Однажды заинтересовался, содержимым стека функции main процесса в linux. Провел некоторые изыскания и теперь представляю вам результат.

Варианты описания функции main:
1. int main()
2. int main(int argc, char **argv)
3. int main(int argc, char **argv, char **env)
4. int main(int argc, char **argv, char **env, ElfW(auxv_t) auxv)
5. int main(int argc, char **argv, char **env, char **apple)

Argc - число параметров
argv - нуль-терминальный массив указателей на строки параметров командной строки
env - нуль-терминальный массив указателей на строки переменных окружения. Каждая строка в формате ИМЯ=ЗНАЧЕНИЕ
auxv - массив вспомогательных значение (доступно только для PowerPC )
apple - путь к исполняемому файлу (в MacOS и Darwin )
Вспомогательный вектор - массив с различной дополнительной информацией, такой как эффективный идентификатор пользователя, признак setuid бита, размер страницы памяти и т.п.

Размер сегмента стека можно глянуть в файле maps:
cat /proc/10918/maps
…
7ffffffa3000-7ffffffff000 rw-p 00000000 00:00 0
…

Перед тем, как загрузчик передаст управление в main, он инициализирует содержимое массивов параметров командной строки, переменных окружения, вспомогательный вектор.
После инициализации верхняя часть стека выглядит примерно так, для 64битной версии.
Старший адрес сверху.

1.	0x7ffffffff000	Верхняя точка сегмента стека. Обращение вызывает segfault
	0x7ffffffff0f8	NULL	void*	8	0x00"
2.		filename	char	1+	«/tmp/a.out»
			char	1	0x00
...
		env	char	1	0x00
...
			char	1	0x00
3.	0x7fffffffe5e0	env	char	1	..
			char	1	0x00
...
		argv	char	1	0x00
...
			char	1	0x00
4.	0x7fffffffe5be	argv	char	1+	«/tmp/a.out»
5.		Массив случайной длины
6.		данные для auxv	void*	48"
		AT_NULL	Elf64_auxv_t	16	{0,0}
...
		auxv	Elf64_auxv_t	16
7.		auxv	Elf64_auxv_t	16	Ex.: {0x0e,0x3e8}
		NULL	void*	8	0x00
...
		env	char*	8
8.	0x7fffffffe308	env	char*	8	0x7fffffffe5e0
		NULL	void*	8	0x00
...
		argv	char*	8
9.	0x7fffffffe2f8	argv	char*	8	0x7fffffffe5be
10.	0x7fffffffe2f0	argc	long int	8"	число аргументов + 1
11.		Локальные переменные и аргументы, функций вызываемых до main
12.		Локальные переменные main
13.	0x7fffffffe1fc	argc	int	4	число аргументов + 1
	0x7fffffffe1f0	argv	char**	8	0x7fffffffe2f8
	0x7fffffffe1e8	env	char**	8	0x7fffffffe308
14.		Переменные локальных функций

" - описания полей в документах не нашел, но в дампе явно видны.

Для 32 битов не проверял, но скорее всего достаточно только разделить размеры на два.

1. Обращение к адресам, выше верхней точки, вызывает Segfault.
2. Строка, содержащая путь к исполняемому файлу.
3. Массив строк с переменными окружения
4. Массив строк с параметрами командной строки
5. Массив случайной длинны. Его выделение можно отключить командами
sysctl -w kernel.randomize_va_space=0
echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space
6. Данные для вспомогательного вектора (например строка «x86_64»)
7. Вспомогательный вектор. Подробнее ниже.
8. Нуль-терминальный массив указателей на строки переменных окружения
9. Нуль-терминальный массив указателей на строки параметров командной строки
10.Машинное слово, содержащее число параметров командной строки (один из аргументов «старших» функций см. п. 11)
11.Локальные переменные и аргументы, функций вызываемых до main(_start,__libc_start_main..)
12.Переменные, объявленные в main
13.Аргументы функции main
14.Переменные и аргументы локальных функций.

