函數(shù)和編譯預(yù)處.ppt

第8章 函數(shù)和編譯預(yù)處理,C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，而結(jié)化程序設(shè)計的總體思想是采用模塊化結(jié)構(gòu)，自上而下，逐步求精。即首先把一個復(fù)雜的大問題分解為若干相對獨立的小問題，如果小問題仍較復(fù)雜，則可以把這些小問題又繼續(xù)分解成若干子問題，這樣不斷地分解，使得小問題或子問題簡單到能夠直接用程序的三種基本結(jié)構(gòu)表達(dá)為止。然后，對應(yīng)每一個小問題或子問題編寫出一個功能上相對獨立的程序塊來，這種像積木一樣的程序塊被稱為模塊。,前面各章中介紹的程序，都只有1個主函數(shù)main()。實際上，1個較大的應(yīng)用程序，按結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的要求，往往需要分成多個模塊。C語言是通過函數(shù)實現(xiàn)模塊化程序設(shè)計的，所以1個大的C語言程序，是有多個函數(shù)組成的，每個函數(shù)分別對應(yīng)各自的功能模塊。 在這些函數(shù)中，可以調(diào)用C編譯系統(tǒng)提供的庫函數(shù)，也可以調(diào)用自己編寫的、或別人編寫的自定義函數(shù)。 函數(shù)的分類： 從用戶角度分為： 由系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)（庫函數(shù)）和用戶自定義函數(shù) 從函數(shù)形式分為： 無參函數(shù)和有參函數(shù),8.1 函數(shù)的定義與調(diào)用,8.1.1函數(shù)的定義 1任何函數(shù)（包括主函數(shù)main()）都是由函數(shù)說明和函數(shù)體兩部分組成。根據(jù)函數(shù)是否需要參數(shù)，可將函數(shù)分為無參函數(shù)和有參函數(shù)兩種。 （1）無參函數(shù)的一般形式 函數(shù)類型 函數(shù)名( void ) 說明語句部分； 可執(zhí)行語句部分； 例如：void fun(void) printf(“ C programn”); ,（2）有參函數(shù)的一般形式 函數(shù)類型 函數(shù)名( 數(shù)據(jù)類型 參數(shù)，數(shù)據(jù)類型 參數(shù)2 ) 說明語句部分； 可執(zhí)行語句部分； 有參函數(shù)比無參函數(shù)多了一個參數(shù)表。調(diào)用有參函數(shù)時，調(diào)用函數(shù)將賦予這些參數(shù)實際的值。 為了與調(diào)用函數(shù)提供的實際參數(shù)區(qū)別開，將函數(shù)定義中的參數(shù)表稱為形式參數(shù)表，簡稱形參表。 （3）空函數(shù)既無參數(shù)、函數(shù)體又為空的函數(shù)。其一般形式為： 函數(shù)類型 函數(shù)名(void) ,例題8.1 定義一個函數(shù)，用于求兩個數(shù)中的大數(shù)。 /*功能：定義一個求較大數(shù)的函數(shù)并在主函數(shù)中調(diào)用*/ int max(int n1, int n2) /*定義一個函數(shù)max()，n1,n2為形參*/ int z; z=n1n2?n1:n2; /*返回n1,n1中較大者 */ return (z) main() int max(int n1, int n2); /*函數(shù)說明與函數(shù)定義第一行一樣寫，但在最后加；*/ int num1,num2; /*num1,num2是實際參數(shù)*/ printf(“input two numbers:n“); scanf(“%d%d“, /*使程序暫停，看結(jié)果。按任一鍵繼續(xù)*/ ,運行情況： 6 9 max=9,2說明：,（1）函數(shù)類型：指出return語句返回值的類型，它可以是C語言中任意合法的數(shù)據(jù)類型。如：int float char等，函數(shù)類型缺省時，系統(tǒng)默認(rèn)為int 型。 （2）函數(shù)名：是一個標(biāo)識符。標(biāo)識函數(shù)的名稱。 （3）函數(shù)名后括號內(nèi)是形式參數(shù)，寫出參數(shù)的類型和名字。 如：int max(int n1, int n2)；不能寫成：int max(int n1, n2)； （4）在老版本C語言中，參數(shù)類型說明允許放在函數(shù)說明部分單獨指定。 例如： int max(n1, n2)； int n1,n2; ,(5)一個C程序由一個main主函數(shù)和多個子函數(shù)組成，執(zhí)行從main函數(shù)開始，調(diào)用其他函數(shù)后，返回到main函數(shù)，在main函數(shù)中結(jié)束整個程序的運行。 （6）函數(shù)定義不允許嵌套。 在語言中，所有函數(shù)（包括主函數(shù)main()）都是平行的。一個函數(shù)的定義，可以放在程序中的任意位置，主函數(shù)main()之前或之后。但在一個函數(shù)的函數(shù)體內(nèi)，不能再定義另一個函數(shù)，即不能嵌套定義。,8.1.2 函數(shù)的返回值與函數(shù)類型,語言的函數(shù)兼有其它語言中的函數(shù)和過程兩種功能，從這個角度看，又可把函數(shù)分為有返回值函數(shù)和無返回值函數(shù)兩種。 1函數(shù)返回值與return語句 有參函數(shù)的返回值，是通過函數(shù)中的return語句來獲得的。當(dāng)然有參函數(shù)如果不需要返回值，也可以沒有return語句。 （1）return語句的一般格式： return ( 返回值表達(dá)式 ); 或return返回值表達(dá)式; （2）return語句的功能：返回調(diào)用函數(shù)，并將“返回值表達(dá)式”的值帶給調(diào)用函數(shù)。 (3) 一個函數(shù)中可以有一個以上的return語句，執(zhí)行到哪一個return語句，哪一個語句起作用。 （4）被調(diào)用函數(shù)中可以無return語句，當(dāng)無return語句時并不是不返回一個值，而是一個不確定的值。為了明確表示不返回值，可以用“void”定義成“無（空）類型”。