Функции, области видимости и классы памяти

Функции

#include <stdio.h>

double dot(const double *a, const double *b, int n);   /* объявление (прототип) */

int main(void)
{
    double x[3] = {1, 2, 3}, y[3] = {4, 5, 6};
    printf("%f\n", dot(x, y, 3));
    return 0;
}

double dot(const double *a, const double *b, int n)    /* определение */
{
    double sum = 0.0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
        sum += a[i] * b[i];
    return sum;
}

• Объявление (прототип) сообщает компилятору имя, типы параметров и результата. Обычно прототипы лежат в заголовочных файлах .h.
• Определение содержит тело.
• void вместо типа результата — функция ничего не возвращает.

Передача по значению

В C аргументы копируются. Функция не может изменить переменную вызывающего, если не получит её адрес:

void reset(int *p) { *p = 0; }

int x = 5;
reset(&x);     /* x == 0 */

Так работают scanf("%d", &n), wait(&status), pipe(fds) — системные функции возвращают результаты через указатели.

Стек вызовов

При каждом вызове функции на стеке создаётся кадр (frame): адрес возврата, параметры, локальные переменные. При выходе кадр уничтожается.

Области видимости и время жизни

Классы памяти: static, extern, register

/* file1.c */
double *a;                 /* определение глобальной переменной */
static int hidden;         /* видна только в file1.c */

/* file2.c */
extern double *a;          /* объявление: «a определена в другом файле» */

void f(void)
{
    static int calls = 0;  /* сохраняется между вызовами */
    register int i;        /* просьба держать i в регистре */
    calls++;
}

const и volatile

const int MAX = 100;            /* нельзя изменить */
void print(const char *s);      /* функция обещает не менять строку */

volatile int flag;              /* компилятор не должен кешировать значение в регистре:
                                   его может изменить обработчик сигнала или другой процесс */

volatile важен для переменных, которые меняет обработчик сигнала (тип volatile sig_atomic_t), и для памяти, общей с другими процессами. Но volatile не делает операции атомарными — для синхронизации нужны другие средства.

Итог

• Аргументы передаются по значению; чтобы функция изменила переменную, передайте адрес.
• Локальные переменные живут в стеке до выхода из функции; глобальные и static — всю программу.
• extern — объявление переменной из другого файла, register — переменная в регистре (не память).
• volatile запрещает кеширование в регистре, но не защищает от гонок.