C語(yǔ)言第四章函數(shù)

1、1第4章 函數(shù)2第4章 函數(shù)4.1 函數(shù)定義4.2 函數(shù)參數(shù)4.3 函數(shù)原型與調(diào)用4.4 內(nèi)聯(lián)函數(shù)4.5 函數(shù)調(diào)用形式4.6 作用域和生命期4.7 對(duì)象初始化4.8 聲明與定義3第4章 函數(shù)4.9 變量修飾小結(jié)4.10 程序組織結(jié)構(gòu)4.11 函數(shù)應(yīng)用程序舉例使用函數(shù)的最大好處：舉例說(shuō)明1.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)：模塊分割，由上而下，逐步細(xì)化，功能模塊用函數(shù)實(shí)現(xiàn)；2.相同功能的代碼段復(fù)用；使用函數(shù)減少重復(fù)勞動(dòng)：把要重復(fù)使用的功能包裝成函數(shù)；44.1 函數(shù)定義函數(shù)定義的一般形式為：函數(shù)定義本質(zhì)上就是抽象功能代碼的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，包括：確定函數(shù)名；確定形式參數(shù)列表；確定返回類(lèi)型；編寫(xiě)函數(shù)體代碼。 返回類(lèi)型 函數(shù)名

2、(形式參數(shù)列表)函數(shù)體聲明部分函數(shù)體執(zhí)行語(yǔ)句 54.1.1 函數(shù)定義的一般形式1函數(shù)名 實(shí)現(xiàn)函數(shù)需要確定函數(shù)名，以便使用函數(shù)時(shí)能夠按名引用。2形式參數(shù)列表 實(shí)現(xiàn)函數(shù)需要確定有無(wú)形式參數(shù)、有多少形式參數(shù)、有什么類(lèi)型的形式參數(shù)。形式參數(shù)列表是函數(shù)與調(diào)用者進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的途徑，一般形式為：類(lèi)型類(lèi)型1 參數(shù)名參數(shù)名1,類(lèi)型類(lèi)型2 參數(shù)名參數(shù)名2, 類(lèi)型類(lèi)型3 參數(shù)名參數(shù)名3 , 64.1.1 函數(shù)定義的一般形式 多個(gè)參數(shù)用逗號(hào)（，）分隔，且每個(gè)參數(shù)都要有自己的類(lèi)型說(shuō)明，即使類(lèi)型相同的參數(shù)也是如此。例如：int fun(int x, int y, double m) return m12.5 ? x :

3、y;74.1.1 函數(shù)定義的一般形式 函數(shù)可以沒(méi)有形式參數(shù)，定義形式為： 返回類(lèi)型 函數(shù)名()函數(shù)體聲明部分函數(shù)體執(zhí)行語(yǔ)句 返回類(lèi)型 函數(shù)名(void)函數(shù)體聲明部分函數(shù)體執(zhí)行語(yǔ)句 84.1.1 函數(shù)定義的一般形式3返回類(lèi)型 實(shí)現(xiàn)函數(shù)需要確定有無(wú)返回?cái)?shù)據(jù)、返回什么類(lèi)型的數(shù)據(jù)。返回值是函數(shù)向調(diào)用者返回?cái)?shù)據(jù)的途徑之一，本質(zhì)上函數(shù)返回值也起到與調(diào)用者進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的作用，只不過(guò)它是單向的，即從函數(shù)向調(diào)用者傳遞，故稱(chēng)返回。 返回類(lèi)型可以是C語(yǔ)言除數(shù)組之外的內(nèi)置數(shù)據(jù)類(lèi)型或自定義類(lèi)型。C語(yǔ)言規(guī)定一個(gè)函數(shù)如果沒(méi)有給出返回類(lèi)型，則默認(rèn)是int型94.1.1 函數(shù)定義的一般形式 函數(shù)可以不返回?cái)?shù)據(jù)，此時(shí)返回類(lèi)型應(yīng)

4、寫(xiě)成void，表示沒(méi)有返回值，其形式為： void 函數(shù)名(形式參數(shù)列表)函數(shù)體聲明部分函數(shù)體執(zhí)行語(yǔ)句 104.1.1 函數(shù)定義的一般形式4函數(shù)體 實(shí)現(xiàn)函數(shù)最重要的是編寫(xiě)函數(shù)體。函數(shù)體（function body）包含聲明部分和執(zhí)行語(yǔ)句，是一組能實(shí)現(xiàn)特定功能的語(yǔ)句序列的集合。 編寫(xiě)函數(shù)體是為了實(shí)現(xiàn)函數(shù)功能。故稱(chēng)函數(shù)定義為函數(shù)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)現(xiàn)。 而函數(shù)頭簡(jiǎn)稱(chēng)接口。114.1.1 函數(shù)定義的一般形式例4.1 1 #include 2 int IsPrime(int m) /求素?cái)?shù)函數(shù)求素?cái)?shù)函數(shù) 3 /枚舉法求枚舉法求m是否素?cái)?shù)是否素?cái)?shù) 4 int i; 5 for (i=2 ; ib ? a : b

5、; 4 第1行a和b就是形參。 204.2.1 形式參數(shù)函數(shù)定義時(shí)指定的形參，在未進(jìn)行函數(shù)調(diào)用前，并不實(shí)際占用內(nèi)存中的存儲(chǔ)單元，這也是稱(chēng)它為形式參數(shù)的原因，即它們不是實(shí)際存在的。只有在發(fā)生函數(shù)調(diào)用時(shí)，形參才分配實(shí)際的內(nèi)存單元，接受從主調(diào)函數(shù)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，此刻形參是真實(shí)存在的，因而可以對(duì)它們進(jìn)行各種操作。當(dāng)函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，形參占用的內(nèi)存單元被自動(dòng)釋放。此后，形參又是未實(shí)際存在的。214.2.1 形式參數(shù)形參的類(lèi)型可以是任意數(shù)據(jù)類(lèi)型，換言之，函數(shù)允許任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)傳遞到函數(shù)中。形參類(lèi)型的設(shè)計(jì)一是依據(jù)實(shí)際需求，二是確保高效的數(shù)據(jù)傳遞。224.2.2 實(shí)際參數(shù)實(shí)際參數(shù)函數(shù)調(diào)用時(shí)提供給被調(diào)函數(shù)的參數(shù)稱(chēng)為實(shí)

6、際參數(shù)（arguments），簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)參。實(shí)參必須有確定的值，因?yàn)檎{(diào)用函數(shù)會(huì)將它們傳遞給形參。實(shí)參可以是常量、變量或表達(dá)式，還可以是函數(shù)的返回值。例如：x = max(a,b); /max函數(shù)調(diào)用，實(shí)參為函數(shù)調(diào)用，實(shí)參為a,by = max(a+3,128); /max函數(shù)調(diào)用，實(shí)參為函數(shù)調(diào)用，實(shí)參為a+3,128z = max(max(a,b),c); /max函數(shù)調(diào)用，實(shí)參為函數(shù)調(diào)用，實(shí)參為max(a,b),c234.2.2 實(shí)際參數(shù)實(shí)參數(shù)據(jù)傳遞給形參，必須滿足語(yǔ)法和應(yīng)用兩方面的要求。實(shí)參是以形參為依據(jù)的，即實(shí)參的類(lèi)型、次序和數(shù)目要與形參一致。如果參數(shù)數(shù)目不一致，則出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤；如果參數(shù)次序