Вспомогательный вектор
Для i386 и x86_64 нельзя получить адрес первого элемента вспомогательного вектора, однако содержимое этого вектора можно получить другими способами. Один из них - обратиться к области памяти, лежащей сразу за массивом указателей на строки переменных окружения.
Это должно выглядеть примерно так:
#include #include int main(int argc, char** argv, char** env){ Elf64_auxv_t *auxv; //x86_64 // Elf32_auxv_t *auxv; //i386 while(*env++ != NULL); //ищем начало вспомогательного вектора for (auxv = (Elf64_auxv_t *)env; auxv->a_type != AT_NULL; auxv++){ printf("addr: %p type: %lx is: 0x%lx\n", auxv, auxv->a_type, auxv->a_un.a_val); } printf("\n (void*)(*argv) - (void*)auxv= %p - %p = %ld\n (void*)(argv)-(void*)(&auxv)=%p-%p = %ld\n ", (void*)(*argv), (void*)auxv, (void*)(*argv) - (void*)auxv, (void*)(argv), (void*)(&auxv), (void*)(argv) - (void*)(&auxv)); printf("\n argc copy: %d\n",*((int *)(argv - 1))); return 0; }
Структуры Elf{32,64}_auxv_t описаны в /usr/include/elf.h. Функции заполнения структур в linux-kernel/fs/binfmt_elf.c

Второй способ получить содержимое вектора:
hexdump /proc/self/auxv

Самый удобочитаемое представление получается установкой переменной окружения LD_SHOW_AUXV.

LD_SHOW_AUXV=1 ls
AT_HWCAP: bfebfbff //возможности процессора
AT_PAGESZ: 4096 //размер страницы памяти
AT_CLKTCK: 100 //частота обновления times()
AT_PHDR: 0x400040 //информация о заголовке
AT_PHENT: 56
AT_PHNUM: 9
AT_BASE: 0x7fd00b5bc000 //адрес интерпретатора, то бишь ld.so
AT_FLAGS: 0x0
AT_ENTRY: 0x402490 //точка входа в программу
AT_UID: 1000 //идентификаторы пользователя и группы
AT_EUID: 1000 //номинальные и эффективные
AT_GID: 1000
AT_EGID: 1000
AT_SECURE: 0 //поднят ли setuid флаг
AT_RANDOM: 0x7fff30bdc809 //адрес 16 случайных байт,
генерируемых при запуске
AT_SYSINFO_EHDR: 0x7fff30bff000 //указатель на страницу, используемую для
//системных вызовов
AT_EXECFN: /bin/ls
AT_PLATFORM: x86_64
Слева - название переменной, справа значение. Все возможные названия переменных и их описание можно глянуть в файле elf.h. (константы с префиксом AT_)

Возвращение из main()
После инициализации контекста процесса управление передается не в main(), а в функцию _start().
main() вызывает уже из __libc_start_main. Эта последняя функция имеет интересную особенность - ей передается указатель на функцию, которая должна быть выполнена после main(). И указатель этот передается естественно через стек.
Вообще аргументы __libc_start_main имеют вид, согласно файла glibc-2.11/sysdeps/ia64/elf/start.S
/*
* Arguments for __libc_start_main:
* out0: main
* out1: argc
* out2: argv
* out3: init
* out4: fini //функция вызываемая после main
* out5: rtld_fini
* out6: stack_end
*/
Т.е. чтобы получить адрес указателя fini нужно сместиться на два машинных слова от последней локальной переменной main.
Вот что получилось(работоспособность зависит от версии компилятора):
#include void **ret; void *leave; void foo(){ void (*boo)(void); //указатель на функцию printf("Stack rewrite!\n"); boo = (void (*)(void))leave; boo(); // fini() } int main(int argc, char *argv, char *envp) { unsigned long int mark = 0xbfbfbfbfbfbfbfbf; //метка, от которой будем работать ret = (void**)(&mark+2); // извлекаем адрес, функции, вызываемой после завершения (fini) leave = *ret; // запоминаем *ret = (void*)foo; // перетираем return 0; // вызов функции foo() }

Надеюсь, было интересно.
Удач.

Спасибо пользователю Xeor за полезную наводку.

Страница 53 из 85

1.5.3. Передача параметров функции main

Функция main, с которой начинается выполнение программы на языке программирования С, может быть определена с параметрами, которые передаются из внешнего окружения, например, из командной строки. Во внешнем окружении действуют свои правила представления данных, а точнее, все данные представляются в виде строк символов. Для передачи этих строк в функцию main используются два параметра, первый параметр служит для передачи числа передаваемых строк, второй для передачи самих строк. Общепринятые (но не обязательные) имена этих параметров argc и argv. Параметр argc имеет тип int, его значение формируется из анализа командной строки и равно количеству слов в командной строке, включая и имя вызываемой программы (под словом понимается любой текст не содержащий символа пробел). Параметр argv это массив указателей на строки, каждая из которых содержит одно слово из командной строки. Если слово должно содержать символ пробел, то при записи его в командную строку оно должно быть заключено в кавычки.

Функция main может иметь и третий параметр, который принято называть argp, и который служит для передачи в функцию main параметров операционной системы (среды) в которой выполняется программа на языке программирования С.