,例題8.2“void”定義的“無（空）類型”函數(shù)的舉例 void f1(int x,int y) /*定義f1函數(shù)，形參有整型的x、y，void表示空類型*/ int w; w=x+y; printf(“w=%dn”,w); main() int a,b; a=3; b=4; f1(a,b);/*函數(shù)的調(diào)用，實參是整型的a、b*/ ,2函數(shù)類型 在定義函數(shù)時，對函數(shù)類型的說明，應(yīng)與return語句中返回值表達(dá)式的類型一致。如果不一致，則以函數(shù)類型為準(zhǔn)。如果缺省函數(shù)類型，則系統(tǒng)一律按整型處理。,例題8.3返回值類型和函數(shù)類型不同，以函數(shù)為準(zhǔn)。 /*例題源代碼文件名：LT8_3.C*/ int max(float n1,float n2) float z; z=n1n2?n1:n2; return (z) ; /*返回n1,n1中較大者 */ main() float a,b; int c; scanf(“%f,%f”, ,運行情況： 1.5 4.5 max=4 max函數(shù)中return (z)；z返回值是float型，而函數(shù)定義返回值類型是int型，以函數(shù)為準(zhǔn)，所以是int型，運行結(jié)果是max=4。,8.1.3 對被調(diào)用函數(shù)的說明和函數(shù)原型,1如果調(diào)用庫函數(shù)，不用說明，但應(yīng)該在本文件開頭用#include命令將調(diào)用有關(guān)庫函數(shù)“包含”到本文件中。 如：# include “stdio.h” 在stdio.h文件中放了輸入輸出庫函數(shù)所用到的一些宏定義信息。 2如果調(diào)用自定義函數(shù)，在調(diào)用之前，應(yīng)對被調(diào)用函數(shù)進行說明，其目的是：使編譯系統(tǒng)知道被調(diào)用函數(shù)返回值的類型、函數(shù)參數(shù)的個數(shù)、類型、和順序，便于調(diào)用時，對調(diào)用函數(shù)提供的實際參數(shù)的類型、個數(shù)、及順序進行檢查，看是否與被調(diào)用函數(shù)一致。,在ANSI C新標(biāo)準(zhǔn)中，采用函數(shù)原型方式，對被調(diào)用函數(shù)進行說明，其一般格式如下： 函數(shù)類型 函數(shù)名(數(shù)據(jù)類型 參數(shù)名, 數(shù)據(jù)類型 參數(shù)名2)； 例如：例8.1主函數(shù)中的int max(int n1,int n2);語句，是函數(shù)說明語句。說明函數(shù)max的返回值類型為整型 ,有兩個形式參數(shù)n1,n2都是整型。 語言同時又規(guī)定，在以下2種情況下，可以省去對被調(diào)用函數(shù)的說明： (1) 當(dāng)被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)定義出現(xiàn)在調(diào)用函數(shù)之前時。因為在調(diào)用之前，編譯系統(tǒng)已經(jīng)知道了被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)類型、參數(shù)個數(shù)、類型和順序。 例8.1 max函數(shù)在主函數(shù)main()之前，主函數(shù)中的int max(int n1,int n2);說明語句可以不要。,(2) 如果在所有函數(shù)定義之前，在函數(shù)外部（例如文件開始處）預(yù)先對各個函數(shù)進行了說明，則在調(diào)用函數(shù)中可缺省對被調(diào)用函數(shù)的說明。 例如： char f1(int a); /*函數(shù)說明*/ float f2(float b); /*函數(shù)說明*/ main( ) char f1(int a) /*函數(shù)定義*/ float f2(float b); /*函數(shù)定義*/ ,8.1.4 函數(shù)的調(diào)用,在程序中，是通過對函數(shù)的調(diào)用來執(zhí)行函數(shù)體的，其過程與其它語言的子程序調(diào)用相似。 1函數(shù)調(diào)用 語言中，函數(shù)調(diào)用的一般形式為： 函數(shù)名(實際參數(shù)表) （1）實參的個數(shù)、類型和順序，應(yīng)該與被調(diào)用函數(shù)所要求的參數(shù)個數(shù)、類型和順序一致，才能正確地進行數(shù)據(jù)傳遞。 （2）如果實參有多個，對實際參數(shù)的求值順序隨系統(tǒng)而異。Turbo C按自右向左順序求值。,例 8.4 函數(shù)實際參數(shù)的求值順序。 main() int f(int a, int b); /*函數(shù)說明*/ int i=2,p; p=f (i,+i); /*函數(shù)調(diào)用實參求值順序是從右向左*/ printf(“p=%d“,p); int f(int a, int b) /*a=3 b=3 */ int c; if(ab) c=1; else if(a= =b) c=0; else c=-1; return(c); ,運行結(jié)果： p=0,2函數(shù)調(diào)用方式,在語言中，可以用以下幾種方式調(diào)用函數(shù)： （1）函數(shù)表達(dá)式。函數(shù)作為表達(dá)式的一項，出現(xiàn)在表達(dá)式中，以函數(shù)返回值參與表達(dá)式的運算。這種方式要求函數(shù)是有返回值的。 如： c=2*max(a,b); （2）函數(shù)語句。C語言中的函數(shù)可以只進行某些操作而不返回函數(shù)值，這時的函數(shù)調(diào)用可作為一條獨立的語句。 如：max(a,b); （3）函數(shù)實參。函數(shù)作為另一個函數(shù)調(diào)用的實際參數(shù)出現(xiàn)。這種情況是把該函數(shù)的返回值作為實參進行傳送，因此要求該函數(shù)必須是有返回值的。,如：n=max(a,max(b,c); 其中max(b,c)是一次調(diào)用，它的值作為max另一次調(diào)用的實參。 （4）調(diào)用時實參與形參在類型必須匹配。