C语言函数声明以及函数原型

2年前 (2024-04-28)

C语言代码由上到下依次执行，原则上函数定义要出现在函数调用之前，否则就会报错。但在实际开发中，经常会在函数定义之前使用它们，这个时候就需要提前声明。

所谓声明（Declaration），就是告诉编译器我要使用这个函数，你现在没有找到它的定义不要紧，请不要报错，稍后我会把定义补上。

函数声明的格式非常简单，相当于去掉函数定义中的函数体，并在加上分号;，如下所示：

dataType functionName( dataType1 param1, dataType2 param2 ... );

也可以不写形参，只写数据类型：

dataType functionName( dataType1, dataType2 ... );

函数声明给出了函数名、返回值类型、参数列表（重点是参数类型）等与该函数有关的信息，称为函数原型（Function Prototype）。函数原型的作用是告诉编译器与该函数有关的信息，让编译器知道函数的存在，以及存在的形式，即使函数暂时没有定义，编译器也知道如何使用它。

有了函数声明，函数定义就可以出现在任何地方了，甚是其他文件、静态链接库、动态链接库等。

【实例1】定义一个函数 sum()，计算从 m 加到 n 的和，并将 sum() 的定义放到 main() 后面。

#include <stdio.h>
//函数声明
int sum(int m, int n);  //也可以写作int sum(int, int);
int main(){
int begin = 5, end = 86;
int result = sum(begin, end);
printf("The sum from %d to %d is %d\n", begin, end, result);
return 0;
}
//函数定义
int sum(int m, int n){
int i, sum=0;
for(i=m; i<=n; i++){
sum+=i;
}
return sum;
}

我们在 main() 函数中调用了 sum() 函数，编译器在它前面虽然没有发现函数定义，但是发现了函数声明，这样编译器就知道函数怎么使用了，于函数体到底是什么，暂时可以不用操心，后续再把函数体补上就行。

【实例2】定义两个函数，计算1! + 2! + 3! + ... + (n-1)! + n!的和。

#include <stdio.h>
// 函数声明部分
long factorial(int n);  //也可以写作 long factorial(int);
long sum(long n);  //也可以写作 long sum(long);
int main(){
printf("1!+2!+...+9!+10! = %ld\n", sum(10));
return 0;
}
//函数定义部分
//求阶乘
long factorial(int n){
int i;
long result=1;
for(i=1; i<=n; i++){
result *= i;
}
return result;
}
// 求累加的和
long sum(long n){
int i;
long result = 0;
for(i=1; i<=n; i++){
result += factorial(i);
}
return result;
}

运行结果：
1!+2!+...+9!+10! = 4037913

初学者编写的代码都比较简单，顶多几百行，完全可以放在一个源文件中。对于单个源文件的程序，通常是将函数定义放到 main() 的后面，将函数声明放到 main() 的前面，这样就使得代码结构清晰明了，主次分明。

使用者往往只关心函数的功能和函数的调用形式，很少关心函数的实现细节，将函数定义放在，就是尽量屏蔽不重要的信息，凸显关键的信息。将函数声明放到 main() 的前面，在定义函数时也不用关注它们的调用顺序了，哪个函数先定义，哪个函数后定义，都无所谓了。

然而在实际开发中，往往都是几千行、上万行、百万行的代码，将这些代码都放在一个源文件中简直是灾难，不但检索麻烦，而且打开文件也很慢，所以必须将这些代码分散到多个文件中。对于多个文件的程序，通常是将函数定义放到源文件（.c文件）中，将函数的声明放到头文件（.h文件）中，使用函数时引入对应的头文件就可以，编译器会在链接阶段找到函数体。

前面我们在使用 printf()、puts()、scanf() 等函数时引入了 stdio.h 头文件，很多初学者认为 stdio.h 中包含了函数定义（也就是函数体），只要有了头文件就能运行，其实不然，头文件中包含的都是函数声明，而不是函数定义，函数定义都放在了其它的源文件中，这些源文件已经提前编译好了，并以动态链接库或者静态链接库的形式存在，只有头文件没有系统库的话，在链接阶段就会报错，程序根本不能运行。

除了函数，变量也有定义和声明之分。实际开发过程中，变量定义需要放在源文件（.c文件）中，变量声明需要放在头文件（.h文件）中，在链接程序时会将它们对应起来。

函数参考手册

再补充一点，函数原型给出了使用该函数的所有细节，当我们不知道如何使用某个函数时，需要查找的是它的原型，而不是它的定义，我们往往不关心它的实现。

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