Заголовок функции main имеет вид:

Если, например, командная строка программы на языке программирования С имеет вид:

A:\>cprog working "C program" 1

то аргументы argc, argv, argp представляются в памяти как показано в схеме на рис.1.

Argc [ 4 ]
argv --> -->
-->
-->
-->
argp --> -->
-->
-->
-->
Рис.1. Схема размещения параметров командной строки

Операционная система поддерживает передачу значений для параметров argc, argv, argp, а на пользователе лежит ответственность за передачу и использование фактических аргументов функции main.

Следующий пример представляет программу печати фактических аргументов, передаваемых в функцию main из операционной системы и параметров операционной системы.

Пример:
int main (int argc, char *argv, char *argp)
{ int i=0;
printf ("\n Имя программы %s", argv);
for (i=1; i>=argc; i++)
printf ("\n аргумент %d равен %s", argv[i]);
printf ("\n Параметры операционной системы:");
while (*argp)
{ printf ("\n %s",*argp);
argp++;
}
return (0);
}

Доступ к параметрам операционной системы можно также получить при помощи библиотечной функции geteuv, ее прототип имеет следующий вид:

char *geteuv (const char *varname);

Аргумент этой функции задает имя параметра среды, указатель на значение которой выдаст функция geteuv. Если указанный параметр не определен в среде в данный момент, то возвращаемое значение NULL.

Используя указатель, полученный функцией geteuv, можно только прочитать значение параметра операционной системы, но нельзя его изменить. Для изменения значения параметра системы предназначена функция puteuv.

Компилятор языка программирования С строит С-программу таким образом, что вначале работы программы выполняется некоторая инициализация, включающая, кроме всего прочего, обработку аргументов, передаваемых функции main, и передачу ей значений параметров среды. Эти действия выполняются библиотечными функциями _setargv и _seteuv, которые всегда помещаются компилятором перед функцией main.

Если программа на языке программирования С не использует передачу аргументов и значений параметров операционной системы, то целесообразно запретить использование библиотечных функций _setargv и _seteuv поместив в языке программирования С-программу перед функцией main функции с такими же именами, но не выполняющие никаких действий (заглушки). Начало программы в этом случае будет иметь вид:

Setargv()
}
-seteuv()
{ return ; /* пустая функция */
}
int main()
{ /* главная функция без аргументов */
...
...
renurn (0);
}

В приведенной программе при вызове библиотечных функций _setargv и _seteuv будут использованы функции помещенные в программу пользователем и не выполняющие никаких действий. Это заметно снизит размер получаемого exe-файла.

Я знаю, что поток старый, но несколько лет назад этот вопрос беспокоил меня, поэтому я хотел бросить свою половину процента (если это).

Я всегда рассматриваю функции C, как если бы они фиксировали количество аргументов независимо от контекста, если только они не используют va_args. То есть, я верю, что ВСЕГДА имеют прототип:

Int main(int argc, char **argv).

даже если аргументы не переданы, функция имеет эти аргументы в стеке, потому что основная функция не имеет перегрузки функций.

C имеет возможность иметь примитивную перегрузку, просто делая вид, что аргумент отсутствует. В этом случае аргумент все еще передается и находится в стеке, но вы никогда не обращаетесь к нему, поэтому он просто уменьшает размер исходного кода.

Высказывание int main() просто означает, что я знаю, что функция может иметь параметры, но я их не использую, поэтому я пишу int main().

Высказывание int main (void) говорит о том, что main НЕКОТОРНО не имеет аргументов и подразумевает наличие двух разных прототипов функций:

Int main(void); int main(int argc, char **argv);

Так как C не имеет функции перегрузки, это несколько вводит меня в заблуждение, и я не доверяю коду с основным (void) в нем. Я бы не стал, если main NEVER принял какие-либо параметры, и в этом случае main (void) будет полностью в порядке.

ПРИМЕЧАНИЕ. В некоторых реализациях есть больше параметров в основном, чем argc и argv, таких как env, но это меня не беспокоит, потому что я знаю, что я не говорю прямо, что это только два параметра, но это минимальные параметры, и все в порядке, чтобы иметь больше, но не меньше. Это противоречит прямому утверждению int main (void), который кричит на меня, поскольку ЭТОТ ФУНКЦИЯ НЕТ ПАРАМЕТРОВ, что неверно, поскольку это так, они просто опускаются.

Вот мой базовый код:

/* sample.c - build into sample. */ #include int main(void) { int _argc = *((int *)2686800); char ***_pargv = (char ***)2686804; int i; for (i = 1; i < _argc; ++i) { printf("%s ", (*_pargv)[i]); } return 0; }

./sample У меня явно есть аргументы

У функции явно есть аргументы, переданные ей, несмотря на то, что она явно не говорит о том, что она не набирает void в прототип функции.