7、不一致，則傳遞到被調(diào)函數(shù)中的數(shù)據(jù)就不合邏輯，難有正確的程序結(jié)果；244.2.2 實(shí)際參數(shù)如果參數(shù)類(lèi)型不一致時(shí)，則函數(shù)調(diào)用時(shí)按形參類(lèi)型隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換實(shí)參；如果是不能進(jìn)行隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換的類(lèi)型，就會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。更重要的是，實(shí)參的數(shù)據(jù)應(yīng)與函數(shù)接口要求的數(shù)據(jù)物理意義是一致的，否則即使語(yǔ)法正確，程序的運(yùn)行結(jié)果也是錯(cuò)的。例如調(diào)用數(shù)學(xué)庫(kù)函數(shù)中的sin函數(shù)求正弦時(shí)，函數(shù)接口就要求實(shí)參必須是弧度的數(shù)據(jù)。254.2.3 參數(shù)傳遞機(jī)制程序通常有兩種函數(shù)參數(shù)傳遞機(jī)制：值傳遞和引用傳遞。值傳遞（pass-by-value）過(guò)程中，形參作為被調(diào)函數(shù)的內(nèi)部變量來(lái)處理，即開(kāi)辟內(nèi)存空間以存放由主調(diào)函數(shù)復(fù)制過(guò)來(lái)的實(shí)參的值，從而成為實(shí)

8、參的一個(gè)副本。264.2.3 參數(shù)傳遞機(jī)制值傳遞的特點(diǎn)是被調(diào)函數(shù)對(duì)形參的任何操作都是對(duì)內(nèi)部變量進(jìn)行，不會(huì)影響到主調(diào)函數(shù)的實(shí)參變量的值。void fun(int x, int y, int m) m = xy ? x : y; /僅修改函數(shù)內(nèi)部的僅修改函數(shù)內(nèi)部的mvoid caller() /主調(diào)函數(shù)，調(diào)用者主調(diào)函數(shù)，調(diào)用者 int a=10, b=5, k=1; fun(a,b,k); /實(shí)參值傳遞實(shí)參值傳遞274.2.3 參數(shù)傳遞機(jī)制引用傳遞(pass-by-reference)過(guò)程中，被調(diào)函數(shù)的形參雖然也作為內(nèi)部變量開(kāi)辟了內(nèi)存空間，但是這時(shí)存放的是由主調(diào)函數(shù)復(fù)制過(guò)來(lái)的實(shí)參的內(nèi)存地址，從而使

9、得形參為實(shí)參的一個(gè)別名（形參和實(shí)參內(nèi)存地址相同，則它們實(shí)為同一個(gè)對(duì)象的兩個(gè)名稱(chēng)）。被調(diào)函數(shù)對(duì)形參的任何操作實(shí)際上都是對(duì)主調(diào)函數(shù)的實(shí)參進(jìn)行操作。C語(yǔ)言中，值傳遞是唯一的參數(shù)傳遞方式。C語(yǔ)言的后續(xù)C+，支持引用傳遞。284.2.3 參數(shù)傳遞機(jī)制值傳遞時(shí)，實(shí)參數(shù)據(jù)傳遞給形參是單向傳遞，即只能由實(shí)參傳遞給形參，而不能由形參傳回給實(shí)參，這也是實(shí)參可以是常量和表達(dá)式的原因（這些數(shù)據(jù)不是左值）。294.2.4 函數(shù)調(diào)用棧函數(shù)調(diào)用時(shí)，為了能將參數(shù)傳遞到函數(shù)中、準(zhǔn)確返回到調(diào)用點(diǎn)以及返回函數(shù)值，使用了“?！眮?lái)管理存儲(chǔ)器存儲(chǔ)函數(shù)的形參和局部變量。棧是內(nèi)存管理中的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一種先進(jìn)后出的數(shù)據(jù)表，即先進(jìn)去的數(shù)據(jù)后

10、出來(lái)。棧最常見(jiàn)操作有兩種：進(jìn)棧（push）和出棧（pop）。304.2.4 函數(shù)調(diào)用棧系統(tǒng)為每次函數(shù)調(diào)用在“?！敝薪ⅹ?dú)立的棧框架，稱(chēng)為函數(shù)調(diào)用棧幀（stack frame），其建立和撤銷(xiāo)是自動(dòng)維護(hù)的。314.2.4 函數(shù)調(diào)用棧int fun(int a, int b) /被調(diào)函數(shù)被調(diào)函數(shù) int x = 8, y=2, z; z = (a+b)*x +(a-b)*y; return z;void caller() /主調(diào)函數(shù)，調(diào)用者主調(diào)函數(shù)，調(diào)用者 int m=2 , n=3 , k; k = fun(m,n); /函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用324.2.4 函數(shù)調(diào)用棧圖4.1 函數(shù)調(diào)用棧334.2.5

11、 const參數(shù)const參數(shù)函數(shù)定義時(shí)，允許在形參的類(lèi)型前面加上const限定，語(yǔ)法形式為：返回類(lèi)型 函數(shù)名(const 類(lèi)型 形式參數(shù),)函數(shù)體 344.2.5 const參數(shù)函數(shù)參數(shù)使用const限定的目的是確保形參對(duì)應(yīng)的實(shí)參對(duì)象在函數(shù)體中不會(huì)被修改。通常，基本類(lèi)型的參數(shù)，因?yàn)樾螀⒑蛯?shí)參本來(lái)就不是同一個(gè)內(nèi)存單元，即使修改形參也不會(huì)影響到實(shí)參，因此沒(méi)有必要加const限定。但如果是數(shù)組參數(shù)、指針參數(shù)，希望在函數(shù)中不修改數(shù)組元素或者指針值就有必要了。354.2.6 可變參數(shù)函數(shù)可變參數(shù)函數(shù)C語(yǔ)言支持可變參數(shù)的函數(shù)，允許函數(shù)參數(shù)數(shù)目是不確定的?？勺儏?shù)函數(shù)的定義形式為：返回類(lèi)型 函數(shù)名(類(lèi)型1

12、 形參1,類(lèi)型2 形參2,)函數(shù)體 364.2.6 可變參數(shù)函數(shù)在函數(shù)體中可以使用stdarg.h頭文件定義的幾個(gè)va_*的宏來(lái)引用可變參數(shù)：（1）va_list arg_ptr：定義一個(gè)指向個(gè)數(shù)可變的參數(shù)列表指針；374.2.6 可變參數(shù)函數(shù)（2）va_start(arg_ptr, argN)：使參數(shù)列表指針arg_ptr指向函數(shù)參數(shù)列表中第一個(gè)可選參數(shù)，argN是位于第一個(gè)可選參數(shù)之前的固定參數(shù)，即最后一個(gè)固定參數(shù)。例如有一個(gè)函數(shù)是int fun(char a,char b,char c,.)，則它的固定參數(shù)依次是a、b、c，最后一個(gè)固定參數(shù)argN即為c，因此就是va_start(arg

