キーワードとは　ｉｆ　や　return　などの処理の流れを決めるもの、また、ｉｎｔ　や　ｆｌｏａｔ、unsigned　などのデータの型を決めるための、元から用意されている命令群です。
　関数とはコンピュータを操作したり特殊な計算をしたりファイルを読み書きしたりする命令を実行するための、言わばブラックボックスです。この関数には、あらかじめ世界標準の規格で用意されている関数と、自分で一から作る関数とに分けられます。前者の関数は基本的にプログラマーはいじることが無く、無意識のうちに便利に使えるものです。（【例】 printf( ) 関数、scanf( ) 関数、strcpy( )関数など。この関数達に関しては知っている友達に聞くか、本で調べるなどして使いたいものを探しましょう！）
　しかし、作りたいプログラムの中で必要となった機能が標準で用意されていないことがあります。そういう時には自分で関数を作らなければなりません。また、以下のような理由で関数を自作して多用するのが望ましいです。

---

○関数を利用する理由　（その１）　プログラムを簡潔にする（人間にとってスッキリ読みやすくする）

同じような処理が何回も必要な場合、同じようなプログラムをだらだら記述することなく簡単にして見やすくするために、その処理の部分を関数として部品化し、必要な時にその部品を利用するようにすればスッキリしたプログラムになります。この、イメージ図を図１に示します。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図１　　

計算部分を関数化してブラックボックスにし、隠してしまうことでこんなにもシンプルなプログラムに生まれ変わりました！あとは、関数を後述する方法で組み立てるだけです。なお、関数をプログラム中で使うことを俗に「関数を呼び出す」と言いますので覚えておいてください！！
 

---

○関数を利用する理由　（その２）　プログラムを機能毎にまとめる

一つのプログラムには実にさまざまな処理があります。例えば次のような例を考えてみましょう。（※例で出てくる関数は筆者が仮想した関数名であり実際には存在しません。）
 

「携帯電話に登録してある電話帳をパソコンに取り込むプログラム」 必要な機能 ○パソコンと携帯電話との接続  ○携帯電話からパソコンへの電話帳読み出し  ○取り出した電話帳をパソコンディスプレイへ表示  ○パソコンの電話帳ファイルへ保存  これらの機能をそれぞれ関数にし、プログラムを組むと以下のようになります。 main( )  {    /*パソコンと携帯電話との接続*/    Connect_to_cellular( );    /*携帯電話からパソコンへの電話帳読み出し*/    Get_telephone_number( );    /*取り出した電話帳をパソコンディスプレイへ表示*/    Display_telephone_number( );    /*パソコンの電話帳ファイルへ保存*/    Save_to_file( );  }  次に、各機能をまた細かく分割します。 （例）Connect_to_cellular関数（パソコンと携帯電話との接続）  ○携帯電話とパソコンをつなぐケーブルが物理的につながっているかの確認  ○携帯電話の電源が入っているかの確認  ○携帯電話が電話帳出力に対応しているかの確認  ○携帯電話の送信準備が出来ているかの確認  ○携帯電話の電話帳に１件以上登録されているかの確認  ○パソコンの受信準備が出来ているかの確認  ○携帯電話とパソコンの論理的接続処理  ○相互の通信ルールの確認  ○簡単な通信テスト  ○お互いが正常であるかどうかの最終確認  以上のように一つの関数（処理単位）をまた細かく分類することが出来ます。 続けてどんどん細かく分析していき、最終的に出来上がるプログラムは数十・数百個の関数の集まりになることが普通です。

上の携帯電話の例における関数群の親子関係を図にしてみたのが下の表です。右に行くほど階層が深くなっていきます。
main( ) 関数が一番親であることに注意して下さい。
 

main( )  |   |--->   Connect_to_cellular( )  |                |--->  check_cable( )   |                |               |---> check_voltage( )   |                |               |                |---> read( )   |                |               |                |---> write( )   |                |               |                |---> printf( )   |                |               |                ・・・（続く）・・・   |                |               |---> check_port( )   |                |               ・・・（続く）・・・   |                |--->  check_power( )   |                |--->  check_function_output_telnumber( )   |                |--->  ・・・（続く）・・・   |                ・・・（続く）・・・   |--->   Get_telephone_number( )  |                |---> read_from_IO( )   |                |---> ・・・（続く）・・・   |                ・・・（続く）・・・   |--->   Display_telephone_number( )  |                |--->  ・・・（続く）・・・   |                ・・・（続く）・・・   |   ・・・（続く）・・・

では、この関数化の問題を「車の工場」で考えてみましょう。車を組み立てる工場を一つのｍａｉｎ関数と見立てます。車を工場で組み立てるとき、鉄板、ガラス、ゴム、皮、電気コードなど、車を構成する原材料を納入してきて一つの工場で一から作ったのでは非常に効率が悪く、「エンジンの性能を上げる」といった要望が出たときにもすぐに対応することが出来ません。工場の製造ラインも大きく変更する必要があります。一方、エンジン、ボディ、シート、駆動パーツなどの製造を全て外部工場に委託し、本社工場ではパーツを組み立てて車を製造するようにすれば明らかに効率的です。また「性能の変更」にも本社工場の生産ラインの変更はほとんど無しに柔軟に対応することが出来ます。