Как указано выше:

(6.7.6.3p10) Частный случай неименованного параметра типа void как только элемент в списке указывает, что функция не имеет параметров.

Таким образом, говоря, что функция имеет пустоту как аргумент, но фактически наличие аргументов в стеке является противоречием.

Моя точка зрения заключается в том, что аргументы все еще существуют, поэтому явное утверждение о том, что main не содержит аргументов, является нечестным. Честным способом было бы сказать int main(), который не утверждает ничего о том, сколько параметров у него есть, только о том, сколько параметров вам нужно.

ПРИМЕЧАНИЕ2: _argc, _pargv зависят от системы, чтобы найти ваши значения, которые вы должны найти, запустив эту программу:

/* findargs.c */ #include int main(int argc, char **argv) { printf("address of argc is %u.\n", &argc); printf("address of argv is %u.\n", &argv); return 0; }

Эти значения должны оставаться правильными для вашей конкретной системы.

9 ответов

Некоторые из функций языка C начинаются как хаки, которые только что сработали.

Одной из этих функций является несколько подписей для основного, а также списков аргументов переменной длины.

Программисты заметили, что они могут передавать дополнительные аргументы функции, и с их компилятором ничего плохого не происходит.

Это так, если вызывающие соглашения таковы, что:

• Вызывающая функция очищает аргументы.
• Самые левые аргументы ближе к вершине стека или к базе фрейма стека, так что ложные аргументы не делают недействительной адресацию.

Один набор условных вызовов, который подчиняется этим правилам, является передачей параметров на основе стека, в результате чего вызывающий пользователь выдает аргументы, и они помещаются справа налево:

;; pseudo-assembly-language ;; main(argc, argv, envp); call push envp ;; rightmost argument push argv ;; push argc ;; leftmost argument ends up on top of stack call main pop ;; caller cleans up pop pop

В компиляторах, где этот тип соглашения о вызове имеет значение, ничего особого не нужно делать для поддержки двух типов main или даже дополнительных типов. main может быть функцией без аргументов, и в этом случае он не обращает внимания на элементы, которые были перенесены в стек. Если это функция из двух аргументов, она находит argc и argv в качестве двух верхних элементов стека. Если это вариант с тремя аргументами, ориентированный на платформу, с указателем среды (общим расширением), это тоже будет работать: он найдет третий аргумент как третий элемент из верхней части стека.

И поэтому фиксированный вызов работает для всех случаев, позволяя связать один, фиксированный модуль запуска с программой. Этот модуль может быть записан на C, как функция, напоминающая это:

/* I"m adding envp to show that even a popular platform-specific variant can be handled. */ extern int main(int argc, char **argv, char **envp); void __start(void) { /* This is the real startup function for the executable. It performs a bunch of library initialization. */ /* ... */ /* And then: */ exit(main(argc_from_somewhere, argv_from_somewhere, envp_from_somewhere)); }

Другими словами, этот начальный модуль всегда вызывает основной аргумент с тремя аргументами. Если main не принимает никаких аргументов или только int, char ** , он работает нормально, а также если он не принимает никаких аргументов из-за соглашений о вызовах.

Если бы вы делали такие вещи в своей программе, это было бы непереносимо и считалось бы поведением undefined по ISO C: объявлением и вызовом функции одним способом и определением ее в другой. Но трюк запуска компилятора не должен быть переносимым; он не руководствуется правилами для переносных программ.

Но предположим, что вызывающие соглашения таковы, что они не могут работать таким образом. В этом случае компилятор должен обрабатывать main специально. Когда он замечает, что он компилирует функцию main , он может генерировать код, который совместим, например, с тремя аргументами.

То есть вы пишете это:

Int main(void) { /* ... */ }

Но когда компилятор видит это, он, по сути, выполняет преобразование кода, так что функция, которую он компилирует, выглядит примерно так:

Int main(int __argc_ignore, char **__argv_ignore, char **__envp_ignore) { /* ... */ }

за исключением того, что имена __argc_ignore не существуют буквально. Такие имена не вводятся в вашу область действия, и никаких предупреждений о неиспользуемых аргументах не будет. Преобразование кода заставляет компилятор испускать код с правильной связью, которая знает, что ему нужно очистить три аргумента.

Другая стратегия реализации для компилятора или, возможно, линкера для пользовательской генерации функции __start (или того, что она называется), или, по крайней мере, выбрать один из нескольких предварительно скомпилированных альтернатив. В объектном файле может храниться информация о том, какая из поддерживаемых форм main используется. Компонент может посмотреть эту информацию и выбрать правильную версию модуля запуска, которая содержит вызов main , который совместим с определением программы. В реализациях C обычно имеется только небольшое количество поддерживаемых форм main , поэтому этот подход возможен.