13、_ptr ,c)。384.2.6 可變參數(shù)函數(shù)（3）va_arg(arg_ptr, type)：返回參數(shù)列表中指針arg_ptr所指的參數(shù)，返回類(lèi)型由type指定，并使指針arg_ptr指向參數(shù)列表中下一個(gè)參數(shù)。（4）va_end(arg_ptr)：清空參數(shù)列表，并置參數(shù)指針arg_ptr無(wú)效。指針arg_ptr被置無(wú)效后，可以通過(guò)調(diào)用va_start恢復(fù)arg_ptr。每次調(diào)用va_start后，必須有相應(yīng)的va_end與之匹配。參數(shù)指針可以在參數(shù)列表中隨意地來(lái)回移動(dòng)，但必須在va_startva_end之間。394.2.6 可變參數(shù)函數(shù)例4.2 1 #include 2 #include

14、/可變參數(shù)函數(shù)需要用到可變參數(shù)函數(shù)需要用到va_*的宏定義的宏定義 3 double avg(int first, .) /返回若干個(gè)整數(shù)平均值的函數(shù)返回若干個(gè)整數(shù)平均值的函數(shù) 4 5 int count=0 ,sum=0, i; 6 va_list arg_ptr; /定義變參數(shù)列表指針定義變參數(shù)列表指針 7 va_start(arg_ptr, first); /初始化初始化 8 i=first; /取第取第1個(gè)參數(shù)個(gè)參數(shù) 404.2.6 可變參數(shù)函數(shù)例4.2 9 while( i!=-1 ) /調(diào)用時(shí)最后一個(gè)參數(shù)必須是調(diào)用時(shí)最后一個(gè)參數(shù)必須是-1，作為結(jié)束標(biāo)記，作為結(jié)束標(biāo)記 10 11 s

15、um += i; /累加多個(gè)整數(shù)值累加多個(gè)整數(shù)值 12 count+; /計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 13 i = va_arg(arg_ptr, int); /取下一個(gè)參數(shù)取下一個(gè)參數(shù) 14 15 va_end(arg_ptr); /清空參數(shù)列表清空參數(shù)列表 16 return (count0?(double)sum/count:0); 17 414.2.6 可變參數(shù)函數(shù)例4.2 18 int main() 19 20 printf(%lfn, avg(1,2,3,-1); /返回返回1-3的平均值的平均值 21 printf(%lfn, avg(7,8,9,10,-1); /返回返回7-10的平均值的平均值

16、 22 printf(%lfn, avg(-1); /沒(méi)有計(jì)算返回沒(méi)有計(jì)算返回0 23 return 0; 24 424.3 函數(shù)原型與調(diào)用1函數(shù)聲明 當(dāng)要調(diào)用函數(shù)時(shí)，C語(yǔ)言規(guī)定在調(diào)用一個(gè)函數(shù)之前必須有該函數(shù)的聲明。 編譯器在編譯函數(shù)調(diào)用時(shí)，需要檢查函數(shù)接口，即返回類(lèi)型、參數(shù)類(lèi)型、參數(shù)次序、參數(shù)數(shù)目是否正確，這樣就能避免參數(shù)類(lèi)型、參數(shù)數(shù)目不一致而引發(fā)的錯(cuò)誤。保證正確的函數(shù)調(diào)用棧。而編譯器之所以能夠發(fā)現(xiàn)這些錯(cuò)誤，原因就在于它事先有了該函數(shù)的聲明，進(jìn)而知道函數(shù)接口是如何規(guī)定的。434.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型一個(gè)函數(shù)只能定義一次，但是可以聲明多次。定義是函數(shù)實(shí)現(xiàn)，函數(shù)代碼一經(jīng)實(shí)現(xiàn)，就不能再來(lái)一次

17、。聲明的作用是程序向編譯器提供函數(shù)的接口信息，因而多次提供接口信息是允許的，但不能提供相互矛盾、語(yǔ)義不一致的接口信息。444.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型C語(yǔ)言規(guī)定函數(shù)定義語(yǔ)法既是函數(shù)定義，也是函數(shù)聲明。換言之，只要函數(shù)調(diào)用是寫(xiě)在函數(shù)定義的后面，就自然有了函數(shù)聲明。 但這種方式與C語(yǔ)言允許函數(shù)定義可放在任意位置的規(guī)定矛盾了，而且使用起來(lái)也不方便。顯然，將函數(shù)調(diào)用均寫(xiě)在函數(shù)定義的后面不是現(xiàn)實(shí)的方法。454.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型 一般情況下，將函數(shù)聲明放在頭文件（.h）中，將函數(shù)實(shí)現(xiàn)放在源程序文件中。凡是要調(diào)用這個(gè)函數(shù)的地方，通過(guò)#include將頭文件包含即可。 另一方面，C語(yǔ)言允許調(diào)用庫(kù)函

18、數(shù)，所謂庫(kù)函數(shù)是指事先由程序員編制好的函數(shù)。多數(shù)情況下，基于各種理由，如保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這些庫(kù)函數(shù)僅提供二進(jìn)制形式的目標(biāo)代碼給調(diào)用者鏈接，卻沒(méi)有提供源碼形式的函數(shù)定義。這種情況下，又如何讓調(diào)用者有函數(shù)聲明呢？方法是使用函數(shù)原型。464.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型2函數(shù)原型函數(shù)原型（function prototype）的作用是提供函數(shù)調(diào)用所必須的接口信息，使編譯器能夠檢查函數(shù)調(diào)用中可能存在的問(wèn)題，有兩種形式：第一種形式：第二種形式：返回類(lèi)型 函數(shù)名(類(lèi)型1 形參1,類(lèi)型2 形參2,);返回類(lèi)型 函數(shù)名(類(lèi)型1 ,類(lèi)型2 ,);474.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)求平方根的函數(shù)原型，表示調(diào)用它

19、需要：包含頭文件math.h，因?yàn)閟qrt函數(shù)原型在math.h中。sqrt函數(shù)須提供一個(gè)double型的實(shí)參，返回值也是double型。 #include double sqrt(double x);484.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型例4.3 1 #include 2 int gcd(int m,int n);/gcd函數(shù)原型，聲明在前函數(shù)原型，聲明在前 3 int main() 4 5 int m,n; 6 scanf(%d%d,&m,&n); 7 printf(%dn,gcd(m,n); /調(diào)用調(diào)用 8 return 0; 9 494.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型例4.3

20、10 int gcd(int m, int n) /gcd函數(shù)實(shí)現(xiàn)在后函數(shù)實(shí)現(xiàn)在后 11 12 int r; 13 while (n!=0) /歐幾里德算法，原理是：歐幾里德算法，原理是： 14 r = m % n ; /r為為m/n的余數(shù)的余數(shù) 15 m = n ; /則則gcd(m,n)=gcd(n,r)=. 16 n = r ; /r=0時(shí)時(shí)n即是即是gcd 17 18 return m; 19 504.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型函數(shù)原型通常出現(xiàn)在函數(shù)定義的前面，也允許在函數(shù)定義的后面，只不過(guò)意義不大。編譯器在編譯時(shí)，無(wú)論它們哪個(gè)在前，均以第一次“看到”的函數(shù)接口為準(zhǔn),，如果后面的與這個(gè)