また、プログラムの生産効率にも関係してきます。遊びではなく仕事としてプログラムを作成する立場になった場合、通常は大掛かりなプログラムになるため複数人の人間が協力して作ります。複数人で作る場合は作ろうとしているプログラムを機能のまとまりごとに分割してそれぞれのパーツの製作を一人一人に依頼します。この分割する単位を「関数」とすることで簡単に共同作業することが出来ます。

もう一つ、「（その１）プログラムを簡潔にする」にもかぶりますが、処理単位ごとに（分かりやすい関数名を用い）関数化してプログラムを記述することで、コメントを多用しなくてもわかりやすいプログラムを書くことが出来るようになります。　

ここまで言っても、なかなかイメージがつかみ難いのではないでしょうか？この関数の利用方法に関しては経験がモノをいいます！！ですから、最初はとにかくプログラムを処理単位に分析する力を持ち、無意味だと感じる小さな処理単位でも関数化してみることです。経験を積むに従ってそれが自然になってきますから。

---

○関数を自分で作る
 

関数を自分で作る場合、次のような手順を用います。宣言と定義の合計二回書く必要があります。違いが分かりますか？

※文字列の長さを計算する関数はすでに標準で用意されているので［strlen（）関数]、普段はそちらを使いましょう！

自分で関数を作る場合、宣言部（B）と定義部（D)にそれぞれ必要事項を記述するのを忘れずに！（下の例のプログラムは全く理解できなくても今は結構です）

※上記、色付きの場所特に注意！

　ここで重要なのは、関数がエラーを起こした時の処理です。上の図では青色の部分です。初心者のうちはこのエラー処理が取っ付きにくくて、「エラーが起こってもワシは知らん！！」みたいな事を考えるかもしれません。確かに、エラーが起こっても何とかプログラムが動いているようなことが多々ありますが、プログラムが大きくなると「どこで計算間違いをしているのか」とか、そういうプログラム記述上の間違い（バグと言います）を探す（この探す作業をデバッグと言います）のに大変な苦労を強いられます。時間も掛かります。よって、頭が若いうちにエラー処理の概念を持っておくことは大切だと思います。ちなみに、エラー処理は関数利用時に限らず、普段でも必要に応じて付け加えましょう。

（注）エラーとは簡単に言うと「処理が失敗した」ことです。

　さて、関数は宣言・定義と、二ヵ所で書かなくてはならないといいました。図２を見てもらえば分かりますが、プログラムは大きく分けて４つの部分に分けられます。Ｃ言語で書かれたプログラムを解読するコンパイラというものは、上から順番に読んでいき解読します。もし、（Ｂ）の部分で関数宣言をしなかったとしたら、コンパイラは（Ｃ）の部分で呼び出されたGetStringLength100関数の意味が分からなくてエラーを出します。つまり、ｍａｉｎ関数内で使用される自作の関数は、それよりも上の部分（Ｂ）であらかじめ「こういった関数がありますよ！詳細な定義は（Ｄ）の部分でしてますよ！」ということをコンパイラに教えておかなくてはなりません。では、「（Ｂ）での関数宣言を記述せず、いきなり（Ｂ）の部分に（Ｄ）の詳細な定義部を持ってきて記述すればどうか？」という事が思いついたあなたはプログラマーの素質があります(笑)結論から言うと「可能」です。しかし、そういった書き方は好ましくなく、ある意味で美しく無くなります。プログラムは芸術作品です！美しく仕上げましょう！ということで、芸術家を目指すあなたは、二ヵ所に書く運命にあります。（本当は、もっと深い意味があるのですが・・・）初心者の方はここまで言うと「？」となっているかもしれませんが、こういうのはとにかく「慣れ」です！習慣づけて慣れましょう！！

---

○引数と戻り値について

関数には「引数」と「戻り値」という二つの概念があります。簡単な例を数学の方程式で説明します。

ｙ = ( ｘ - 5 ) ＋( a - b)

この時、ｘ、ａ、ｂ　は既知のもの、ｙ　は未知のもの（つまり、求めたい数字）とします。この方程式を解く時、すでに分かっている　ｘ、ａ、ｂ　の値をそれぞれの変数に代入することによって　ｙ　の値が求まります。ｘ、ａ、ｂ　といった、変数に代入する値をＣ言語では引数（ひきすう）と呼びます。また、方程式の計算の結果得られる値　ｙ　をＣ言語では戻り値（もどりち）と呼びます。何となく、分かりましたか？

では、上の方程式をＣ言語の文法を用い、関数で表現すればどうなるのでしょう？

宣言部 ：

   float Keisan(float ,float ,float );

main関数部　：

   y = Keisan( x , a , b );

定義部 ：

 float Keisan(floatl,float m,float n)
   {
      float kekka;
      kekka = ( l - 5 ) + ( m - n);
      return kekka;
   }