Компиляторы для языка C99 всегда должны в некоторой степени относиться к main , чтобы поддерживать хак, что если функция завершается без оператора return , поведение выглядит так, как если бы выполнялось return 0 . Это, опять же, можно рассматривать с помощью преобразования кода. Компилятор замечает, что скомпилирована функция с именем main . Затем он проверяет, может ли конец тела потенциально достижим. Если это так, он вставляет return 0;

Нет никакой перегрузки main даже в С++. Основная функция - это точка входа для программы, и должно существовать только одно определение.

Для стандартного C

Для размещенной среды (обычной), стандарт C99 говорит:

5.1.2.2.1 Запуск программы

Функция, вызванная при запуске программы, называется main . Реализация не объявляет прототипа для этой функции. Это должно быть определенный с типом возврата int и без параметров:

Int main(void) { /* ... */ }

или с двумя параметрами (называемыми здесь argc и argv , хотя любые имена могут использоваться, поскольку они являются локальными для функции, в которой они объявляются):

Int main(int argc, char *argv) { /* ... */ }

или эквивалент; 9) или каким-либо другим способом реализации.

9) Таким образом, int можно заменить на имя typedef, определенное как int , или тип argv можно записать как char **argv , и и так далее.

Для стандартного С++:

3.6.1 Основная функция

1 Программа должна содержать глобальную функцию main, которая является назначенным началом программы. [...]

2 Реализация не должна предопределять основную функцию. Эта функция не должна быть перегружена . Он должен имеют тип возвращаемого типа int, но в противном случае его тип определяется реализацией. Все реализации должны допускать оба следующих определения main:

Int main() { /* ... */ }

Int main(int argc, char* argv) { /* ... */ }

В стандарте С++ явно говорится: "Он [основная функция] должен иметь тип возвращаемого типа int, но в противном случае его тип определяется реализацией" и требует тех же двух сигнатур, что и стандарт C.

В размещенной среде (среда C, которая также поддерживает библиотеки C) - операционная система вызывает main .

В не-размещенной среде (один предназначен для встроенных приложений) вы всегда можете изменить точку входа (или выйти) вашей программы, используя директивы предварительного процессора, такие как

#pragma startup #pragma exit

Если приоритет является необязательным интегральным числом.

Запуск Pragma выполняет функцию перед тем, как основной (приоритетный) и выход прагмы выполняет функцию после основной функции. Если существует более одной директивы запуска, приоритет определяет, что будет выполняться первым.

Это одна из странных асимметрий и специальных правил языка C и С++.

По-моему, он существует только по историческим причинам, и нет реальной серьезной логики. Обратите внимание, что main является особенным также по другим причинам (например, main в С++ не может быть рекурсивным, и вы не можете взять его адрес, а на C99/С++ вы можете опустить окончательный оператор return).

Обратите внимание, что даже в С++ это не перегрузка... либо программа имеет первую форму, либо имеет вторую форму; он не может иметь обоих.

Что необычно для main не в том, что его можно определить более чем одним способом, он может быть определен только одним из двух способов.

main - пользовательская функция; реализация не объявляет прототип для него.

То же самое верно для foo или bar , но вы можете определять функции с этими именами так, как вам нравится.

Различие заключается в том, что main вызывается реализацией (среда выполнения), а не только вашим собственным кодом. Реализация не ограничивается обычной семантикой вызова функции C, поэтому она может (и должна) иметь дело с несколькими вариантами, но не требует обработки бесконечно многих возможностей. Форма int main(int argc, char *argv) допускает аргументы командной строки, а int main(void) в C или int main() в С++ - это просто удобство для простых программ, которые не требуют обработки аргументов командной строки.

Что касается того, как компилятор справляется с этим, это зависит от реализации. Большинство систем, вероятно, имеют соглашения о вызовах, которые делают две формы эффективно совместимыми, и любые аргументы, переданные в main , определенные без параметров, игнорируются. В противном случае компилятору или компоновщику не составит труда специально обработать main . Если вам интересно, как это работает в вашей системе, вы можете посмотреть некоторые списки сборок.

И, как и многие другие на C и С++, детали в значительной степени являются результатом истории и произвольных решений, сделанных разработчиками языков и их предшественников.

Обратите внимание, что оба C и С++ допускают другие определения, определенные для реализации для main , но редко есть веские основания для их использования. А для автономных реализаций (таких как встроенные системы без ОС) точка входа в программу определяется реализацией и необязательно даже называется main .

main - это просто имя для начального адреса, решенного компоновщиком, где main - имя по умолчанию. Все имена функций в программе - это начальные адреса, где начинается функция.

