高级语言C之函数的基础及编程示例

高级语言C之函数的基础及编程示例提及“函数”这个词儿，很多人都像我一样，感觉很恐慌，因为它总让我想起代数里讲的方方面面。这些对于像我这样的笨鸟来说，真的太深奥，总是不敢去考虑它，去琢磨它。虽然这里讲的跟那个并非同一个东西，但不免总是心有余悸。今天要讲的东西比较多，我尽量把它讲的详细明白，但由于本人笨鸟一个，能力实在有限，大家多多包涵。先列一下今天要讲的目录：1.什么是函数。2.函数的定义和使用方法。3.从调试中看函数的调用机制。4.撩开函数的面纱。5.结尾语。好，以上是今天要讲的目录，下面进入正题：一、什么是函数。函数，就是完成某个或者某种固定功能的最小的模块（总感觉这样写不是很严谨）。当然，如果我就这样解释，相比大家很定会说我应付，说我不负责任，所以，这里我多牢骚几句。在C语言中，默认指定的函数入口点是main函数，所以，我们在很多时候，只在这个函数中写代码，但是当我们的程序大到一定的程度，这个函数未免显的台过臃肿了；而且从方便实用的角度来说，把所有的功能都写在main函数中，看起来很不直观；而且很多的功能我们可能在别的程序里还能用到，如果我们都在一个函数里，那移植起来肯定也很麻烦；从维护方面来讲，这样很不容易维护，牵一处则动全身。比如下面的代码：intmain(){//初始化变量;initcode001;initcode002;initcode003;//开始实现功能一的代码gn001:{code001;code002;code003;//显示结果printf(功能一的执行结果...\n请选择下一个功能:);scanf(%d,&bl001);switch(bl001){casegn001:gotogn001;break;casegn002:gotogn002;break;casegn003:gotogn003;break;casegn004:gotogn004;break;}}//开始实现功能二的代码gn002:{……//显示结果printf(功能二的执行结果...\n请选择下一个功能:);scanf(%d,&bl001);switch(bl001){casegn001:gotogn001;break;casegn002:gotogn002;break;casegn003:gotogn003;break;casegn004:gotogn004;break;}}}从上面的代码可以看出，很多的重复代码，而且，如果我要在别的程序里使用功能二的代码，需要认真的将代码提取出来，难免发生错误。而且如果这个程序有70多个功能那这个程序就麻烦了。因此，在写程序的时候，需要根据功能来讲整个程序划分成一个个模块，哪个模块有问题，我们就只要对有问题的模块修改，整理就可以了。在另外的程序中，需要用到哪个模块就将相应的模块移植到指定的程序里，就可以了，而函数，就是模块中最小的单位。以后，根据我们系列的深入，我们会继续讲到DLL,LIB等。彻底的将我们的项目工程模块化。如下面的代码：#includestdio.h//这里声明一下函数MaxNum，让编译器知道有一个名字叫MaxNum的函数，它有三个整型参数。intMaxNum(intnum001,intnum002,intnum003);//////////////////////////////////////////////////////////////////////////voidmain(){intnum1=0,num2=0,num3=0;intresult=0;scanf(%d,%d,%d,&num1,&num2,&num3);//让用户输入任意三个数result=MaxNum(num1,num2,num3);//调用MaxNum函数printf(%d\n,result);//显示MaxNum函数的返回值}//下面是函数定义部分/************************************************************************///函数名:MaxNum//参数://num001:随便一个整型数据//num002:随便一个整型数据//num003:随便一个整型数据//功能://取出三个参数中最大的一个数并返回。/************************************************************************/intMaxNum(intnum001,intnum002,intnum003){if(num001=num002){if(num001=num003){returnnum001;}else{returnnum003;}}else{if(num002=num003){returnnum002;}else{returnnum003;}}}这样下来，我们的程序就比较规范了，也方便任务的分工，写这个函数的人只管这个函数功能的实现，调用这个函数的人只要知道这个函数的功能和怎么使用就可以了，不用管这个函数功能是怎么实现的，OK既然知道函数是什么及为什么要用函数了，那下面我们进入下一节二、函数的定义和使用方法。通过上一小节的节的代码，我相信很多的朋友已经知道函数是怎么声明并使用的了，这里我再具体的说一下：定义一个函数的格式是：返回值类型函数调用方式函数名（参数1,参数2……）{函数指令;return返回值;}具体的使用例子，大家就看上一小节中的函数例子就可以，我偷个懒，嘿嘿……相信，很多的朋友会问我一些问题：1.上面的代码中，那个MaxNum函数好像是定义了两次哎~，先是声明，再是定义，声明跟定义有什么区别呀。2.在上面代码中函数的定义好像没有本节函数定义格式中的调用方式……好，第一个问题呢，我们可以先把声明的那一条语句删除掉，然后编译一下程序，看看，提示什么呢？