21、函數(shù)接口不一致，就會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤，所以函數(shù)原型要與函數(shù)定義匹配。514.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型3函數(shù)調(diào)用有了函數(shù)聲明，就可以調(diào)用函數(shù)，有參數(shù)函數(shù)調(diào)用的形式為：實(shí)參可以是常量、變量、表達(dá)式和函數(shù)調(diào)用，各實(shí)參之間用逗號(hào)（，）分隔。實(shí)參的類(lèi)型、次序、個(gè)數(shù)應(yīng)與形參一致。函數(shù)名(實(shí)參列表)524.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型無(wú)參數(shù)函數(shù)調(diào)用的形式為：函數(shù)名后面的括號(hào)（）必須有，括號(hào)內(nèi)不能有任何參數(shù)。函數(shù)名()534.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型在C語(yǔ)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。（2）函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句。（3）函數(shù)實(shí)參z = max(x,y)printf(area=%lf,s);print

22、f(%d,max(x,y);544.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型前面述及，函數(shù)調(diào)用時(shí)實(shí)參的運(yùn)算是有方向的，即函數(shù)調(diào)用對(duì)實(shí)參的計(jì)算是有求值順序的。運(yùn)算方向由不同的函數(shù)調(diào)用約定決定，C語(yǔ)言默認(rèn)使用C調(diào)用約定，求值順序是自右向左。與此相反的是PASCAL調(diào)用約定，求值順序是自左向右。C程序需要經(jīng)過(guò)特別的設(shè)定才能是PASCAL調(diào)用約定。554.3.1 函數(shù)聲明和函數(shù)原型int i=1,j=2;printf(%d,%d,%dn,i=i+j,j=j+i,i=i+j);/從右向左計(jì)算實(shí)參從右向左計(jì)算實(shí)參程序輸出結(jié)果為：8,5,3。因?yàn)樵谡{(diào)用printf函數(shù)時(shí)，先處理最右邊的i=i+j，這個(gè)實(shí)參值是3，再處理中

23、間的j=j+i，這個(gè)實(shí)參值是5，最后處理左邊的i=i+j，這個(gè)實(shí)參值是8。 564.3.2 庫(kù)函數(shù)的調(diào)用方法（1）在程序中添加庫(kù)函數(shù)聲明 多數(shù)庫(kù)函數(shù)將自己的函數(shù)原型和特殊數(shù)據(jù)等放在頭文件（.h）中，所以應(yīng)首先使用文件包含命令將這些頭文件包含到程序中。例如欲使用數(shù)學(xué)庫(kù)函數(shù)，文件包含命令為： #include 574.3.2 庫(kù)函數(shù)的調(diào)用方法（1）在程序中添加庫(kù)函數(shù)聲明 多數(shù)庫(kù)函數(shù)將自己的函數(shù)原型和特殊數(shù)據(jù)等放在頭文件（.h）中，所以應(yīng)首先使用文件包含命令將這些頭文件包含到程序中。例如欲使用數(shù)學(xué)庫(kù)函數(shù)，文件包含命令為： #include 從而使得程序有函數(shù)聲明，例如： y=sin(x); 調(diào)用就能

24、夠通過(guò)編譯。584.3.2 庫(kù)函數(shù)的調(diào)用方法（2）將庫(kù)函數(shù)目標(biāo)代碼連接到程序中。 在連接時(shí)，例如使用了sin函數(shù)，就必須要有sin函數(shù)的實(shí)現(xiàn)代碼才能生成可執(zhí)行文件，否則連接出錯(cuò)。要將庫(kù)函數(shù)的目標(biāo)代碼能夠連接到程序中，主要是配置好開(kāi)發(fā)環(huán)境的相關(guān)參數(shù)，然后由連接器處理。 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的連接在開(kāi)發(fā)環(huán)境中是默認(rèn)的，一般可以不用特別設(shè)置。 594.3.2 庫(kù)函數(shù)的調(diào)用方法604.3.2 庫(kù)函數(shù)的調(diào)用方法614.3.3 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)表4-1 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)索引標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)名稱(chēng)頭文件名頭文件名標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)名稱(chēng)頭文件名頭文件名斷言驗(yàn)證斷言驗(yàn)證復(fù)數(shù)算術(shù)運(yùn)算復(fù)數(shù)算術(shù)運(yùn)算字符類(lèi)型字符類(lèi)型出錯(cuò)碼出錯(cuò)碼浮點(diǎn)環(huán)境浮點(diǎn)環(huán)境

25、浮點(diǎn)常量浮點(diǎn)常量整型格式轉(zhuǎn)換整型格式轉(zhuǎn)換替代記號(hào)替代記號(hào)整型大小整型大小本地化本地化數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)非局部跳轉(zhuǎn)非局部跳轉(zhuǎn)信號(hào)量處理信號(hào)量處理可變參數(shù)可變參數(shù)布爾類(lèi)型布爾類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)定義標(biāo)準(zhǔn)定義整型類(lèi)型整型類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出實(shí)用函數(shù)實(shí)用函數(shù)字符串字符串624.3.3 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)續(xù)表4-1 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)索引標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)名稱(chēng)頭文件名頭文件名標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)名稱(chēng)頭文件名頭文件名通用類(lèi)型數(shù)學(xué)通用類(lèi)型數(shù)學(xué)宏宏時(shí)間日期時(shí)間日期擴(kuò)展多字節(jié)和擴(kuò)展多字節(jié)和寬字符寬字符寬字符分類(lèi)和寬字符分類(lèi)和映射映射在調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)時(shí)，需要在源文件中包含相應(yīng)的頭文件，形式如下：#include 634.3.3 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)例4.4

26、1 #include 2 #include /使用數(shù)學(xué)庫(kù)使用數(shù)學(xué)庫(kù) 3 int main() 4 5 double d; 6 int i,j; 7 for(i=0;i90;i+) 8 printf(%2d ,i); 9 for(j=0;j10;j+) 10 d=(i+j/10.0)*3.1415926535/180; 11 printf(%.4lf ,sin(d); 12 13 printf(n); 14 15 return 0; 16 644.3.3 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)例4.5 1 #include 2 #include /使用實(shí)用函數(shù)使用實(shí)用函數(shù) 3 #include /使用時(shí)間函數(shù)使用時(shí)間函數(shù)

27、4 int main() 5 6 double d; 7 int i,n,seed; 8 seed=time(0); /以系統(tǒng)流逝時(shí)間為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器種子以系統(tǒng)流逝時(shí)間為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器種子 9 srand(unsigned int)seed); 654.3.3 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)例4.5 10 for(i=0;i10;i+) 11 n=rand()%20; /產(chǎn)生產(chǎn)生0,20)區(qū)間的隨機(jī)整數(shù)區(qū)間的隨機(jī)整數(shù) 12 d=rand()/(double)RAND_MAX; /產(chǎn)生產(chǎn)生(0,1)區(qū)間的隨機(jī)小數(shù)區(qū)間的隨機(jī)小數(shù) 13 printf(%d %lfn,n,d); 14 15 return 0; 16 664

