C语言函数封装及变量的作用域

函数封装

函数封装是指将一段代码打包成函数作为一个单元，使得代码可重用并能提高代码的可读性。在C语言中，可以使用函数的方式实现对代码的封装。

函数的定义与调用

函数的定义分为两步：函数声明和函数实现。

函数声明通常放在头文件中，用于告诉编译器函数的存在，并告知该函数的参数及返回值类型；函数实现则放在源文件中，实现函数的具体功能。

函数的调用需要在主函数中使用函数名及参数列表进行调用。

例如：

// 函数声明
int add(int a, int b);

// 函数实现
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 主函数调用
int main() {
    int result = add(1, 2);
    return 0;
}

函数的参数类型

函数的参数类型分为两种：值传递和指针传递。

值传递即将实参的值传递给形参，在函数内部进行操作，但不会影响实参的值。指针传递则是将实参的地址传递给形参，可在函数内部对实参进行修改。

例如：

// 值传递
int add(int a, int b) {
    a = a + 1;
    return a + b;
}

// 指针传递
void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

静态变量

静态变量是指在函数内部声明的变量，但其作用域不限于函数内部。静态变量的生命周期与整个程序的运行时间有关，该变量只会被初始化一次，并保留在内存中。

例如：

void foo() {
    static int count = 0;
    count++;
    printf("count: %d\n", count);
}

int main() {
    foo(); // count: 1
    foo(); // count: 2
    return 0;
}

示例说明

示例1：计算平均数

编写一个函数，用于计算一组数字的平均数。

#include <stdio.h>

double calculate_average(int *array, int length) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        sum += array[i];
    }
    return (double) sum / length;
}

int main() {
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int length = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
    double result = calculate_average(array, length);
    printf("The average of array is %.2f\n", result);
    return 0;
}

示例2：判断素数

编写一个函数，判断一个正整数是否为素数。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

bool is_prime(int num) {
    if (num <= 1) { // 小于1的数字不是质数
        return false;
    }
    for (int i = 2; i * i <= num; i++) {
        if (num % i == 0) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

int main() {
    int num;
    printf("Please input a positive integer: ");
    scanf("%d", &num);
    if (is_prime(num)) {
        printf("%d is a prime number.\n", num);
    } else {
        printf("%d is not a prime number.\n", num);
    }
    return 0;
}