如果類型不匹配，C編譯程序?qū)促x值兼容的規(guī)則進行轉(zhuǎn)換。（如：實參實型a=3.5,而形參x 為整型，則x得到的是3）。如果實參和形參的類型不賦值兼容，通常并不給出出錯信息，且程序仍然繼續(xù)執(zhí)行，只是得不到正確的結(jié)果。,8.1.5 函數(shù)的形參與實參,函數(shù)的參數(shù)分為形參和實參兩種，作用是實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。形參出現(xiàn)在函數(shù)定義中，只能在該函數(shù)體內(nèi)使用。發(fā)生函數(shù)調(diào)用時，調(diào)用函數(shù)把實參的值復(fù)制1份，傳送給被調(diào)用函數(shù)的形參，從而實現(xiàn)調(diào)用函數(shù)向被調(diào)用函數(shù)的數(shù)據(jù)傳送。 關(guān)于形參與實參的說明： （1）實參可以是常量、變量、表達(dá)式、函數(shù)等。無論實參是何種類型的量，在進行函數(shù)調(diào)用時，它們都必須具有確定的值，以便把這些值傳送給形參。因此，應(yīng)預(yù)先用賦值、輸入等辦法，使實參獲得確定的值。 （2）形參變量只有在被調(diào)用時，才分配內(nèi)存單元；調(diào)用結(jié)束時，即刻釋放所分配的內(nèi)存單元。,因此，形參只有在該函數(shù)內(nèi)有效。調(diào)用結(jié)束，返回調(diào)用函數(shù)后，則不能再使用該形參變量。 （3）實參對形參的數(shù)據(jù)傳送是單向的，即只能把實參的值傳送給形參，而不能把形參的值反向地傳送給實參。 （4）實參和形參占用不同的內(nèi)存單元，即使同名也互不影響。如以下程序： 例題8.5 實參對形參的數(shù)據(jù)傳遞。 /*功能：實參對形參的數(shù)據(jù)傳遞。*/ /*例題源代碼文件名：LT8_5.C*/,main() void s(int n); /*說明函數(shù)*/ int n=100; /*定義實參n，并初始化*/ s(n); /*調(diào)用函數(shù)*/ printf(“n_s=%dn“,n); /*輸出調(diào)用后實參的值，便于進行比較*/ void s(int n) int i; printf(“n_x=%dn“,n); /*輸出改變前形參的值*/ for(i=n-1; i=1; i-) n=n+i; /*改變形參的值*/ printf(“n_x=%dn“,n); /*輸出改變后形參的值*/ ,運行結(jié)果： n_x=100 n_x=5050 n_s=100,8.2函數(shù)的嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用,8.2.1函數(shù)的嵌套調(diào)用 函數(shù)的嵌套調(diào)用是指，在執(zhí)行被調(diào)用函數(shù)時，被調(diào)用函數(shù)又調(diào)用了其它函數(shù)。這與其它語言的子程序嵌套調(diào)用的情形是類似的，其關(guān)系可表示如圖8-1。,例題8.6計算s=1k+2k+3k+N k /*例題源代碼文件名：LT8_6.C*/ /*功能：函數(shù)的嵌套調(diào)用*/ #define K 4 #define N 5 long f1(int n,int k) /*計算n的k次方*/ long power=n; int i; for(i=1;ik;i+) power *= n; return power; ,long f2 (int n,int k) /*計算1到n的k次方之累加和*/ long sum=0; int i; for(i=1;i=n;i+) sum += f1(i, k); return sum; main() printf(“Sum of %d powers of integers from 1 to %d = “,K,N); printf(“%dn“,f2(N,K); getch(); ,本程序編寫了兩個函數(shù)：一個用來計算n的函數(shù)f1(),另一個計算累加和的函數(shù)f2()。主函數(shù)先調(diào)用f2()計算累加和，再在f2()中調(diào)用f1()。f1()和f2()均為長整型，都在主函數(shù)之前定義，故不必再在主函數(shù)中對f1()和f2()加以說明。由于計算數(shù)值會很大，所以函數(shù)和一些變量的類型都說明為長整型。,8.2.2 函數(shù)的遞歸調(diào)用 函數(shù)的遞歸調(diào)用是指，一個函數(shù)在它的函數(shù)體內(nèi)，直接或間接地調(diào)用它自身。,例8.7 用遞歸法計算n!。 用遞歸法計算n!,可以用下面公式表示： 1 (n=1) n!= n*(n-1)! (n1) /*例題源代碼文件名：LT8_7.C*/*功能：通過函數(shù)的遞歸調(diào)用計算階乘*/ long p(int n) long f; if(n1) f=p(n-1)*n; else f=1; return(f); ,main() int n; long y; printf(“input a inteager number: “); scanf(“%d“, ,運行結(jié)果： input a inteager number:5 5!=120,例題8.8 填空題：以下程序的輸出結(jié)果是：_ /*例題源代碼文件名：LT8_8.C*/ func(int x) int p; if(x= =0|x= =1) return(3); p=x-func(x-2); return p; main( ) printf(“%dn”,func(9); ,分析:,所以程序的輸出結(jié)果是：7,8.3 數(shù)組作為函數(shù)參數(shù),數(shù)組用作函數(shù)參數(shù)有兩種形式：一種是把數(shù)組元素（又稱下標(biāo)變量）作為實參使用； 另一種是把數(shù)組名作為函數(shù)的形參和實參使用。 8.3.1 數(shù)組元素作為函數(shù)參數(shù) 數(shù)組元素就是下標(biāo)變量，它與普通變量并無區(qū)別。數(shù)組元素只能用作函數(shù)實參，其用法與普通變量完全相同：在發(fā)生函數(shù)調(diào)用時，把數(shù)組元素的值傳送給形參，實現(xiàn)單向值傳送。,例題8.9寫一函數(shù)統(tǒng)計字符串中字母的個數(shù)。 /*例題源代碼文件名：LT8_9.C*/ /*功能：數(shù)組元素作為函數(shù)實參*/ int isalp(char c) if (c=a ,main() int i,num=0; char str255; printf(“Input a string: “); gets(str); for(i=0;stri!=0;i+) if (isalp(stri) num+; /*數(shù)組元素作為實際參數(shù)調(diào)用函數(shù)*/ puts(str); /*輸出字符串*/ printf(“num=%dn“,num); /*輸出字母個數(shù)*/ ,運行結(jié)果： Input a string: We study Turbo C! We study Turbo C! num=13,本例題子函數(shù)功能判斷一個字符是否為字母，是返回值為1，否則為0。主函數(shù)調(diào)用時用語句for(i=0;stri!=0;i+) if (isalp(stri) num+; isalp(stri)返回值為1，表示是真，用num+統(tǒng)計字母的個數(shù)，isalp(stri)返回值為0，則什么也不做。 說明： （1）用數(shù)組元素作實參時，只要數(shù)組類型和函數(shù)的形參類型一致即可，并不要求函數(shù)的形參也是下標(biāo)變量。換句話說，對數(shù)組元素的處理是按普通變量對待的。 （2）在普通變量或下標(biāo)變量作函數(shù)參數(shù)時，形參變量和實參變量是由編譯系統(tǒng)分配的兩個不同的內(nèi)存單元。在函數(shù)調(diào)用時發(fā)生的值傳送，是把實參變量的值賦予形參變量。,8.3.2 數(shù)組名作為函數(shù)的形參和實參,數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)時，既可以作形參，也可以作實參。 數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)時，要求形參和相對應(yīng)的實參都必須是類型相同的數(shù)組（或指向數(shù)組的指針變量），都必須有明確的數(shù)組說明。 例題8.10已知某個學(xué)生5門課程的成績，求平均成績。 /*例題源代碼文件名：LT8_10.C*/ float aver(float a ) /*求平均值函數(shù)*/ int i; float av,sum=a0; for(i=1;i5;i+) sum += ai; av=sum/5; return av; ,void main() float s5,av; int i; printf(“ninput 5 scores:n“); for(i=0;i5;i+) scanf(“%f“, ,運行結(jié)果： input 5 scores: 80 70 65 90 75 average score is 76.00,說明： （1）用數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)，應(yīng)該在調(diào)用函數(shù)和被調(diào)用函數(shù)中分別定義數(shù)組，且數(shù)據(jù)類型必須一致，否則結(jié)果將出錯。例如，在本案例中，形參數(shù)組為a ，實參數(shù)組為s ，它們的數(shù)據(jù)類型相同。(形參數(shù)組與實參數(shù)組可以同名) （2）C編譯系統(tǒng)對形參數(shù)組大小不作檢查，所以形參數(shù)組可以不指定大小。例如，本案例中的形參數(shù)組a 。 為了在被調(diào)用函數(shù)中處理數(shù)組元素的需要，可以另設(shè)一個參數(shù)，傳遞數(shù)組元素的個數(shù)。 例如：將上例中的aver( ) 改進為如下：,例題8.11 float aver(float a ,int n) /*求平均值函數(shù)*/ int i; float av,sum=a0; for(i=1;in;i+) sum += ai; av=sum/n; return av; main() float s15=98.5,97,91.5,60,55; float s210=98,85,75,70,60,65,77,88,90,66; printf(“aver1=%6.2fn”,aver(s1,5); /*調(diào)用函數(shù)，實參為一數(shù)組名s1*/ printf(“aver2=%6.2fn”,aver(s2,10); ,運行結(jié)果： aver1=80.40 aver2=77.4,可以看出，兩次調(diào)用aver( )函數(shù)時數(shù)組大小是不同的，在調(diào)用時用一個實參傳遞數(shù)組大小給形參n，以便aver( )函數(shù)能處理數(shù)組大小不同的數(shù)組元素。 如果指定形參數(shù)組的大小，則實參數(shù)組的大小必須大于等于形參數(shù)組，否則因形參數(shù)組的部分元素沒有確定值而導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤。,（3）數(shù)組名作為參數(shù)，只是將實參數(shù)組的首地址傳給形參數(shù)組，從而使形參數(shù)組與實參數(shù)組共用同一段內(nèi)存空間。假設(shè)s1數(shù)組的起始地址為1000，則a數(shù)組的起始地址也是1000 顯然形參數(shù)組和實參數(shù)組為同一數(shù)組。s0與a0同占一個單元。所以如果形參數(shù)組元素的值發(fā)生變化，也就是實參數(shù)組元素發(fā)生變化。這種數(shù)據(jù)傳遞方式稱為“地址傳遞”。,8.4 函數(shù)編程舉例,1編程舉例 例8.12編程求sum=1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/n /*例題源代碼文件名：LT8_12.C*/ # include “stdio.h” main( ) double fun(int n); /*函數(shù)的說明,注意末尾要加；*/ int n; scanf(“%d”,int i; for(i=1;i=n;i+) sum+=1.0/i; return (sum); 注意： 本例計算1+1/2+1/31/n.