Теги: Функции в си, прототип, описание, определение, вызов. Формальные параметры и фактические параметры. Аргументы функции, передача по значению, передача по указателю. Возврат значения.

Введение

Ч ем дальше мы изучаем си, тем больше становятся программы. Мы собираем все действия в одну функцию main и по несколько раз копируем одни и те же действия, создаём десятки переменных с уникальными именами. Наши программы распухают и становятся всё менее и менее понятными, ветвления становятся всё длиннее и ветвистее.

Но из сложившейся ситуации есть выход! Теперь мы научимся создавать функции на си. Функции, во-первых, помогут выделить в отдельные подпрограммы дублирующийся код, во-вторых, помогут логически разбить программу на части, в-третьих, с функциями в си связано много особенностей, которые позволят использовать новые подходы к структурированию приложений.

Функция – это именованная часть программы, которая может быть многократно вызвана из другого участка программы (в котором эта функция видна). Функция может принимать фиксированное либо переменное число аргументов, а может не иметь аргументов. Функция может как возвращать значение, так и быть пустой (void) и ничего не возвращать.

Мы уже знакомы с многими функциями и знаем, как их вызывать – это функции библиотек stdio, stdlib, string, conio и пр. Более того, main – это тоже функция. Она отличается от остальных только тем, что является точкой входа при запуске приложения.
Функция в си определяется в глобальном контексте. Синтаксис функции: (, ...) { }

Самый простой пример – функция, которая принимает число типа float и возвращает квадрат этого числа

#include #include float sqr(float x) { float tmp = x*x; return tmp; } void main() { printf("%.3f", sqr(9.3f)); getch(); }

Внутри функции sqr мы создали локальную переменную, которой присвоили значение аргумента. В качестве аргумента функции передали число 9,3. Служебное слово return возвращает значение переменной tmp. Можно переписать функцию следующим образом:

Float sqr(float x) { return x*x; }

В данном случае сначала будет выполнено умножение, а после этого возврат значения. В том случае, если функция ничего не возвращает, типом возвращаемого значения будет void. Например, функция, которая печатает квадрат числа:

Void printSqr(float x) { printf("%d", x*x); return; }

в данном случа return означает выход из функции. Если функция ничего не возвращает, то return можно не писать. Тогда функция доработает до конца и произойдёт возврат управления вызывающей функции.

Void printSqr(float x) { printf("%d", x*x); }

Если функция не принимает аргументов, то скобки оставляют пустыми. Можно также написать слово void:

Void printHelloWorld() { printf("Hello World"); }

эквивалентно

Void printHelloWorld(void) { printf("Hello World"); }

Формальные и фактические параметры

П ри объявлении функции указываются формальные параметры, которые потом используются внутри самой функции. При вызове функции мы используем фактические параметры. Фактическими параметрами могут быть переменные любого подходящего типа или константы.

Например, пусть есть функция, которая возвращает квадрат числа и функция, которая суммирует два числа.

#include #include //Формальные параметры имеют имена a и b //по ним мы обращаемся к переданным аргументам внутри функции int sum(int a, int b) { return a+b; } float square(float x) { return x*x; } void main() { //Фактические параметры могут иметь любое имя, в том числе и не иметь имени int one = 1; float two = 2.0; //Передаём переменные, вторая переменная приводится к нужному типу printf("%d\n", sum(one, two)); //Передаём числовые константы printf("%d\n", sum(10, 20)); //Передаём числовые константы неверного типа, они автоматически приводится к нужному printf("%d\n", sum(10, 20.f)); //Переменная целого типа приводится к типу с плавающей точкой printf("%.3f\n", square(one)); //В качестве аргумента может выступать и вызов функции, которая возвращает нужное значение printf("%.3f\n", square(sum(2 + 4, 3))); getch(); }

Обращаю внимание, что приведение типов просиходит неявно и только тогда, когда это возможно. Если функция получает число в качестве аргумента, то нельзя ей передать переменную строку, например "20" и т.д. Вообще, лучше всегда использовать верный тип или явно приводить тип к нужному.
Если функция возвращает значение, то оно не обязательно должно быть сохранено. Например, мы пользуемся функцией getch, которая считывает символ и возвращает его.

