C函数参数和返回值

在C语言中，函数的参数和返回值在程序中扮演着非常重要的角色。函数的参数是用来传递数据给函数，而函数的返回值是用来获取函数的计算结果的。本文将详细介绍C函数中参数和返回值的类型、传递方式和使用方法。

一、参数的类型和传递方式

函数的参数可以是实际参数（实参）或形式参数（形参），实参是函数调用时传递给函数的值或指针，形参是函数定义时声明的变量或指针。在C语言中，参数传递有三种方式：传值调用、指针调用和引用调用。

// 示例代码1：传值调用
#include <stdio.h>
int add(int a, int b) {
    return a + b;  // 返回 a 和 b 的和
}
int main() {
    int x = 3, y = 5;
    printf("x + y = %d\n", add(x, y));  // 输出 8
    return 0;
}

传值调用是指实参将自身的值拷贝一份传给形参，这个过程不会改变实参的值。在上面的示例代码中，函数add的参数a和b都是按值传递的，即函数add不能修改实际参数x和y的值，它只能使用这两个值进行计算。

// 示例代码2：指针调用
#include <stdio.h>
void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
int main() {
    int x = 3, y = 5;
    swap(&x, &y);  // 通过指针交换 x 和 y 的值
    printf("x = %d, y = %d\n", x, y);  // 输出 x=5, y=3
    return 0;
}

指针调用是指实参传递的是指向自身的指针，函数可以通过这个指针修改实参的值。在上面的示例代码中，函数swap的参数a和b都是指向int类型的指针，通过这些指针就可以交换变量x和y的值。

// 示例代码3：引用调用
#include <stdio.h>
void increment(int *p) {
    (*p)++;  // 将指针所指的变量加 1
}
int main() {
    int x = 3;
    increment(&x);  // 通过指针对 x 加 1
    printf("x = %d\n", x);  // 输出 x=4
    return 0;
}

引用调用是指实参传递的是形参的引用，也就是实参和形参指向同一个内存空间。在上面的示例代码中，函数increment的参数p是指向int类型的指针，我们将变量x的地址传递给了这个指针，函数increment就可以通过这个指针来直接修改变量x的值。

二、返回值的类型和使用方法

函数的返回值可以是任何C语言支持的数据类型，包括整型、浮点型、结构体和指针等。函数的返回值是用来传递函数计算结果的，这个值可以赋给变量、表达式、数组等。在C语言中，函数的返回值只能返回单个值，如果需要返回多个值，可以考虑使用结构体、数组或指针等数据结构。

// 示例代码4：返回单个值
#include <stdio.h>
int max(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;  // 返回 a 和 b 中的最大值
}
int main() {
    int x = 3, y = 5;
    printf("max = %d\n", max(x, y));  // 输出 5
    return 0;
}

在上面的示例代码中，函数max返回a和b中的最大值，这个值可以用来比较两个变量的大小。

// 示例代码5：返回指针
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int *create_array(int size) {
    return (int *)malloc(size * sizeof(int));  // 返回一个动态分配的 int 型数组
}
int main() {
    int *p = create_array(5);  // 创建一个包含 5 个元素的 int 型数组
    // 使用数组 p 来存放数据
    //...
    free(p);  // 释放内存
    return 0;
}

在上面的示例代码中，函数create_array返回一个动态分配的int型数组的指针，这个指针可以用来存放数据并在不需要的时候释放内存。

三、常见参数错误

在编写C函数时，常见的参数错误包括传递类型不匹配、传递的指针为空指针、内存泄漏等。这些错误的出现可能会导致程序崩溃、内存泄漏或安全漏洞。

// 示例代码6：传递空指针
#include <stdio.h>
void print_string(char *s) {
    printf("%s\n", s);  // 输出字符串 s
}
int main() {
    char *s = NULL;  // 定义空指针
    print_string(s);  // 传递空指针作为参数
    return 0;
}

在上面的示例代码中，函数print_string传递了一个空指针作为参数，这个操作将导致程序在执行printf语句时崩溃。

四、总结

C函数中的参数和返回值是函数计算的重要部分。在编写函数时，我们需要根据参数传递方式、参数类型和返回值类型的不同来选择合适的方式。我们还需要避免常见的参数错误，以确保代码的正确性和健壮性。