28、.4 內(nèi)聯(lián)函數(shù)C語(yǔ)言提供一種提高函數(shù)效率的方法，即在編譯時(shí)將被調(diào)函數(shù)的代碼直接嵌入到主調(diào)函數(shù)中，取消調(diào)用這個(gè)環(huán)節(jié)。這種嵌入到主調(diào)函數(shù)中的函數(shù)稱(chēng)為內(nèi)聯(lián)函數(shù)（inline function）。 請(qǐng)注意，一些早期編譯器，如Visual C+ 6.0不支持這個(gè)新特性。674.4 內(nèi)聯(lián)函數(shù)內(nèi)聯(lián)函數(shù)的聲明是在函數(shù)定義的類(lèi)型前加上inline修飾符，定義形式為：inline 返回類(lèi)型 函數(shù)名(形式參數(shù)列表)函數(shù)體 684.4 內(nèi)聯(lián)函數(shù)圖4.2 普通函數(shù)和內(nèi)聯(lián)函數(shù)調(diào)用示意694.4 內(nèi)聯(lián)函數(shù)例4.6 1 #include 2 inline int fun(int a,int b) /內(nèi)聯(lián)函數(shù)內(nèi)聯(lián)函數(shù) 3 4

29、return a*a+b*b; 5 6 int main() 7 8 int n=5,m=8,k; 9 k = fun(n,m); /調(diào)用點(diǎn)嵌入調(diào)用點(diǎn)嵌入 a*a+b*b 代碼代碼 10 printf(k=%dn,k); 11 return 0; 12 704.4 內(nèi)聯(lián)函數(shù)內(nèi)聯(lián)函數(shù)中不允許用循環(huán)語(yǔ)句和switch語(yǔ)句，遞歸函數(shù)也不能被用來(lái)做內(nèi)聯(lián)函數(shù)。當(dāng)編譯器無(wú)法對(duì)代碼進(jìn)行嵌入時(shí)，就會(huì)忽略inline聲明，此時(shí)內(nèi)聯(lián)失效，這些函數(shù)將按普通函數(shù)處理。一般情況下，只是將規(guī)模較小、語(yǔ)句不多（15個(gè)）、頻繁使用的函數(shù)聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。對(duì)一個(gè)含有許多語(yǔ)句的函數(shù)，函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷(xiāo)相對(duì)來(lái)說(shuō)微不足道，所以也沒(méi)有必要用

30、內(nèi)聯(lián)函數(shù)實(shí)現(xiàn)。 714.5 函數(shù)調(diào)用形式嵌套調(diào)用在調(diào)用一個(gè)函數(shù)的過(guò)程中，又調(diào)用另一個(gè)函數(shù)，稱(chēng)為函數(shù)嵌套調(diào)用，C語(yǔ)言允許函數(shù)多層嵌套調(diào)用，只要在函數(shù)調(diào)用前有函數(shù)聲明即可。724.5.1 嵌套調(diào)用例4.7 1 #include 2 int fa(int a,int b); /fa函數(shù)原型函數(shù)原型 3 int fb(int x); / fb函數(shù)原型函數(shù)原型 4 int main() 5 6 int a=5,b=10,c; 7 c = fa(a,b); 8 printf(%dn,c); 9 c = fb(a+b); 10 printf(%dn,c); 11 return 0; 12 734.5.1 嵌

31、套調(diào)用例4.7 13 int fa(int a,int b) 14 15 int z; 16 z= fb(a*b); 17 return z; 18 19 int fb(int x) 20 21 int a=15,b=20,c; 22 c=a+b+x; 23 return c; 24 744.5.1 嵌套調(diào)用圖4.3 嵌套調(diào)用示意754.5.1 嵌套調(diào)用圖4.4 嵌套調(diào)用函數(shù)調(diào)用棧（1）函數(shù)每調(diào)用一次就會(huì)有新的函數(shù)調(diào)用棧建立，返回時(shí)函數(shù)調(diào)用棧釋放；（2）每個(gè)函數(shù)調(diào)用棧都是獨(dú)立的，相互不影響；764.5.1 嵌套調(diào)用圖4.4 嵌套調(diào)用函數(shù)調(diào)用棧（3）盡管main函數(shù)和fb函數(shù)都有局部變量a、b、

32、c，但明顯的是它們是在不同區(qū)域的存儲(chǔ)單元，各自獨(dú)立，互不相干。774.5.1 嵌套調(diào)用【例4.8】 用弦截法求方程的根，精度 。 32( )51680f xxxx610784.5.1 嵌套調(diào)用例4.8 1 #include 2 #include 3 double f(double x) 4 /所要求解的函數(shù)公式，可改為其他公式所要求解的函數(shù)公式，可改為其他公式 5 return x*x*x-3*x-1; 6 7 double point(double a,double b) 8 /求解弦與求解弦與x軸的交點(diǎn)軸的交點(diǎn) 9 return (a*f(b)-b*f(a)/(f(b)-f(a); 10

33、794.5.1 嵌套調(diào)用例4.8 11 double root(double a, double b) 12 /弦截法求方程弦截法求方程a,b區(qū)間的根區(qū)間的根 13 double x,y,y1; 14 y1=f(a); 15 do 16 x=point(a,b); /求交點(diǎn)求交點(diǎn)x坐標(biāo)坐標(biāo) 17 y=f(x); /求求y 18 if (y*y10) y1=y, a=x; 19 else b=x; 20 while (fabs(y)=0.00001); /計(jì)算精度計(jì)算精度E 21 return x; 22 804.5.1 嵌套調(diào)用例4.8 23 int main() 24 25 double a

34、,b; 26 scanf(%lf%lf,&a,&b); 27 printf(root=%lfn,root(a,b); 28 return 0; 29 814.5.2 遞歸調(diào)用4.5.2 遞歸調(diào)用函數(shù)直接或間接調(diào)用自己稱(chēng)為遞歸調(diào)用。C語(yǔ)言允許函數(shù)遞歸調(diào)用，如圖4.6（a）所示為直接遞歸調(diào)用，如圖4.6（b）所示為間接遞歸調(diào)用。圖4.6 遞歸調(diào)用示意824.5.2 遞歸調(diào)用例4.9 1 #include 2 int f(int n) 3 4 if (n1) return f(n-1)*n; /遞歸調(diào)用遞歸調(diào)用 5 return 1; 6 7 int main() 8 9 print

35、f(%dn,f(5); 10 return 0; 11 834.5.2 遞歸調(diào)用圖4.7 遞歸調(diào)用過(guò)程844.5.2 遞歸調(diào)用表4-2 f函數(shù)的執(zhí)行跟蹤nreturn5f(4)*54f(3)*43f(2)*32f(1)*211854.5.2 遞歸調(diào)用圖4.8 遞歸調(diào)用函數(shù)調(diào)用棧864.6 作用域和生命期本節(jié)討論（設(shè)計(jì)函數(shù)的重要內(nèi)容）作用域（scope）生命期（lifetimes）874.6.1 局部變量局部變量在函數(shù)內(nèi)部或復(fù)合語(yǔ)句中（簡(jiǎn)稱(chēng)區(qū)域）定義的變量，稱(chēng)為局部變量（local variable），又稱(chēng)為內(nèi)部變量。884.6.1 局部變量894.6.1 局部變量局部變量的說(shuō)明。（1）局部變量