Compiling...Func.cppE:\项目工程\测试例子\Func.cpp(11):errorC2065:'MaxNum':undeclaredidentifierE:\项目工程\测试例子\Func.cpp(26):errorC2373:'MaxNum':redefinition;differenttypemodifiersErrorexecutingcl.exe.Func.exe-2error(s),0warning(s)好，那我们再把这个MaxNum函数的定义部分移到main函数的前面，再编译，哈哈没有问题了。这说明了什么呢？我们程序再执行的时候，先进入main函数，如果我们自定义的函数再main函数前面，那编译器就会知道，MaxNum是我们自己定义的函数，如果我们定义的函数MaxNum在main函数的后面，编译器再编译我们再main函数调用的代码时由于它不知道我们定义了MaxNum，所以调用MaxNum的代码就不能被识别了。因此，我们应该在调用我们定义的函数前，先声明一下，让编译器知道我们定义了这么个函数，就可以了，当然，如果程序很想，我们完全可以把我们定义的函数放在程序文件的前面，main函数放在最后，免去声明的麻烦，但是定义函数前，先声明函数是个好习惯，因为以后我们写的程序可能会几个程序文件一起编译……关于第二个问题，我们看下一节吧……三、从调试中看函数的调用机制。我们直接使用上面的程序做例子，Release编译时，设置生成MAP文件，编译好程序以后，OD打开它，载入MAP文件，当然，如果不会捣鼓的，可以参考MAP文件中的信息：AddressPublicsbyValueRva+BaseLib:Object0001:00000000_main00401000fFunc.obj0001:00000050?MaxNum@@[e-mail]0001:00000070_printf00401070fLIBC:printf.obj0001:000000a1_scanf004010a1fLIBC:scanf.obj来到我们的main函数中：00401000/$83EC0Csubesp,0C;申请一块堆栈，给局部变量预留空间00401003|.33C0xoreax,eax00401005|.8D4C2404leaecx,dwordptr[esp+4]00401009|.89442408movdwordptr[esp+8],eax0040100D|.89442404movdwordptr[esp+4],eax00401011|.89442400movdwordptr[esp],eax00401015|.8D442400leaeax,dwordptr[esp]00401019|.50pusheax;Arg4=80040101A|.8D54240Cleaedx,dwordptr[esp+C]0040101E|.51pushecx;Arg3=50040101F|.52pushedx;Arg2=300401020|.6834804000push00408034;Arg1=ASCII%d,%d,%d00401025|.E877000000call_scanf0040102A|.8B442410moveax,dwordptr[esp+10]0040102E|.8B4C2414movecx,dwordptr[esp+14]00401032|.8B542418movedx,dwordptr[esp+18]00401036|.50pusheax;Arg3=800401037|.51pushecx;Arg2=500401038|.52pushedx;Arg1=300401039|.E812000000call?MaxNum@@YAHHHH@Z{00401050/$8B4C2404movecx,dwordptr[esp+4]00401054|.8B442408moveax,dwordptr[esp+8]00401058|.3BC8cmpecx,eax0040105A|.7C09jlshortFu.004010650040105C|.8B44240Cmoveax,dwordptr[esp+C]00401060|.3BC8cmpecx,eax00401062|.7D09jgeshortFu.0040106D00401064|.C3retn00401065|8B4C240Cmovecx,dwordptr[esp+C]00401069|.3BC1cmpeax,ecx0040106B|.7D02jgeshortFu.0040106F0040106D|8BC1moveax,ecx0040106F\C3retn}0040103E|.50pusheax0040103F|.6830804000push00408030;ASCII%d,LF00401044|.E827000000call_printf00401049|.83C430addesp,30;回复堆栈平衡0040104C\.C3retn这里面应该没有我们不认识的汇编指令吧。我们再这里就看一下这些代码，当然如果可以的话，你可以单步跟踪这个程序，尤其注意看下堆栈的变化。1.__cdecl调用方式好的，我们现在来看一下这段代码，先看一下堆栈吧，在函数头，申请了一段大小为0xC的堆栈空间，在函数结尾平衡堆栈的时候，恢复了0x30的大小，也就是说，中间的这些PUSH的函数参数，占用了0x24的堆栈空间，（我们可以算一下，第一个函数scanf有4个参数PUSH了4次，第二个函数MaxNum有3个参数，PUSH了3次，第三个函数是printf，有两个参数，push了两次，一共PUSH了9次，DWORD（4）*9=0x24，再加上一开始在函数头申请的0xC大小的堆栈空间，一共是0x30）需要我们的代码再调用完函数后，进行恢复，否则堆栈就不平衡程序就出错误了，由此可以见，我们可以整理一下这类函数的调用方式：push参数n……Push参数2Push参数1call函数首地址addes