Функции и структура программы

Как и во многих других языках программирования, в Си имеются средства создания функций. Используются они как и в других ЯП для организации кода и повторного использования блоков операторов.

<возвращаемый тип> <имя функции>(<тип1> <арг1>, <тип1> <арг2>, ...) {
    <тело функции>
}

Напишем пару функций. Глупая программа для получения числа в диапазоне от -100 до 100 с проверкой ввода и "красивым" выводом крадрата числа:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int get_input() {
    puts("Please enter number less than 100 and more -100:");

    int input;
    scanf("%d", &input);

    if (input >= 100) {
        printf("Expected number less than 100, but got: %d\n", input);
        exit(1);
    }

    if (input <= -100) {
        printf("Expected number greater than -100, but got: %d\n", input);
        exit(1);
    }

    return input;
}

void print_output(int value) {
    puts("=== output ===");
    printf("%d\n", value);
    puts("==============");
}

int calc_value(value) {
    return value * value;
}

int main(void) {
    int arg = get_input();
    int value = calc_value(arg);
    print_output(value);
    return 0;
}

– Всё, конечно, можно было оставить в main, но куда приятнее и удобнее разбить на семантически раздельные функции.

Воспользуемся кодом:

→ clang 03-simple-funcs.c
→ ./a.out
Please enter number less than 100 and more -100:
123
Expected number less than 100, but got: 123
→ ./a.out
Please enter number less than 100 and more -100:
-123
Expected number greater than -100, but got: -123
→ ./a.out
Please enter number less than 100 and more -100:
12
=== output ===
144
==============

Однако, если переместить main выше определения функций, получим:

→ clang 03-simple-funcs.c
03-simple-funcs.c:6:15: warning: implicit declaration of function 'get_input' is invalid in C99 [-Wimplicit-function-declaration]
    int arg = get_input();
              ^
03-simple-funcs.c:7:17: warning: implicit declaration of function 'calc_value' is invalid in C99 [-Wimplicit-function-declaration]
    int value = calc_value(arg);
                ^
03-simple-funcs.c:8:5: warning: implicit declaration of function 'print_output' is invalid in C99 [-Wimplicit-function-declaration]
    print_output(value);
    ^
03-simple-funcs.c:33:6: error: conflicting types for 'print_output'
void print_output(int value) {
     ^
03-simple-funcs.c:8:5: note: previous implicit declaration is here
    print_output(value);
    ^
3 warnings and 1 error generated.

Прототипы функций

Как можно увидеть, возникли проблемы: на момент использования функций в main они ещё не определены. Всё же компилятор Си однопроходный...

Однако, мы можем описать их прототипы, чтобы при компилятор понимал: какие типы значений ожидаются функциями и какие типы значений вернут функции. Ещё немного изменим наш код:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/**
 * Прототипы
 */
int get_input();
void print_output(int);
int calc_value(int);

int main(void) {
    int arg = get_input();
    int value = calc_value(arg);
    print_output(value);
    return 0;
}

int get_input() {
    puts("Please enter number less than 100 and more -100:");

    int input;
    scanf("%d", &input);

    if (input >= 100) {
        printf("Expected number less than 100, but got: %d\n", input);
        exit(1);
    }

    if (input <= -100) {
        printf("Expected number greater than -100, but got: %d\n", input);
        exit(1);
    }

    return input;
}

void print_output(int value) {
    puts("=== output ===");
    printf("%d\n", value);
    puts("==============");
}

int calc_value(int value) {
    return value * value;
}

Передача параметров

Уже было видно в предыдущем примере, как можно передавать данные в функции

// Пототипы
void print_output(int);
int calc_value(int);

...

// main
int value = calc_value(arg);
print_output(value);

Сами значения копируются, а после выхода из функций удаляются (помимо return значения, которое также копируется).

Однако, мы помним, что в Си у нас всё данные, даже адреса. Поэтому мы можем передать адрес на данные и модифицировать данные внутри функции, которые будут использоваться во вне.

Вспомним уже использованную функцию scanf - форматированный ввод со стандартного ввода:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int num;
    scanf("%d", &d);
    printf("%d", d);
    return 0;
}

Нам нужен указатель на переменную в scanf, чтобы записать по адресу значение во вне. Нам не нужен указатель для printf – нам нужно получить значение, вывести его – изменять его значение вне функции не нужно.

Это важный момент в выборе API для функций.