36、只能在定義它的區(qū)域及其子區(qū)域中使用。 例如main函數(shù)可以使用第38行的a、b、c、n，f1函數(shù)可以使用第1行的x、y（形參）和第3行的a、b、m，if分支的復(fù)合語(yǔ)句可以使用f1函數(shù)定義的變量和第5行的a、t；另一方面，main函數(shù)就不能使用f1函數(shù)的變量，f1函數(shù)不能使用main函數(shù)的變量。904.6.1 局部變量局部變量的說(shuō)明。（2）在同一個(gè)區(qū)域中不能定義相同名字的變量。 例如第1行有了x、y，那么在f1函數(shù)內(nèi)部就不能再使用x和y的名字了。（3）在不同區(qū)域中允許定義相同名字的變量，但本質(zhì)上它們是不同的變量 例如main函數(shù)的a、b和f1函數(shù)的a、b完全不相干。914.6.1 局部變量（4）

37、如果一個(gè)變量所處區(qū)域的子區(qū)域中有同名的變量，則該變量在子區(qū)域無(wú)效，有效的是子區(qū)域的變量，稱(chēng)為定義屏蔽。 例如第3行的a在f1函數(shù)中，而if分支的復(fù)合語(yǔ)句是f1函數(shù)的子區(qū)域，并且第5行也有a定義，所以第3行的a在復(fù)合語(yǔ)句不可見(jiàn)，復(fù)合語(yǔ)句的a是第5行定義的。924.6.2 全局變量全局變量在源文件中，但在函數(shù)外部定義的變量，稱(chēng)為全局變量（global variable），全局變量的有效區(qū)域是從定義變量的位置開(kāi)始到源文件結(jié)束。934.6.2 全局變量944.6.2 全局變量函數(shù)之間數(shù)據(jù)傳遞盡管可以利用全局變量，但這樣一來(lái)也導(dǎo)致兩個(gè)函數(shù)彼此分不開(kāi)，違背模塊化的原則，所以結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)提倡少用或不用全局

38、變量。954.6.3 作用域C語(yǔ)言的實(shí)體通常有三類(lèi)：變量或?qū)ο?，例如基本?lèi)型變量、數(shù)組對(duì)象、指針對(duì)象、結(jié)構(gòu)體對(duì)象等；函數(shù)；類(lèi)型。包含結(jié)構(gòu)體類(lèi)型、共用體類(lèi)型。作用域是程序中的一段區(qū)域。在同一個(gè)作用域上，C程序中每個(gè)名字都與唯一的實(shí)體對(duì)應(yīng)；只要在不同的作用域上，那么在程序中就可以多次使用同一個(gè)名字，對(duì)應(yīng)不同作用域中的不同實(shí)體。964.6.3 作用域（1）文件作用域（file scope）（2）函數(shù)作用域（function scope）（3）塊作用域（block scope）（4）類(lèi)型聲明作用域（declaration scope）（5）函數(shù)原型作用域（function prototype scop

39、e)974.6.3 作用域?qū)嶓w在作用域內(nèi)可以使用稱(chēng)為可見(jiàn)（visible），又稱(chēng)有效?？梢?jiàn)的含義是指實(shí)體在作用域上處處可以使用下面給出C語(yǔ)言實(shí)體可見(jiàn)規(guī)則。（1）規(guī)則一。同一個(gè)作用域內(nèi)不允許有相同名字的實(shí)體，不同的作用域的實(shí)體互不可見(jiàn)，可以有相同名字。984.6.3 作用域C語(yǔ)言實(shí)體可見(jiàn)規(guī)則。（2）規(guī)則二。實(shí)體在包含它的作用域內(nèi)，從定義或聲明的位置開(kāi)始，按文件行的順序往后（往下）直到該作用域結(jié)束均是可見(jiàn)的，包含作用域內(nèi)的所有子區(qū)域及其嵌套，但往前（往上）不可見(jiàn)，同時(shí)包含該作用域的上一級(jí)區(qū)域也不可見(jiàn)。994.6.3 作用域C語(yǔ)言實(shí)體可見(jiàn)規(guī)則。（3）規(guī)則三。若實(shí)體A在包含它的作用域內(nèi)的子區(qū)域中出現(xiàn)了

40、相同名字的實(shí)體B，則實(shí)體A被屏蔽（hide），即實(shí)體A在子區(qū)域不可見(jiàn)，在子區(qū)域中可見(jiàn)的是實(shí)體B。（4）規(guī)則四?？梢允褂胑xtern聲明將全局變量或函數(shù)實(shí)體的可見(jiàn)區(qū)域往前延伸，稱(chēng)為前置聲明（forward declaration）。（5）規(guī)則五。在全局作用域中，變量或函數(shù)實(shí)體若使用static修飾，則該實(shí)體對(duì)于其他源文件是屏蔽的，稱(chēng)為私有的（private）。1004.6.3 作用域extern聲明變量實(shí)體的形式為：extern聲明函數(shù)原型的形式為：extern 類(lèi)型 變量名, .extern 返回類(lèi)型 函數(shù)名(類(lèi)型1 參數(shù)名1, .);extern 返回類(lèi)型 函數(shù)名(類(lèi)型1,.);1014.6

41、.3 作用域static修飾變量實(shí)體的形式為：static修飾函數(shù)原型的形式為：static 類(lèi)型 變量名=初值, .static 返回類(lèi)型 函數(shù)名(類(lèi)型1 參數(shù)名1, .);static 返回類(lèi)型 函數(shù)名(類(lèi)型1, .) ;1024.6.3 作用域 1 / FILE1.C 全局作用域全局作用域 2 int a=1 , b=2; /全局變量全局變量 3 int c=10 , d=11; /全局變量全局變量 4 void f1(int n,int m) /f1函數(shù)作用域函數(shù)作用域 5 6 int x=21, y=22,z=23; /f1局部變量局部變量 7 extern int h,k;/正確，

42、正確，h=60 k=61 規(guī)則四規(guī)則四 8 n = n + t ; /錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，t 違反規(guī)則二違反規(guī)則二 9 if (n100) /塊作用域塊作用域 10 int x=31,t=20; /復(fù)合語(yǔ)句局部變量復(fù)合語(yǔ)句局部變量 11 n=x+y;/正確，正確，n=31+22 規(guī)則二規(guī)則二 規(guī)則三規(guī)則三 12 if (m10) /嵌套塊作用域嵌套塊作用域 13 int y=41;/嵌套的復(fù)合語(yǔ)句局部變量嵌套的復(fù)合語(yǔ)句局部變量 14 n=x+y;/正確，規(guī)則二正確，規(guī)則二 規(guī)則三規(guī)則三 1034.6.3 作用域 15 16 17 n = a + x ; /正確，正確，n=1+21 規(guī)則二規(guī)則二 18