由于“/”除號當(dāng)除數(shù)和被除數(shù)均為整型時，商為整數(shù)，1/2=0、1/3=0所以要這樣寫sum+=1.0/i; 被除數(shù)是實型1.0除數(shù)是整型作“/”除法sum才能得到實數(shù)各項和。,運行時輸入10 輸出結(jié)果為： sum=2.928968,2閱讀程序訓(xùn)練,例8.13 以下程序運行結(jié)果是_10,20_. func(int a,int b) int temp; temp=a; a=b; b=temp; main( ) int x,y; x=10;y=20; func(x,y); printf(“%d,%dn”,x,y); (a) 10,20 (b) 10,10 (c) 20,10 (d) 20,20,答案： (a),解析： 這里是實參x,y向形參a,b值傳遞，在函數(shù)中只將形參a,b的值 交換。不會改變實參的值，所以輸出x,y的值仍為10,20。,例題8.14以下程序運行結(jié)果是_0 2 4 6_. /*例題源代碼文件名：LT8_14.C*/ void f1(int b ) int j; for(j=0;j4;j+) bj=2*j; main( ) int a =5,6,7,8,i; f1(a); for(i=0;i4;i+) printf(“%dt”,ai); ,解析： 本題是數(shù)組名作為實際參數(shù)進行調(diào)用，只是將實參數(shù)組a的首地址傳給形參數(shù)組b，從而使形參數(shù)組與實參數(shù)組共用同一段內(nèi)存空間。即數(shù)組b就是數(shù)組a，所以形參數(shù)組b的變化就是a數(shù)組的變化，所以在主函數(shù)中的printf(“%dt”,ai);語句，輸出0 2 4 6。這里的t是轉(zhuǎn)義字符表示橫向跳到下一個輸出區(qū)，使用它為了隔開每一個數(shù)據(jù)。,8.5 內(nèi)部變量與外部變量,語言中所有的變量都有自己的作用域。變量說明的位置不同，其作用域也不同，據(jù)此將語言中的變量分為內(nèi)部變量和外部變量。 8.5.1內(nèi)部變量 在一個函數(shù)內(nèi)部定義的變量是內(nèi)部變量，它只在該函數(shù)范圍內(nèi)有效。也就是說，只有在本函數(shù)內(nèi)部才能使用它們，在此函數(shù)之外就不能使用這些變量了。所以內(nèi)部變量也稱“局部變量”。,例如： int f1(int a) /*函數(shù)f1*/ int b,c； /*a,b,c作用域：僅限于函數(shù)f1()中*/ int f2(int x) /*函數(shù)f2*/ int y,z； /*x,y,z作用域：僅限于函數(shù)f2()中*/ main() int m,n； /*m,n作用域：僅限于函數(shù)main()中*/,關(guān)于內(nèi)部變量的作用域還要說明以下幾點：,1主函數(shù)main()中定義的內(nèi)部變量，也只能在主函數(shù)中使用，其它函數(shù)不能使用。同時，主函數(shù)中也不能使用其它函數(shù)中定義的內(nèi)部變量。因為主函數(shù)也是一個函數(shù)，與其它函數(shù)是平行關(guān)系。這一點是與其它語言不同的，應(yīng)予以注意。 2形參變量也是內(nèi)部變量，屬于被調(diào)用函數(shù)；實參變量，則是調(diào)用函數(shù)的內(nèi)部變量。 3允許在不同的函數(shù)中使用相同的變量名，它們代表不同的對象，分配不同的單元，互不干擾，也不會發(fā)生混淆。 4在復(fù)合語句中也可定義變量，其作用域只在復(fù)合語句范圍內(nèi) main( ) int a,b; . int c; /*c是在復(fù)合語句中定義的變量因此在復(fù)合語句范圍內(nèi)有效*/ c=a+b; ,8.5.2 外部變量,在函數(shù)外部定義的變量稱為外部變量。外部變量不屬于任何一個函數(shù)，其作用域是：從外部變量的定義位置開始，到本文件結(jié)束為止。外部變量可被作用域內(nèi)的所有函數(shù)直接引用，所以外部變量又稱全局變量。 如： int a=1,b=5; float f1(int x) int c,d; ,char c1,c2; char f2(int x,int y) int i,j; main( ) int m,n; ,對于外部變量還有以下幾點說明： 1. 外部變量可加強函數(shù)模塊之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系。由于同一文件中的所有函數(shù)都可以引用外部變量的值，因此，如果在一個函數(shù)中改變了外部變量的值，就能影響到其他函數(shù)，相當(dāng)于各函數(shù)間有直接的傳遞通道。由于函數(shù)的調(diào)用只能帶回一個返回值，因此有時可以利用外部變量與函數(shù)聯(lián)系的渠道，從函數(shù)得到一個以上的返回值。,例題8.15 輸入長方體的長（l）、寬（w）、高（h），求長方體體積及正、側(cè)、頂三個面的面積。 /*例題源代碼文件名：LT8_15.C*/。 /*功能：利用外部變量計算長方體的體積及三個面的面積*/ int s1,s2,s3; int vs(int a,int b,int c) int v; v=a*b*c; s1=a*b; s2=b*c; s3=a*c; return v; ,main() int v,l,w,h; clrscr(); printf(“ninput length,width and height： “); scanf(“%d%d%d“, ,運行結(jié)果： input length,width and height：3 4 5 v=60 s1=12 s2=20 s3=15,本例程序的開頭，定義了三個外部變量s1,s2,s3，存放長方體的正、側(cè)、頂三個面的面積。其作用域是從開頭到文件末尾，所以在主函數(shù)中仍有效，相當(dāng)于把在子函數(shù)中的計算值帶回主函數(shù)。長方體的體積v用return v;語句返回體積值。這樣達(dá)到從子函數(shù)返回了一個以上的值。 但是，以上方法雖然外部變量加強了函數(shù)模塊之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，但又使這些函數(shù)依賴這些外部變量，因而使得這些函數(shù)的獨立性降低。從模塊化程序設(shè)計的觀點來看這是不利的，因為在程序設(shè)計中，模塊的功能要單一，,與其他模塊的互相影響要盡量少，而用外部變量是不符合這個原則的。