このように表現できます。

　紫色の部分が引数、茶色の部分が戻り値となります。
　引数はいくつでも並べることが出来、それぞれはコンマで区切ります。ｍａｉｎ関数内で関数を利用する際は引数の型を指定する必要はありません。関数定義部では青色文字部分を見てもらえば分かるように、敢えて、ｘ、ａ、ｂ　以外の変数名を使っています。もちろん、ｘ、ａ、ｂ　を使ってもＯＫですが、ここから言える重要なことは、「実際にｍａｉｎ関数で使われる引数の変数名をそのまま使わなくても全く問題ない！」という事です。つまり、ｍａｉｎ関数と関数定義はある程度切り離して考えることが出来ます。また、ｍａｉｎ関数内では、上のプログラムのように与える引数が変数であっても良いし、

main関数部　：

   y = Keisan( x , 3.14159 , 50 );
 　y = Keisan( 4 , 3.14159 , 50 );

のように、変数と実際の数字を組み合わせたり、数字のみ単独で使用したりして呼び出すことが出来ます！
こうして考えると、関数はブラックボックスであるという理由が分かると思います。

---

○ｒｅｔｕｒｎ

　茶色の部分で　ｒｅｔｕｒｎ　という言葉（キーワードの一つ）が出てきました。これは、読んで時のごとく【戻す】ことを意味します。ｒｅｔｕｒｎ　が使われると、その時点で関数を終了し、ｒｅｔｕｒｎ　に続く値（この例では　kekka　）などを結果として返します。returnは値を返すだけでなく、関数を終了する手段としても用いられるというわけです。例えば、エラーが起こった時に　return　を使い強制終了させることも出来ます。戻り値がある場合は必ず　return　をどこかに記述し、なお且つ上のプログラムの赤色部分のように戻り値の型を指定しておく必要があります。

　さて、「関数が値を返す」とはどういうことでしょうか？言葉で説明してもイメージを掴みにくいと思いますので、とりあえず下に示した処理の流れを見てください。
 

 y = Keisan( 10.5 , 6 , 5 );

　　　　　↓

float Keisan(floatl,float m,float n)
{
    float kekka;
    kekka = ( l - 5 ) + ( m - n);
    return kekka;
}

　　　　　↓

float Keisan( １０．５ , ６ , ５ )
{
    float kekka;
    kekka = ( l - 5 ) + ( m - n);
    return kekka;
}

　　　　　↓

float Keisan( １０．５ , ６ , ５ )
{
    float kekka;
    kekka = ( 10.5 - 5 ) + ( 6 - 5);
    return kekka;
}

　　　　　↓

float Keisan( １０．５ , ６ , ５ )
{
    float kekka;
    kekka = 6.5;
    return kekka;
}

　　　　　↓

float Keisan( １０．５ , ６ , ５ )
{
    float kekka;
    kekka = 6.5;
    return 6.5;
}

　　　　　↓

y = {Keisan( 10.5 , 6 , 5 ) = 6.5};

　　　　　↓

y = 6.5;
 

見てもらえば分かるように、戻り値のある関数を呼び出すと結果的にその関数がある一つの値に置き換わります。この値が「戻り値」なのです。上の例では戻り値は６．５です。結果が６．５とちゃんと小数点型の値に置き換われるのは戻り値の型を　float Keisan(・・・)　という具合に「浮動小数点型」として定義しているためです。これを　int　（整数型）　とすると、小数点以下が切り捨てられ６になると考えられます。
よって「関数が値を返す」とは「関数がある一つの値に置き換わる」と覚えてください。

　では、戻り値が必要無い場合はどうすれば良いのでしょうか？この場合、戻り値の型には　void　という特殊な型を指定します。これは、「無」を意味するキーワードです。戻り値が必要無い場合、関数に　return　は記述してはいけません！（当たり前ですが・・・）また、引数が必要無い場合は引数を指定する場所で　void　とだけ記述すれば良いのです。

（例）
void ConnectToInternet(void);/*引数無し、戻り値無し*/
void InputMyAddress(char buffer[200]);/*引数　文字列、戻り値なし*/
int PlayMusic(void);/*引数無し、戻り値　整数*/

　上の例ではちょっと高度な関数名を想定してみました。授業では統計計算や数値計算などの面白くない関数ばかり作る運命にあるかもしれませんが、世の中には面白い処理をする関数が沢山あります。高度な知識が身についたら、絵を描く関数を作ったり、インターネットでメールを出す関数を自分で作ったり、実用的なものを作れるようになります。それはみなさんのやる気次第です。
　あと、関数の名づけ方ですが、上の例のように英語（かローマ字）で分かりやすい関数名をつけることをお勧めします。

void a(int x,int y);

こんな関数があって、何をする関数か想像が付きますか？(笑)
 最初は、キーボードに慣れてなくて打つのが面倒くさくて、ついつい短い関数名（変数名でも言えることですが）を付けがちです。しかし、上達するに従って「分かりやすい、長い関数（と　変数）名をつける」ように心がけるようにしてください。
 ※関数の名付け方ですが、アルファベットは大文字・小文字が区別されます。日本語は使えません！また、This is a pen(・・・)　といったように、スペース（空白）は関数名に使えませんが、This_is_a_pen　のように代わりに通常は慣例として”＿”（アンダースコア）記号を使います。