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特殊函数

> C语言三大特殊函数:静态函数(缩小可见域)、递归函数(自我调用)、回调函数(钩子/函数指针)。


一、静态函数:文件级私有化

  • 背景知识: 普通函数都是跨文件可见的,即在文件 a.c 中定义的函数可以在 b.c 中使用。
  • 静态函数: 只能在定义的文件内可见的函数,称为静态函数。
对比项 普通函数 静态函数
可见域 跨文件(全局符号) 本文件内(local符号)
重名冲突 容易 不易
链接阶段 外部可引用 外部不可见

语法

staitc void f(void) // 在函数头前面增加关键字 static ,使之成为静态函数
{// 函数体
}

要点:

  • 静态函数主要是为了缩小函数的可见范围,减少与其他文件中重名函数冲突的概率。
  • 静态函数一般被定义在头文件中,然后被各个源文件包含。

二、递归函数:自己调用自己

概念: 如果一个函数内部,包含了对自身的调用,则该函数称为递归函数

  • 递归问题:
    • 阶乘。
    • 幂运算。
    • 字符串翻转。
    • 二叉树的操作

要点:

  • 只有能被表达为递归的问题,才能用递归函数解决。
  • 递归函数必须有一个可直接退出的条件,否则会进入无限递归
  • 递归函数包含两个过程,一个逐渐递进的过程,和一个逐渐回归的过程。

示例1: 依次输出 n 个自然数。

  • 思路:先输出前面的 n-1 个自然数,再输出最后一个自然数n。而要输出前面的 n-1 个自然数,递归调用自身即可。
// 该函数的功能:依次输出 n 个自然数
void f(int n) 
{if(n < 0)          // 1,当满足此条件时,不再进行递归。return;f(n-1);            // 2,递归调用自己,输出前 n-1 个数printf("%d\n", n); // 3,输出最后一个自然数 n
}

递归调用时,函数的栈内存的变化如下图所示。可见,随着递归函数的层层深入,栈空间逐渐往下增长,如果递归的层次太深,很容易把栈内存耗光

  • 层层递进时,问题的规模会随之减小,减小到可直接退出的条件时,函数开始层层回归。
栈内存调用图

示例2: 字符串原地翻转

  • 思路: 先递归到尾,回归时交换首尾字符。
void reverse_r(char *left, char *right)
{if (left >= right) return;          // 终止char tmp = *left;*left  = *right;*right = tmp;reverse_r(left + 1, right - 1);     // 子问题
}int main(void)
{char s[] = "abcdefg";reverse_r(s, s + strlen(s) - 1);puts(s);    // gfedcbareturn 0;
}

栈深度 = strlen(s)/2,O(n) 时间 · O(n) 额外栈空间(嵌入式栈紧张时慎用)

三、回调函数(钩子函数)

概念: 函数实现方不调用该函数,而由函数接口提供方间接调用的函数,称为回调函数。

  • 示例: 系统中的信号处理,是一个典型的利用回调函数的情形。
示例图

要点:

  • 示例中函数 sighandler 是回调函数。
  • signal() 将函数回调函数传递给内核,使得内核可以在恰当的时机回调 sighandler
  • 应用开发者和内核开发者只要约定好回调函数的接口,即可各自开发,进度互不影响。

用例分析:

#include <signal.h>typedef void (*sighandler_t)(int);sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);signum --> 信号值handler  --> 信号的相应函数(处理函数)

以上函数的作用是,向系统注册一个信号响应函数,让系统知道如果本进程收到了signum信号时直接帮我调用 handler指向的函数!!

猪脚亮

如果一个函数 A,被作为参数传入了函数 B,并且函数 B 在执行过程中又回过来调用了函数 A,那么这个函数 A 就是一个回调函数。

http://www.hskmm.com/?act=detail&tid=32720

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