#include #include void main() { char c; do { //Сохраняем возвращённое значение в переменную c = getch(); printf("%c", c); } while(c != "q"); //Возвращённое значение не сохраняется getch(); }

Передача аргументов

При передаче аргументов происходит их копирование. Это значит, что любые изменения, которые функция производит над переменными, имеют место быть только внутри функции. Например

#include #include void change(int a) { a = 100; printf("%d\n", a); } void main() { int d = 200; printf("%d\n", d); change(d); printf("%d", d); getch(); }

Программы выведет
200
100
200
Понятно почему. Внутри функции мы работаем с переменной x, которая является копией переменной d. Мы изменяем локальную копию, но сама переменная d при этом не меняется. После выхода из функции локальная переменная будет уничтожена. Переменная d при этом никак не изменится.
Каким образом тогда можно изменить переменную? Для этого нужно передать адрес этой переменной. Перепишем функцию, чтобы она принимала указатель типа int

#include #include void change(int *a) { *a = 100; printf("%d\n", *a); } void main() { int d = 200; printf("%d\n", d); change(&d); printf("%d", d); getch(); }

Вот теперь программа выводит
200
100
100
Здесь также была создана локальная переменная, но так как передан был адрес, то мы изменили значение переменной d, используя её адрес в оперативной памяти.

В программировании первый способ передачи параметров называют передачей по значению, второй – передачей по указателю. Запомните простое правило: если вы хотите изменить переменную, необходимо передавать функции указатель на эту переменную. Следовательно, чтобы изменить указатель, необходимо передавать указатель на указатель и т.д. Например, напишем функцию, которая будет принимать размер массива типа int и создавать его. С первого взгляда, функция должна выглядеть как-то так:

#include #include #include void init(int *a, unsigned size) { a = (int*) malloc(size * sizeof(int)); } void main() { int *a = NULL; init(a, 100); if (a == NULL) { printf("ERROR"); } else { printf("OKAY..."); free(a); } getch(); }

Но эта функция выведет ERROR. Мы передали адрес переменной. Внутри функции init была создана локальная переменная a, которая хранит адрес массива. После выхода из функции эта локальная переменная была уничтожена. Кроме того, что мы не смогли добиться нужного результата, у нас обнаружилась утечка памяти: была выделена память на куче, но уже не существует переменной, которая бы хранила адрес этого участка.

Для изменения объекта необходимо передавать указатель на него, в данном случае – указатель на указатель.

#include #include #include void init(int **a, unsigned size) { *a = (int*) malloc(size * sizeof(int)); } void main() { int *a = NULL; init(&a, 100); if (a == NULL) { printf("ERROR"); } else { printf("OKAY..."); free(a); } getch(); }

Вот теперь всё работает как надо.
Ещё подобный пример. Напишем функцию, которая принимает в качестве аргумента строку и возвращает указатель на область памяти, в которую скопирована эта строка.

#include #include #include #include char* initByString(const char *str) { char *p = (char*) malloc(strlen(str) + 1); strcpy(p, str); return p; } void main() { char *test = initByString("Hello World!"); printf("%s", test); free(test); getch(); }

В этом примере утечки памяти не происходит. Мы выделили память с помощью функции malloc, скопировали туда строку, а после этого вернули указатель. Локальные переменные были удалены, но переменная test хранит адрес участка памяти на куче, поэтому можно его удалить с помощью функции free.

Объявление функции и определение функции. Создание собственной библиотеки

В си можно объявить функцию до её определения. Объявление функции, её прототип, состоит из возвращаемого значения, имени функции и типа аргументов. Имена аргументов можно не писать. Например

#include #include //Прототипы функций. Имена аргументов можно не писать int odd(int); int even(int); void main() { printf("if %d odd? %d\n", 11, odd(11)); printf("if %d odd? %d\n", 10, odd(10)); getch(); } //Определение функций int even(int a) { if (a) { odd(--a); } else { return 1; } } int odd(int a) { if (a) { even(--a); } else { return 0; } }

Это смешанная рекурсия – функция odd возвращает 1, если число нечётное и 0, если чётное.

Обычно объявление функции помещают отдельно, в.h файл, а определение функций в.c файл. Таким образом, заголовочный файл представляет собой интерфейс библиотеки и показывает, как с ней работать, не вдаваясь в содержимое кода.

Давайте создадим простую библиотеку. Для этого нужно будет создать два файла – один с расширением.h и поместить туда прототипы функций, а другой с расширением.c и поместить туда определения этих функций. Если вы работаете с IDE, то.h файл необходимо создавать в папке Заголовочные файлы, а файлы кода в папке Файлы исходного кода. Пусть файлы называются File1.h и File1.c
Перепишем предыдущий код. Вот так будет выглядеть заголовочный файл File1.h

#ifndef _FILE1_H_ #define _FILE1_H_ int odd(int); int even(int); #endif

Содержимое файла исходного кода File1.c

#include "File1.h" int even(int a) { if (a) { odd(--a); } else { return 1; } } int odd(int a) { if (a) { even(--a); } else { return 0; } }

Наша функция main

#include #include #include "File1.h" void main() { printf("if %d odd? %d\n", 11, odd(11)); printf("if %d odd? %d\n", 10, odd(10)); getch(); }

Рассмотрим особенности каждого файла. Наш файл, который содержит функцию main, подключает необходимые ему библиотеки а также заголовочный файл File1.h. Теперь компилятору известны прототипы функций, то есть он знает возвращаемый тип, количество и тип аргументов и имена функций.

