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函数基础#

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// 声明（原型）
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int add(int a, int b);
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// 定义
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int add(int a, int b) {
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    return a + b;
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}
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// 调用
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int sum = add(3, 5);

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void swap_wrong(int a, int b) { /* 无法交换调用者的变量 */ }
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void swap(int *a, int *b) {
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    int t = *a;
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    *a = *b;
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    *b = t;
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}

栈帧的创建与销毁（概念）#

函数每次被调用时，通常在栈上分配一帧（stack frame），存放：

• 返回地址
• 保存的寄存器（如帧指针 EBP/RBP、栈顶 ESP/RSP，具体名称依架构而定）
• 局部变量、临时空间
• 参数（调用约定决定参数在栈上还是寄存器）

调用过程（简化）：

1. 调用方把参数入栈（或放寄存器）
2. 跳转到被调函数，保存旧帧指针，建立新帧指针
3. 为局部变量分配栈空间
4. 执行函数体
5. 恢复寄存器与栈指针，返回到调用方

函数返回后，该帧内存可被下一次调用覆盖，故局部变量地址不可长期持有。

静态函数#

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static int helper(void) { return 0; }

static 函数仅在当前翻译单元（.c 文件）内可见，避免与其他文件的同名函数链接冲突。

递归#

• 函数直接或间接调用自身
• 必须有终止条件，否则无限递归导致栈溢出
• 适合问题可分解为同结构子问题（如阶乘、遍历树）

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int factorial(int n) {
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    if (n <= 1) return 1;
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    return n * factorial(n - 1);
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}

函数指针#

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int add(int a, int b) { return a + b; }
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int (*fp)(int, int);     // 声明：fp 是指向函数的指针
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fp = add;                // 或 fp = &add;
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int r = fp(3, 5);        // 通过指针调用

声明格式：*返回类型 (指针名)(参数类型列表)

指针函数#

函数的返回值是指针类型：

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int *make_array(int n);   // 返回 int*

返回值不能指向已销毁的局部变量；可返回静态存储、堆内存或调用者提供的缓冲区。

回调函数#

将函数指针作为参数传入，在特定时机由被调方调用，实现「机制与策略」分离。

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typedef int (*callback_t)(int);
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int process(int x, callback_t cb) {
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    return cb(x);
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}

常用于事件驱动、库扩展点；执行顺序由事件触发决定，而非写死的调用顺序。

内联函数 inline#

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static inline int max(int a, int b) {
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    return a > b ? a : b;
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}

建议将 inline 函数放在头文件中并配合 static，避免多重定义。

• 编译器可能把函数体展开到调用处，减少调用开销
• 适合短小、频繁调用的函数；函数体过大、含复杂循环或递归时不宜内联
• inline 只是建议，编译器可忽略

可变参数函数#

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#include <stdarg.h>
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int sum(int count, ...) {
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    va_list ap;
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    va_start(ap, count);
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    int total = 0;
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    for (int i = 0; i < count; i++)
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        total += va_arg(ap, int);
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    va_end(ap);
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    return total;
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}

• 至少有一个固定命名参数，用于 va_start 定位可变部分
• 典型例子：printf；类型与个数须由固定参数或约定推断，否则未定义