C 语言中所使用的库函数并不是C 语言本身的一部分，它是由编译程序根据一般用户的需要编制并提供给用户使用的一组程序。C 的库函数极大地方便了用户，同时也补充了C 语言本身的不足。库函数具有明确的功能、入口调用参数和返回值。常见的库函数，主要分类如下：I/O 函数。这是能正确使用库函数的必要条件。......
2023-10-21
C语言无返回值函数库函数实现流水灯控制
【摘要】：② 无返回值函数：此类函数用于完成某项特定的处理任务，执行完成后不向调用者返回函数值。C语言提供了极为丰富的库函数，这些库函数又可从功能角度进行以下分类。习惯上把调用者称为主调函数。根据图4-40，P0端口连接8位LED灯，利用标准库函数实现流水灯的控制。
使用函数是实现结构化程序设计思想的重要方法。结构化程序设计思想的重点之一就是模块化，即把一个复杂的、较大的程序划分成若干个模块，每个模块完成一个特定的功能，各个模块通常由不同的人来编写和调试，模块之间相互独立，靠参数的传递实现模块之间进行联系，从而把一个复杂的问题“分而治之”，这种方法便于组织人力共同完成比较复杂的任务。
一个C语言程序是由若干个函数构成的，C语言中的所有函数都是一个独立的程序模块。一个C程序总是从main函数开始执行，调用其他函数后，流程仍将返回到main函数，最后在main函数中结束程序的运行。其他函数也可以相互调用，同一函数可以被一个或多个函数调用任意次。但是main（）函数是系统调用的，不能被其他函数调用。
4.6.1 函数的分类与定义
C源程序是由函数组成的。函数是C源程序的基本模块，通过对函数模块的调用实现特定的功能。C语言不仅提供了极为丰富的库函数，还允许用户建立自己定义的函数。用户可把自己的算法编成一个个相对独立的函数模块，然后用调用的方法来使用函数。由于采用了函数模块式的结构，C语言易于实现结构化程序设计。
在C语言中可从不同的角度对函数分类。
（1）从函数定义的角度看，函数可分为库函数和用户定义函数两种。
① 库函数：由C系统提供，用户无须定义，也不必在程序中做类型说明，只需在程序前包含有该函数原型的头文件即可在程序中直接调用。
② 用户定义函数：由用户按需要写的函数。
（2）C语言的函数兼有其他语言中的函数和过程两种功能，从这个角度看，又可把函数分为有返回值函数和无返回值函数两种。
① 有返回值函数：此类函数被调用执行完后将向调用者返回一个执行结果，称为函数返回值。如数学函数即属于此类函数。由用户定义的这种要返回函数值的函数，必须在函数定义和函数说明中明确返回值的类型。
② 无返回值函数：此类函数用于完成某项特定的处理任务，执行完成后不向调用者返回函数值。这类函数类似于其他语言的过程。由于函数无须返回值，用户在定义此类函数时可指定它的返回为“空类型”，空类型的说明符为“void”。
（3）从主调函数和被调函数之间数据传送的角度看，又可分为无参函数和有参函数两种。
① 无参函数：函数定义、函数说明及函数调用中均不带参数。主调函数和被调函数之间不进行参数传送。此类函数通常用来完成一组指定的功能，可以返回或不返回函数值。
② 有参函数：也称为带参函数。在函数定义及函数说明时都有参数，称为形式参数（简称为形参）。在函数调用时也必须给出参数，称为实际参数（简称为实参）。进行函数调用时，主调函数将把实参的值传送给形参，供被调函数使用。
（4）C语言提供了极为丰富的库函数，这些库函数又可从功能角度进行以下分类。
① 字符类型分类函数：用于对字符按ASCII码分类：字母、数字、控制字符、分隔符、大小写字母等。
② 转换函数：用于字符或字符串的转换；在字符量和各类数字量（整型，实型等）之间进行转换；在大、小写之间进行转换。
③ 目录路径函数：用于文件目录和路径操作。
④ 诊断函数：用于内部错误检测。
⑤ 图形函数：用于屏幕管理和各种图形功能。
⑥ 输入输出函数：用于完成输入/输出功能。
⑦ 接口函数：用于与DOS，BIOS和硬件的接口。
⑧ 字符串函数：用于字符串操作和处理。
⑨ 内存管理函数：用于内存管理。
⑩ 数学函数：用于数学函数计算。
日期和时间函数：用于日期、时间转换操作。
进程控制函数：用于进程管理和控制。
其他函数：用于其他各种功能。
以上各类函数不仅数量多，而且有的还需要硬件知识才会使用，因此要想全部掌握则需要一个较长的学习过程。应首先掌握一些最基本、最常用的函数，再逐步深入。
还应该指出的是，在C语言中，所有的函数定义，包括主函数main在内，都是平行的。也就是说，在一个函数的函数体内，不能再定义另一个函数，即不能嵌套定义。但是函数之间允许相互调用，也允许嵌套调用。习惯上把调用者称为主调函数。函数还可以自己调用自己，称为递归调用。
main 函数是主函数，它可以调用其他函数，而不允许被其他函数调用。因此，C程序的执行总是从main函数开始，完成对其他函数的调用后再返回到main函数，最后由main函数结束整个程序。一个C源程序必须有，也只能有一个主函数。
【实训4.7】根据图4-40，P0端口连接8位LED灯，利用标准库函数实现流水灯的控制。
分析：在标准库函数中提供了循环移位和延时等操作函数，这些函数的原型声明包含在头文件intrins.h中。利用将字符型数据按照二进制循环左移的库函数实现8位流水灯控制。