一般要求把c程序中的函數(shù)做成一個封閉體，除了可以通過“實參和形參“的渠道與外界發(fā)生聯(lián)系外，沒有其他渠道。這樣的程序移值性好，可讀性強。因此不是非用不可時，不要使用外部變量。 2. 在同一源文件中，允許外部變量和內(nèi)部變量同名。在內(nèi)部變量的作用域內(nèi)，外部變量將被屏蔽而不起作用。 例題8.16外部變量與內(nèi)部變量同名 /*例題源代碼文件名：LT8_16.C*/,int a=3,b=5; /*a,b是外部變量*/ max( int a,int b) /*a,b是函數(shù)的形參為內(nèi)部變量*/ int c; c=ab?a:b; return （c）; main( ) int a=8; /*a為主函數(shù)的內(nèi)部變量*/ printf(“%d”,max(a,b); ,運行結(jié)果： 8,本例在主函數(shù)中調(diào)用時，max(a,b)中，a是主函數(shù)的內(nèi)部變量起作用，外部變量a將被屏蔽而不起作用。因此a=8 b=5進行調(diào)用,結(jié)果返回8。 3. 外部變量的作用域是從定義點到本文件結(jié)束。如果本文件定義點之前的函數(shù)需要引用這些外部變量或在其他文件中要引用時，需要用extern來聲明外部變量，以擴展外部變量的作用域。 外部變量說明的一般形式為： extern 數(shù)據(jù)類型 外部變量，外部變量2；,在一個文件內(nèi)聲明外部變量 如果外部變量不在文件的開頭定義，其有效的作用范圍只限于定義處到文件末尾。如果本文件定義點之前的函數(shù)需要引用這些外部變量，則如下例方法進行引用。 例題8.17用extern聲明外部變量，擴展程序文件中的作用域。 /*例題源代碼文件名：LT8_17.C*/,int max(int x,int y) int z; z=xy ? x ：y ; return (z); main( ) extern a,b; /*在引用前外部變量聲明*/ printf(“%d”,max(a,b);/*引用外部變量*/ int a=13,b=-8; /*定義外部變量在后*/,運行結(jié)果： 13,（2）在多個文件的程序中聲明外部變量 在一個文件中定義外部變量，而另一個文件中用extern進行聲明 。 例題8.18用extern將外部變量的作用域擴展到其他文件。 文件LT8_18a.C的內(nèi)容： int a; main( ) int b,c,m=3; scanf(“%d%d”, ,文件LT8_18b.C的內(nèi)容： extern a; /*聲明本文件LT8_18b.C中的a是一個已經(jīng)在其他文件中定義過的外部變量*/ fun(int n) int y; y=a+n; retirn (y); 用以上方法應(yīng)十分慎重，因為在執(zhí)行一個文件中的函數(shù)時，可能會改變該外部變量的值，它會影響到另一個文件的函數(shù)執(zhí)行結(jié)果。,4在定義外部變量時加static,則外部變量只限于被本文件引用，而不能被其他文件引用。 文件file1.c的內(nèi)容： static int a; main() 則a變量只能在文件file1.c中使用。（定義是不加static就可以用extern擴展其作用域范圍。如前面第3點所說）,8.6 變量的存儲類別,8.6.1動態(tài)存儲方式和靜態(tài)存儲方式 上一節(jié)從變量的作用域（即從空間）角度來分，分為：內(nèi)部變量和外部變量。 從另一角度，從變量值存在的時間（即生存期）角度來分，可分為：動態(tài)存儲方式和靜態(tài)存儲方式。 所謂靜態(tài)存儲方式是指在程序運行期間分配固定的存儲空間的方式。而動態(tài)存儲方式則是在程序運行期間根據(jù)需要進行動態(tài)的分配存儲空間的方式。 內(nèi)存中供用戶使用的存儲空間情況如圖8-5 1.程序區(qū) 2.靜態(tài)存儲區(qū) 3.動態(tài)存儲區(qū),靜態(tài)存儲區(qū)存放外部變量。 動態(tài)存儲區(qū)存放以下數(shù)據(jù)： 函數(shù)的形參。在調(diào)用函數(shù)時給形參分配存儲空間。 未加static聲明的內(nèi)部變量（即自動變量，后面介紹） 函數(shù)調(diào)用時的現(xiàn)場保護和返回地址。 8.6.2自動變量 函數(shù)中的內(nèi)部變量，如果定義時不加static，就是自動變量。是動態(tài)分配存儲空間的。函數(shù)的形參和在函數(shù)中定義的變量，都屬于此類。在調(diào)用該函數(shù)時系統(tǒng)會給它們分配存儲空間，在函數(shù)調(diào)用結(jié)束就自動釋放這些存儲空間。自動變量用關(guān)鍵字auto作存儲類別的聲明。,例如： int f(int a) auto int b,c=3; a是形參，b,c是自動變量，執(zhí)行完f函數(shù)后，自動釋放a,b,c所占的存儲空間。關(guān)鍵字”auto”可以省略。不寫auto 隱含表示是自動變量。 auto int b,c; 和int b,c;是等價的 關(guān)于自動變量的說明： 1自動變量屬于動態(tài)存儲方式。在函數(shù)中定義的自動變量，只在該函數(shù)內(nèi)有效；函數(shù)被調(diào)用時分配存儲空間，調(diào)用結(jié)束就釋放。,在復(fù)合語句中定義的自動變量，只在該復(fù)合語句中有效；退出復(fù)合語句后，也不能再使用，否則將引起錯誤。 2定義而不初始化，則其值是不確定的。如果初始化，則賦初值操作是在調(diào)用時進行的，且每次調(diào)用都要重新賦一次初值。 3由于自動變量的作用域和生存期，都局限于定義它的個體內(nèi)（函數(shù)或復(fù)合語句），因此不同的個體中允許使用同名的變量而不會混淆。即使在函數(shù)內(nèi)定義的自動變量，也可與該函數(shù)內(nèi)部的復(fù)合語句中定義的自動變量同名。,8.6.3用static聲明的內(nèi)部變量,有時希望函數(shù)中的內(nèi)部變量的值在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后不消失而保留原值，在下一次調(diào)用該函數(shù)時，該變量已有值，就是上一次函數(shù)調(diào)用結(jié)束的值。這時用“靜態(tài)內(nèi)部變量”。 