2、5传递给形参x、y。

图5.表示fn函数执行到rn语句时存储空间的状态,形参x的值由2变为
4,y的值由5变为10,并且将x+y的结果14 返回到main函数中。

③ 1(c) uetur
④图5.d) ui=ua,b); 后变量
1(表示fn函数调用结束后回到man函数执行语句cfn(
存储空间的状态,这时系统已经释放了形参x、y所占用的存储空间,变量c得到函数返回值
14,a、b里存放的数据仍然2和5。

3.数组作为函数参数
5.2 

数组用作为函数参数有两种形式,一种是把数组元素作为实参使用;另一种是把数组名
作为函数的实参使用。5-6数组作

1. 
数组元素作为函数参数为参数
数组元素就是下标变量,它与简单变量并无区别,因此它作为函数实参的使用与简单变
量是完全相同的,在函数调用时,把数组元素的值传给形参,实现单向的值传递。
【例5.输入一个班的某门课程的成绩, B、D、

7】将百分制成绩转换为A、C、E共5个等
级,输出每个学生的百分制成绩和对应的等级。百分制转换为A、B、C、D、E这5个等级的
规则为

A:90~100;B:80~89;C:70~79;D:60~69;E:0~59 。
分析:该题中“成绩转换”很明显是一个独立的功能,可以单独编写一个函数来实现。
转换函数需要定义一个形参,其作用是从主调函数获得需要进行转换的百分制成绩,并将百
分制成绩转换得到的等级返回给主调函数,所以该函数应定义成有返回值的,且返回值应为
字符型。

在main函数中主要是实现成绩的输入和输出。另外要注意变量的定义,由于题目要
求“输出每个学生的百分制成绩和对应的等级”,所以必须定义两个数组,一个数组存放学生
的百分制成绩,另一个数组存放成绩对应的等级(因等级用字母表示,所以该数组应为字符
数组)。