Заголовочный файл, как и оговаривалось ранее, содержит прототип функций. Также здесь могут быть подключены используемые библиотеки. Макрозащита #define _FILE1_H_ и т.д. используется для предотвращения повторного копирования кода библиотеки при компиляции. Эти строчки можно заменить одной

#pragma once int odd(int); int even(int);

Файл File1.c исходного кода подключает свой заголовочный файл. Всё как обычно логично и просто. В заголовочные файлах принято кроме прототипов функций выносить константы, макроподстановки и определять новые типы данных. Кроме того, именно в заголовочных файлах можно обширно комментировать код и писать примеры его использования.

Передача массива в качестве аргумента

К ак уже говорилось ранее, имя массива подменяется на указатель, поэтому передача одномерного массива эквивалентна передаче указателя. Пример: функция получает массив и его размер и выводит на печать:

#include #include void printArray(int *arr, unsigned size) { unsigned i; for (i = 0; i < size; i++) { printf("%d ", arr[i]); } } void main() { int x = {1, 2, 3, 4, 5}; printArray(x, 10); getch(); }

В этом примере функция может иметь следующий вид

Void printArray(int arr, unsigned size) { unsigned i; for (i = 0; i < size; i++) { printf("%d ", arr[i]); } }

Также напомню, что правило подмены массива на указатель не рекурсивное. Это значит, что необходимо указывать размерность двумерного массива при передаче

#include #include void printArray(int arr, unsigned size) { unsigned i, j; for (i = 0; i < size; i++) { for (j = 0; j < 5; j++) { printf("%d ", arr[i][j]); } printf("\n"); } } void main() { int x = { { 1, 2, 3, 4, 5}, { 6, 7, 8, 9, 10}}; printArray(x, 2); getch(); }

Либо, можно писать

#include #include void printArray(int (*arr), unsigned size) { unsigned i, j; for (i = 0; i < size; i++) { for (j = 0; j < 5; j++) { printf("%d ", arr[i][j]); } printf("\n"); } } void main() { int x = { { 1, 2, 3, 4, 5}, { 6, 7, 8, 9, 10}}; printArray(x, 2); getch(); }

Если двумерный массив создан динамически, то можно передавать указатель на указатель. Например функция, которая получает массив слов и возвращает массив целых, равных длине каждого слова:

#include #include #include #include #define SIZE 10 unsigned* getLengths(const char **words, unsigned size) { unsigned *lengths = NULL; unsigned i; lengths = (unsigned*) malloc(size * sizeof(unsigned)); for (i = 0; i < size; i++) { lengths[i] = strlen(words[i]); } return lengths; } void main() { char **words = NULL; char buffer; unsigned i; unsigned *len = NULL; words = (char**) malloc(SIZE * sizeof(char*)); for (i = 0; i < SIZE; i++) { printf("%d. ", i); scanf("%127s", buffer); words[i] = (char*) malloc(128); strcpy(words[i], buffer); } len = getLengths(words, SIZE); for (i = 0; i < SIZE; i++) { printf("%d ", len[i]); free(words[i]); } free(words); free(len); getch(); }

Можно вместо того, чтобы возвращать указатель на массив, передавать массив, который необходимо заполнить

#include #include #include #include #define SIZE 10 void getLengths(const char **words, unsigned size, unsigned *out) { unsigned i; for (i = 0; i < size; i++) { out[i] = strlen(words[i]); } } void main() { char **words = NULL; char buffer; unsigned i; unsigned *len = NULL; words = (char**) malloc(SIZE * sizeof(char*)); for (i = 0; i < SIZE; i++) { printf("%d. ", i); scanf("%127s", buffer); words[i] = (char*) malloc(128); strcpy(words[i], buffer); } len = (unsigned*) malloc(SIZE * sizeof(unsigned)); getLengths(words, SIZE, len); for (i = 0; i < SIZE; i++) { printf("%d ", len[i]); free(words[i]); } free(words); free(len); getch(); }

На этом первое знакомство с функциями заканчивается: тема очень большая и разбита на несколько статей.