函数定义

函数是 C 语言中模块化编程的基本单元，将一段可复用的代码封装起来，通过函数名调用。函数定义包括返回类型、函数名、参数列表和函数体四个部分。良好的函数设计遵循"单一职责原则"——一个函数只做一件事，参数和返回值清晰明确。

基本语法

返回类型 函数名(参数列表)
{
    声明和语句
}

/* 无参数、无返回值 */
void print_hello(void)
{
    printf("Hello, World!\n");
}

/* 有参数、有返回值 */
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

/* 调用 */
int main(void)
{
    print_hello();
    int result = add(3, 5);
    printf("%d\n", result);     /* 8 */
    return 0;
}

返回类型

函数可以返回各种类型，包括基本类型、指针、结构体：

/* 基本类型 */
int max(int a, int b);
double average(double arr[], int n);

/* 指针 */
char *strcpy(char *dest, const char *src);
int *find_max(int arr[], int n);

/* 结构体 */
struct Point create_point(int x, int y);

/* void：无返回值 */
void swap(int *a, int *b);

C99 之前，如果省略返回类型，默认为 int（隐式 int）。C99 禁止隐式 int，必须显式声明返回类型：

/* C89 允许（不推荐） */
add(int a, int b)           /* 隐式返回 int */
{
    return a + b;
}

/* C99 要求 */
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

参数列表

参数列表声明函数接受的输入。每个参数需要显式类型：

/* 正确 */
int add(int a, int b);

/* C89 旧式声明（已废弃） */
int add(a, b)               /* 参数类型在函数体前声明 */
int a;
int b;
{
    return a + b;
}

/* C99 要求原型声明 */
int add(int a, int b);

空参数列表：

/* C99 推荐：显式 void */
void func(void);            /* 不接受参数 */

/* 空括号：参数未指定（C89 兼容，不推荐） */
void func();                /* 参数数量和类型未声明 */

void func() 在 C 中表示"参数未指定"，不是"无参数"。调用时可以传任意参数，编译器不做检查。C99 推荐始终使用 void func(void) 明确表示无参数。

函数体

函数体是复合语句，可以包含声明和语句：

int factorial(int n)
{
    /* 局部变量声明 */
    int result = 1;
    
    /* 语句 */
    for (int i = 2; i <= n; i++)
        result *= i;
    
    /* 返回 */
    return result;
}

C99 允许在函数体内混合声明和语句，不必全部放在开头。

函数设计原则

单一职责：一个函数只做一件事

/* 差：一个函数做太多 */
void process_data(void)
{
    read_file();
    parse_data();
    validate_data();
    save_data();
    print_report();
}

/* 好：每个函数职责单一 */
void process_data(void)
{
    Data *data = read_file("input.txt");
    if (data == NULL) return;
    
    if (parse_data(data) != 0) {
        free_data(data);
        return;
    }
    
    if (!validate_data(data)) {
        free_data(data);
        return;
    }
    
    save_data(data, "output.txt");
    print_report(data);
    free_data(data);
}

参数数量：参数不宜过多（通常不超过 5-7 个）

/* 参数过多，考虑用结构体 */
void draw_rect(int x, int y, int w, int h, int r, int g, int b, int fill, int border);

/* 改进 */
struct Rect {
    int x, y, w, h;
};

struct Color {
    int r, g, b;
};

void draw_rect(const struct Rect *rect, const struct Color *color, bool fill, int border);

返回值表示状态：

/* 用返回值表示成功/失败 */
int divide(int a, int b, int *result)
{
    if (b == 0)
        return -1;          /* 错误 */
    *result = a / b;
    return 0;               /* 成功 */
}

/* 调用 */
int result;
if (divide(10, 2, &result) == 0)
    printf("%d\n", result);
else
    printf("Division by zero\n");

常见错误

隐式 int（C99 错误）：

add(int a, int b)           /* C99 错误：缺少返回类型 */
{
    return a + b;
}

参数类型不匹配：

int add(int a, int b);

/* 调用 */
double x = 3.5, y = 2.5;
int result = add(x, y);     /* double 转为 int：3 + 2 = 5 */
                            /* 编译器警告 */

返回局部变量地址：

int *get_value(void)
{
    int local = 10;
    return &local;          /* 危险：函数返回后 local 销毁 */
}

忘记 return：

int get_value(int x)
{
    if (x > 0)
        return x;
    /* 错误：x <= 0 时没有 return */
}

最佳实践

函数名用动词开头，表达操作：get_、set_、calc_、print_、is_
一个函数不超过 20-30 行，超过则考虑拆分
参数不超过 5-7 个，过多时用结构体
始终显式声明返回类型（C99 要求）
无参数时写 (void)
所有控制路径都有 return（非 void 函数）
函数职责单一，命名清晰表达功能