43、m = e + f ; /錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，e,f 違反規(guī)則二違反規(guī)則二 19 n = h + k ; /正確，正確，n=60+61 規(guī)則四規(guī)則四 20 21 int e=50 , f=51; /全局變量全局變量 22 int h=60 , k=61; /全局變量全局變量 23 void f2(int n,int m) /f2函數(shù)作用域函數(shù)作用域 24 25 n=a+b+e+f; /正確，正確，n=1+2+50+51 規(guī)則二規(guī)則二 26 m=z; /錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，z 違反規(guī)則一違反規(guī)則一 27 1044.6.3 作用域 28 int f3(int n,int m) /f3函數(shù)作用域函數(shù)作用域 29 3

44、0 return n+m; /正確，規(guī)則二正確，規(guī)則二 31 32 int f4(int n,int m) /f4函數(shù)作用域函數(shù)作用域 33 34 return n-m; /正確，規(guī)則二正確，規(guī)則二 35 36 / FILE1.C 文件結(jié)束文件結(jié)束1054.6.3 作用域 1 / FILE2.C 全局作用域全局作用域 2 int a=201 , b=202; /錯(cuò)誤，連接時(shí)與錯(cuò)誤，連接時(shí)與FILE1.C的同名的同名 違反規(guī)則一違反規(guī)則一 3 void f1(int n,int m) /錯(cuò)誤，連接時(shí)與錯(cuò)誤，連接時(shí)與FILE1.C的同名的同名 違反規(guī)則一違反規(guī)則一 4 5 n=n*m; 6 7 s

45、tatic int c=210 , d=212; /正確，規(guī)則五正確，規(guī)則五 8 static void f2(int n,int m) /正確，規(guī)則五正確，規(guī)則五 9 10 n=n/m; 11 1064.6.3 作用域 12 extern int h , k; /正確，規(guī)則四正確，規(guī)則四 13 extern int f4(int n,int m); /正確，規(guī)則四正確，規(guī)則四 14 int main() 15 16 int p,q,r; /main函數(shù)局部變量函數(shù)局部變量 17 p = c + d; /正確，正確，p=210+212 規(guī)則二規(guī)則二 18 f2(-1,-2); /正確，不是正確

46、，不是FILE1.C的的 規(guī)則二規(guī)則二 19 q = e + f; /錯(cuò)誤，試圖使用錯(cuò)誤，試圖使用FILE1.C的的 違反規(guī)則一違反規(guī)則一 20 f3(-10,-12); /錯(cuò)誤，試圖使用錯(cuò)誤，試圖使用FILE1.C的的 違反規(guī)則一違反規(guī)則一 21 r = h + k; /正確，正確，r=60+61 規(guī)則四規(guī)則四 22 f4(-20,-22); /正確，規(guī)則四正確，規(guī)則四 23 return 0; 24 1074.6.4 程序映像和內(nèi)存布局C源程序經(jīng)過(guò)編譯、連接后，成為二進(jìn)制形式的可執(zhí)行文件，稱(chēng)為程序映像?？蓤?zhí)行文件采用ELF格式（可執(zhí)行連接格式）存儲(chǔ)，內(nèi)容包含程序指令、已初始化的靜態(tài)數(shù)據(jù)和其

47、他一些重要信息，例如未初始化的靜態(tài)數(shù)據(jù)空間大小、符號(hào)表（symbol table），調(diào)試信息（debugging information）、動(dòng)態(tài)共享庫(kù)的鏈接表（linkage tables for dynamic shared libraries）等。1084.6.4 程序映像和內(nèi)存布局運(yùn)行程序時(shí)，由操作系統(tǒng)將可執(zhí)行文件載入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，成為一個(gè)進(jìn)程（process）。程序在內(nèi)存中的布局由5個(gè)段（segment）組成。 1094.6.4 程序映像和內(nèi)存布局圖4.9 可執(zhí)行文件映像與內(nèi)存映像1104.6.4 程序映像和內(nèi)存布局1代碼段代碼段（text segment）存放程序執(zhí)行的機(jī)器指令（m

48、achine instructions）。通常情況下，text段是可共享的，使其可共享的目的是對(duì)于頻繁被執(zhí)行的程序，只需要在內(nèi)存中有一份副本即可。text段通常也是只讀的，使其只讀的原因是防止一個(gè)程序意外地修改了它的指令。1114.6.4 程序映像和內(nèi)存布局2已初始化數(shù)據(jù)段已初始化數(shù)據(jù)段（data segment）用來(lái)存放C程序中所有已賦初值的全局和靜態(tài)變量、對(duì)象，也包括字符串、數(shù)組等常量，但基本類(lèi)型的常量不包含其中，因?yàn)檫@些常量被編譯成指令的一部分存放于text段。1124.6.4 程序映像和內(nèi)存布局2已初始化數(shù)據(jù)段程序運(yùn)行時(shí)由操作系統(tǒng)從程序映像中取出data段，布局在程序內(nèi)存地址較低的區(qū)域

49、。程序結(jié)束后由操作系統(tǒng)收回這段內(nèi)存區(qū)域，即釋放data段。顯然，data段的存儲(chǔ)單元有與程序代碼相同的生命期，它們的初始值實(shí)際在編譯時(shí)就已經(jīng)確定了。即使程序沒(méi)有運(yùn)行，這些存儲(chǔ)單元的初始值也固定下來(lái)了，當(dāng)程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，這些存儲(chǔ)單元是沒(méi)有初始化的動(dòng)作。在程序運(yùn)行中，data段的存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)會(huì)一直保持到改變?yōu)橹?，或保持到程序結(jié)束為止。1134.6.4 程序映像和內(nèi)存布局3未初始化數(shù)據(jù)段未初始化數(shù)據(jù)段（bss segment）用來(lái)存放C程序中所有未賦初值的全局和靜態(tài)變量。在程序映像中沒(méi)有存儲(chǔ)bss段，只有它的空間大小信息；程序運(yùn)行前由操作系統(tǒng)根據(jù)這個(gè)大小信息分配bss段，且數(shù)據(jù)值全都初始化為0，布局

50、在與data段相鄰的區(qū)域。程序結(jié)束后由操作系統(tǒng)收回這段內(nèi)存區(qū)域，即釋放bss段。1144.6.4 程序映像和內(nèi)存布局3未初始化數(shù)據(jù)段顯然，bss段的存儲(chǔ)單元也有與程序代碼相同的生命期，但與data段不同的是如果程序沒(méi)有運(yùn)行，bss段的存儲(chǔ)空間是不存在的，因而也就不會(huì)有初始值。當(dāng)程序運(yùn)行前，這些存儲(chǔ)單元會(huì)初始化為0。此后，bss段的存儲(chǔ)單元的性質(zhì)與data段完全相同。1154.6.4 程序映像和內(nèi)存布局data段和bss段的存儲(chǔ)特點(diǎn)，決定了C程序中所有全局和靜態(tài)變量、對(duì)象的存儲(chǔ)空間在main函數(shù)運(yùn)行前就已經(jīng)存在，就有了初始值。程序運(yùn)行到這些變量和對(duì)象的定義處時(shí)，是不會(huì)再有初始化動(dòng)作的。在程序運(yùn)行