1定義靜態(tài)內(nèi)部變量方式： static 數(shù)據(jù)類型 內(nèi)部變量表； 存儲特點： （1）靜態(tài)內(nèi)部變量屬于靜態(tài)存儲。在程序執(zhí)行過程中，即使所在函數(shù)調(diào)用結(jié)束也不釋放。換句話說，在程序執(zhí)行期間，靜態(tài)內(nèi)部變量始終存在，但其它函數(shù)是不能引用它們的，只能本函數(shù)引用。 （2）定義但不初始化，則自動賦以“（整型和實型）或0（字符型）；,（3）對靜態(tài)內(nèi)部變量是在編譯時賦初值的，即只賦初值一次，在程序運行時，它已有初值。以后每次調(diào)用它們所在的函數(shù)時，不再重新賦初值而只是保留上次函數(shù)調(diào)用結(jié)束時的值。 例題8.19靜態(tài)內(nèi)部變量的使用。 /*例題源代碼文件名：LT8_19.C*/ f(int a) auto int b=0; /*動態(tài)內(nèi)部變量（自動變量）*/ static int c=3; /*靜態(tài)內(nèi)部變量*/ b=b+1;,c=c+1; return (a+b+c); main( ) int a=2,x; for(x=0;x3;x+) printf(“%d”,f(a); ,運行結(jié)果： 7 8 9,例題8.19調(diào)用過程各變量值列表,8.6.4寄存器變量register,一般情況下，變量的值都是存儲在內(nèi)存中的。為提高執(zhí)行效率，語言允許將局部變量的值存放到寄存器中，這種變量就稱為寄存器變量。（寄存器存取速度快） 定義格式如下： register 數(shù)據(jù)類型 變量表； （1）只有局部動態(tài)變量和形參才能定義成寄存器變量，即全局變量不行。 （2）對寄存器變量的實際處理，隨系統(tǒng)而異。例如，微機上的MSC和TC 將寄存器變量實際當(dāng)作自動變量處理。 （3）允許使用的寄存器數(shù)目是有限的，不能定義任意多個寄存器變量。 （4）局部靜態(tài)變量不能定義為寄存器變量。,8.7 內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù),當(dāng)一個源程序由多個源文件組成時，語言根據(jù)函數(shù)能否被其它源文件中的函數(shù)調(diào)用，將函數(shù)分為內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù)。 8.7.1 內(nèi)部函數(shù)（又稱靜態(tài)函數(shù)） 如果在一個源文件中定義的函數(shù)，只能被本文件中的函數(shù)調(diào)用，而不能被同一程序其它文件中的函數(shù)調(diào)用，這種函數(shù)稱為內(nèi)部函數(shù)。 定義一個內(nèi)部函數(shù)，只需在函數(shù)類型前再加一個“static”關(guān)鍵字即可，如下所示： static 函數(shù)類型 函數(shù)名(函數(shù)參數(shù)表) 關(guān)鍵字“static”，譯成中文就是“靜態(tài)的”，所以內(nèi)部函數(shù)又稱靜態(tài)函數(shù)。但此處“static”的含義不是指存儲方式，而是指對函數(shù)的作用域僅局限于本文件。,8.7.2 外部函數(shù),如果在一個源文件中定義的函數(shù)，除可被本文件中的其他函數(shù)調(diào)用外，也可被其他文件中的函數(shù)所調(diào)用，這種函數(shù)稱為外部函數(shù)。外部函數(shù)在整個源程序中都有效。 外部函數(shù)的定義：在定義函數(shù)時，如果沒有加關(guān)鍵字“static”，或冠以關(guān)鍵字“extern”，表示此函數(shù)是外部函數(shù)： extern 函數(shù)類型 函數(shù)名(函數(shù)參數(shù)表) 調(diào)用外部函數(shù)時，需要對其進行說明： extern 函數(shù)類型 函數(shù)名(參數(shù)類型表)，函數(shù)名2(參數(shù)類型表2)；,如： 外部函數(shù)應(yīng)用,（1）文件mainf.c main() extern void input(),process(),output(); /*對外部函數(shù)進行說明*/ input(); process(); output(); /*調(diào)用外部函數(shù)*/ （2）文件subf1.c extern void input() /*定義外部函數(shù)*/ （3）文件subf2.c extern void process() /*定義外部函數(shù)*/ （4）文件subf3.c extern void output() /*定義外部函數(shù)*/ ,8.7.3 多個源程序文件的編譯和連接,1、用Turbo C集成環(huán)境（以上面4個文件組成的程序為例） （1）先后分別輸入并編輯文件mainf.c, 文件subf1.c, 文件subf2.c, 文件subf3.c存盤。 （2）創(chuàng)建Project（項目）文件： 用編輯源文件相同的方法，創(chuàng)建一個擴展名為.PRJ的項目文件，該文件中僅包括將被編譯、連接的各源文件名，一行一個，其擴展名.C可以缺省；文件名的順序，僅影響編譯的順序，與運行無關(guān)。 項目文件的內(nèi)容為： mainf.c subf1.c subf2.c subf3.c,（3）設(shè)置項目名稱： 打開菜單，選取Project菜單選Project name項按回車，屏幕出現(xiàn)一個對話框，詢問項目文件名,輸入項目文件名a.prj, 其作用是表示當(dāng)前準(zhǔn)備編譯的是a.prj中包括的文件。 （4）按功能鍵F9進行編譯、連接，系統(tǒng)先后將4個文件翻譯成目標(biāo)文件，并把它們連接成一個可執(zhí)行文件a.exe。 （5）按ctrl+F9運行可執(zhí)行文件a.exe。 與單個源文件相同。編譯產(chǎn)生的目標(biāo)文件，以及連接產(chǎn)生的可執(zhí)行文件，它們的主文件名，均與項目文件的主文件名相同。 注意：當(dāng)前項目文件調(diào)試完畢后，應(yīng)選取ProjectClear project，將其項目名稱從“Project name”中清除（清除后為空）。否則，編譯、連接和運行的，始終是該項目文件！