库函数 crol （a，n）的功能：变量a循环左移n位操作，n＝1时即向左移动一位，最高位数据移至最低位，如图4-55所示。使用循环移位函数可以更简洁地完成流水灯显示操作。
图4-55 循环左移操作示意图
利用标准库函数实现流水灯控制的源程序：
流水灯控制小结：前面介绍了多种方法进行流水灯控制的程序编写。各种控制方法的实现具有不同的特点，请大家仔细分析对比一下它们的优缺点。
通过前面这些不同的控制方法，表明单片机控制的特点如下：
（1）单片机控制是数字控制。
（2）控制对象不变（硬件结构不变）的情况下，存在多种控制方案，应选择最优的控制方案。
4.6.2 函数的定义
C语言规定，程序中所有函数，必须遵循“先定义，后使用”的原则。C语言编译系统提供的库函数是由编译系统事先定义好的，程序设计者不必自己定义，只需利用#include命令把有关的头文件包含到文件中即可。例如，实训4.7中用到的 crol （a，n）、 nop （）等，就必须在本文件的开始部分定义如下命令：
函数定义就是确定一个函数完成一定的操作功能，函数定义的一般形式如下：(www.chuimin.cn)
其中：
（1）函数类型说明：指出函数中return 语句返回的值的类型，它可以是C语言中任意合法的数据类型，如int，float，char等。如果不加函数类型说明符，C语言默认返回值的类型是整型。函数也可以没有返回值，这时函数类型应说明为void类型。
（2）函数名：是用户给函数起的名称，它是一个标识符，是函数定义中不可缺少的部分，函数名后的一对圆括号是函数的象征，即使没有参数也不能省略。
（3）形式参数列表：是写在圆括号中的一组变量名，形式参数之间用逗号分隔。形式参数称为形式的（或虚参数，简称虚参），是因为形参没有固定的值，形参的值只有函数被调用时由调用函数的实参提供。C语言中的函数允许没有形式参数，当没有形式参数时，园括号不能省略。
① 无参数传递的延时函数定义举例。
② 有参数传递的延时函数定义举例。
其中，形式参数ms被指定为unsigned int型。main（）主调函数调用延时函数时，形式参数必须换成实际参数确定延时函数具体的延时时间。
（4）用{}括起来的部分称为函数体，由说明部分和语句组成。在函数体中可以定义各种变量，在函数中定义的变量只有在该函数内使用。函数体中的语句规定了函数执行的操作，体现了函数的功能，在函数体内通常包含return语句。函数体中可以既无变量定义，也无语句，但一对花括号是不可省略的。例如：
这是一个空函数，不产生任何操作，但它是一个合法的函数。
4.6.3 函数调用
函数调用就是在一个函数主体中调用另外一个已经定义的函数，前者为主调函数，后者为被调函数。
函数调用的格式如下：
实际参数：主调函数中调用带有形参的函数时，函数名后面括号中的参数（可以是表达式）称为实际参数（简称实参）；如果有多个实参，要用“，”间隔开；实际参数与形式参数顺序对应，个数相同，类型应匹配。例如，
实际参数200在形式参数unsigned int的数值范围内。
如果调用无参函数，则“实际参数表”可以没有，但括号不能省略。
调用函数时，被调函数必须是已经存在的函数（是库函数或用户自定义的函数）。函数调用要注意以下几种情况。
（1）如果被调函数的函数定义在主调函数之后，则需要在主调函数中对被调函数进行声明。函数声明是一个说明语句，必须在结尾加分号。函数声明的一般格式如下：
函数声明是向编译系统说明函数的相关信息，包括函数名、函数返回值类型、形式参数类型、形式参数个数及排列顺序，以便在编译系统对函数进行检查。
例如，前面源程序中的函数声明：
（2）如果程序要使用C51标准函数库，则在程序的开始处要用#include预处理的命令声明被调函数所在函数库。例如，源程序中要调用左移函数 crol （）时，须添加如下预处理：
（3）如果被调用的函数不是标准库函数，在本文件中也没有定义，而是在其他文件中定义的，调用时需要使用关键字“extern”进行函数原型说明。如任务4.4的延时函数的定义若在另外一个文件中，则函数声明时需要进行如下说明：
函数的“定义”和“声明”之间的区别。
① 函数的定义是指对函数功能的确立，包括指定函数名、函数值类型、形参及其类型、函数体等，它是一个完整的、独立的函数单位。
② 函数声明的作用则是把函数名字、函数类型、以及形参的类型、个数和顺序通知编译系统，以便在调用该函数时系统按此进行对照检查。它不包含函数体。
③ 如果被调函数的定义出现在主调函数之前，可以不必加声明。
④ 如果在文件的开头（在所有函数之前）已对本文件中所调用的函数进行了声明，则在各函数中不必对其所调用的函数再做声明。
4.6.4 函数的返回值
函数的返回值是通过函数调用使主调函数得到的确定值。函数的返回值只能在函数体中，通过return语句返回给主调函数。
return 语句的一般形式为：或者为：
对于不带返回值的函数，在函数体中不得出现return语句。
函数的返回值属于某一个确定的类型，在函数定义时指定函数返回值的类型。该语句有以下用途：
（1）它能立即从所在的函数中退出，返回到调用它的程序中去。
（2）返回一个值给调用它的函数。
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