,8.8編譯預(yù)處理,所謂編譯預(yù)處理是指在對源程序進行編譯之前，先對源程序中的編譯預(yù)處理命令進行處理；然后再將處理的結(jié)果，和源程序一起進行編譯，以得到目標(biāo)代碼。 編譯預(yù)處理是C語言的一個重要功能，由編譯預(yù)處理程序完成。為了與 C語言語句區(qū)別開，編譯預(yù)處理命令以#號打頭，單獨占用一個書寫行，行尾不使用分號作為結(jié)束符。,8.8.1 宏定義與宏展開,在語言中，“宏”分為無參數(shù)的宏（簡稱無參宏）和有參數(shù)的宏（簡稱有參宏）兩種。 1無參宏定義 （1）無參宏定義的一般格式 #define 標(biāo)識符 語言符號字符串 其中：“define”為宏定義命令；“標(biāo)識符”為所定義的宏名，通常用大寫字母表示，以便于與變量區(qū)別；“語言符號字符串”可以是常數(shù)、表達(dá)式等。,例題8.20輸入圓的半徑，求圓的周長、面積和球的體積。要求使用無參宏定義圓周率。,#define PI 3.1415926 /*PI是宏名，3.1415926用來替換宏名的常數(shù)*/ main() float r,len,s,v; printf(“Input a radius: “); scanf(“%f“, ,編譯預(yù)處理后，宏展開的結(jié)果如下： len=2*3.1415926*r; s=3.1415926*r*r; /*用3.1415926替換宏名PI*/ v=3.1415926*r*r*r*3/4; ,（2）說明,宏名一般用大寫字母表示，以示與變量區(qū)別。但這并非是規(guī)定。 宏定義不是語句，所以不能在行尾加分號。否則，宏展開時，會將分號作為字符串的1個字符，用于替換宏名。 宏展開時，預(yù)處理程序僅以按宏定義簡單替換宏名，而不作任何檢查。如果有錯誤，只能由編譯程序在編譯宏展開后的源程序時發(fā)現(xiàn)。 如：# define PI 3.I4I59 把數(shù)字1寫成字母I，預(yù)處理時也照樣代入，不管含義是否正確，不作任何檢查。 宏定義命令#define出現(xiàn)在函數(shù)的外部，宏名的有效范圍是：從定義命令之后， 到本文件結(jié)束。通常，宏定義命令放在文件開頭處。 如果需要，也可以#undef命令終止宏名的作用域。如：,#define PI 3.1415926 main( ) #undef PI /*終止宏名PI的作用域，即PI只在main( )函數(shù)中有效*/ void fun() 在進行宏定義時，可以引用已定義的宏名 。 #define PI 3.1415926 #define R 2.5 #define LEN 2*PI*R /*引用已定義的宏名PI 和R*/ ,對雙引號括起來的字符串內(nèi)的字符，即使與宏名同名，也不進行宏展開。 #define PI 3.14 main( ) printf(“PI=%.2fn”,PI); 運行結(jié)果： PI=3.14 使用宏名代替一個字符串，可以減少程序中重復(fù)書寫某些字符串的工作量。如：如果不定義PI代表3.1415926，則在程序中要多處出現(xiàn)3.1415926，不僅麻煩，而且容易寫錯，用宏名代替，簡單不易出錯。另外當(dāng)需要改變某一個常量時，可以只改變#define命令行，一改全改。,宏定義是專門用于預(yù)處理命令的一個專用名詞，它與定義變量的含義不同，只作字符替換，不分配內(nèi)存空間。 2有參宏定義 帶參宏定義的一般格式 #define 宏名(形參表) 語言符號字符串 帶參宏的調(diào)用和宏展開 （1）調(diào)用格式：宏名(實參表) （2）宏展開：用宏調(diào)用提供的實參字符串，直接置換宏定義命令行中、相應(yīng)形參字符串，非形參字符保持不變。 #define S(a,b) a*b area=S(3,2);是宏展開，展開后為：area=3*2;,說明: 定義有參宏時，宏名與左圓括號之間不能留有空格。否則，編譯系統(tǒng)將空格以后的所有字符均作為替代字符串，而將該宏視為無參宏。 有參宏的展開，只是將實參作為字符串，簡單地置換形參字符串，而不做任何語法檢查。在定義有參宏時，在所有形參外和整個字符串外，均加一對圓括號。 例題8.21 /*例題源代碼文件名：LT8_21.C*/ #define PI 3.14 #define S(r) PI*r*r,main( ) float a,b,area; a=3.5; b=2.5; area=S(a+b); printf(“area=%fn”,area); 運行結(jié)果： area=22.240000 宏展開后為：area=PI*a+b*a+b;,請注意:在a+b外面沒有括號，顯然這與程序設(shè)計者的原意不符合。原意希望得到 area=PI*(a+b)*(a+b); 為了得到這個結(jié)果，應(yīng)該在定義時，在字符串中的形式參數(shù)外面加一個括號。即 #definr S(R) PI*(r)* (r) 雖然有參宏與有參函數(shù)確實有相似之處，但不同之處更多，主要有以下幾個方面： 調(diào)用有參函數(shù)時，是先求出實參的值，然后再復(fù)制一份給形參。而展開有參宏時，只是將實參簡單地置換形參。 在有參函數(shù)中，形參是有類型的，所以要求實參的類型與其一致；而在有參宏中，形參是沒有類型信息的，因此用于置換的實參，什么類型都可以。有時，可利用有參宏的這一特性，實現(xiàn)通用函數(shù)功能。,使用有參函數(shù)，無論調(diào)用多少次，都不會使目標(biāo)程序變長，但每次調(diào)用都要占用系統(tǒng)時間進行調(diào)用現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復(fù)；而使用有參宏，由于宏展開是在編譯時進行的，所以不占運行時間，但是引用時，會使目標(biāo)程序增大。 3閱讀程序練習(xí)： 例8.22以下程序的運行結(jié)果是_15_ /*例題源代碼文件名：LT8_22.C*/ # define MIN(x,y) (x)(y)?(x):(y) main( ) int a,b,c; a=10;,b=15; c=10*MIN(a,b); printf(“%d”,c); 解析：因為有參宏展開，只是將實參作為字符串，簡單地置換形參字符串，展開后為： c=10*(10)(15)?(10):(15);然后編譯、連接、執(zhí)行，由于*乘法運算優(yōu)先級高于條件運算，先計算10*10=100，c=100(15)?(10):(15),結(jié)果c=15,例8.23 # define N 2 # define