51、中這些變量和對(duì)象的存儲(chǔ)空間不會(huì)被釋放，一直保持到程序運(yùn)行結(jié)束。期間如果數(shù)據(jù)被修改，則修改會(huì)一直保持。1164.6.4 程序映像和內(nèi)存布局4棧棧（stack）用來(lái)存放C程序中所有局部的非靜態(tài)型變量、臨時(shí)變量，包含函數(shù)形參和函數(shù)返回值。1174.6.4 程序映像和內(nèi)存布局4棧程序映像中沒(méi)有棧，在程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)也不會(huì)分配棧。每當(dāng)一個(gè)函數(shù)被調(diào)用，程序在棧段中按函數(shù)?？蚣苋霔?，就分配了局部變量存儲(chǔ)空間。如果這些變量有初始化，就會(huì)有賦值指令給這些變量送初值，否則變量的值就呈現(xiàn)隨機(jī)性。當(dāng)函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)，函數(shù)?？蚣艹鰲?，函數(shù)局部變量釋放存儲(chǔ)空間。棧的存儲(chǔ)特點(diǎn)，決定了C程序中所有局部的非靜態(tài)型變量，其存儲(chǔ)方式是

52、動(dòng)態(tài)的。函數(shù)調(diào)用開(kāi)始時(shí)得到分配，賦予初值，函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)釋放空間，變量不存在。下次函數(shù)調(diào)用時(shí)再重復(fù)。1184.6.4 程序映像和內(nèi)存布局5堆堆（heap）用來(lái)存放C程序中動(dòng)態(tài)分配的存儲(chǔ)空間。1194.6.4 程序映像和內(nèi)存布局5堆程序映像中沒(méi)有堆，在程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)不會(huì)分配堆，函數(shù)調(diào)用時(shí)也不會(huì)分配堆。堆的存儲(chǔ)空間分配和釋放是通過(guò)指定的程序方式來(lái)進(jìn)行的，即由程序員使用指令分配和釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束可能由操作系統(tǒng)回收。C語(yǔ)言中可以通過(guò)使用指針、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配和釋放函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)堆的分配和釋放，詳見(jiàn)第7章。程序可以通過(guò)動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配和釋放來(lái)使用堆區(qū)，堆區(qū)有比棧更大的存儲(chǔ)空間、更自由的使用方式。120

53、4.6.4 程序映像和內(nèi)存布局堆和棧的共同點(diǎn)是動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，處于這兩個(gè)區(qū)域的存儲(chǔ)單元可以隨時(shí)分配和釋放，所以這些存儲(chǔ)單元的使用特點(diǎn)呈現(xiàn)臨時(shí)性的特點(diǎn)。data段的特點(diǎn)是靜態(tài)存儲(chǔ)，處于這個(gè)區(qū)域的存儲(chǔ)單元隨程序運(yùn)行而存在，隨程序結(jié)束才釋放，相對(duì)程序生命期，data段存儲(chǔ)單元的使用特點(diǎn)呈現(xiàn)持久性的特點(diǎn)。data段由于持久占有存儲(chǔ)空間，因此大小會(huì)被操作系統(tǒng)限定，而堆可以達(dá)到空閑空間的最大值。1214.6.4 程序映像和內(nèi)存布局堆和棧的區(qū)別是分配方式的不同，棧是編譯器根據(jù)程序代碼自動(dòng)確定大小，到函數(shù)調(diào)用時(shí)有指令自動(dòng)完成分配和釋放的；堆則完全由程序員指定分配大小、何時(shí)分配、何時(shí)釋放。堆的優(yōu)點(diǎn)是分配和釋放是自由的

54、，缺點(diǎn)是需要程序員自行掌握分配和釋放時(shí)機(jī)，特別是釋放時(shí)機(jī)，假如已經(jīng)釋放了還要使用堆會(huì)產(chǎn)生引用錯(cuò)誤，或者始終沒(méi)有釋放產(chǎn)生內(nèi)存泄漏（memory leak）。1224.6.5 生命期C語(yǔ)言中，每個(gè)名字都有作用域，即可以使用名字的區(qū)域，而每個(gè)對(duì)象都有生命期（lifetimes），即在程序執(zhí)行過(guò)程中對(duì)象存在的時(shí)間。1234.6.5 生命期1動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)（dynamic storage duration）是指在程序運(yùn)行期間，系統(tǒng)為對(duì)象動(dòng)態(tài)地分配存儲(chǔ)空間。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)的特點(diǎn)是存儲(chǔ)空間的分配和釋放是動(dòng)態(tài)的，要么由函數(shù)調(diào)用來(lái)自動(dòng)分配釋放，要么由程序指令來(lái)人工分配釋放，在分配至釋放之間就是對(duì)象的生命期，這個(gè)生命

55、期是整個(gè)程序運(yùn)行期的一部分。從前一節(jié)可知?jiǎng)討B(tài)存儲(chǔ)是在內(nèi)存布局中的棧和堆兩個(gè)段實(shí)現(xiàn)的。1244.6.5 生命期1動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)象不持久地占有存儲(chǔ)空間，釋放后讓出空閑空間給其他對(duì)象的分配。程序中多數(shù)對(duì)象應(yīng)該是動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式的，因?yàn)槌绦虻膱?zhí)行在一段時(shí)期往往局限于 部分對(duì)象，而不會(huì)是所有對(duì)象，這樣未起作用的對(duì)象持久占有內(nèi)存空間，只會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存越來(lái)越少，多進(jìn)程、多任務(wù)無(wú)從談起。1254.6.5 生命期動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)在分配和釋放的形式有兩種，一種是由函數(shù)調(diào)用來(lái)自動(dòng)完成的，稱(chēng)為自動(dòng)存儲(chǔ)（automatic storage），一種是由程序員通過(guò)指令的方式來(lái)人工完成的，稱(chēng)為自由存儲(chǔ)（free storage）

56、。1264.6.5 生命期自動(dòng)存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是程序員不用理會(huì)對(duì)象何時(shí)分配、分配多大、何時(shí)釋放，其生命期完全與函數(shù)調(diào)用相同，自由存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是生命期由程序員的意愿來(lái)決定，因此即使函數(shù)已經(jīng)運(yùn)行完也可以繼續(xù)存在，直到釋放指令發(fā)生。自由存儲(chǔ)的缺點(diǎn)是程序員需要操心釋放時(shí)機(jī)，多數(shù)情況下程序員會(huì)忘記釋放，或者忘記已經(jīng)釋放。1274.6.5 生命期2靜態(tài)存儲(chǔ)靜態(tài)存儲(chǔ)（static storage duration）是指對(duì)象在整個(gè)程序運(yùn)行期持久占有存儲(chǔ)空間，其生命期與程序運(yùn)行期相同。靜態(tài)存儲(chǔ)的特點(diǎn)是對(duì)象的數(shù)據(jù)可以在程序運(yùn)行期始終保持直到修改為止，或者程序結(jié)束為止，靜態(tài)存儲(chǔ)的分配和釋放在編譯完成時(shí)就決定好了。從前一節(jié)可

57、知靜態(tài)存儲(chǔ)是在內(nèi)存布局中的數(shù)據(jù)段實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)代程序設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)是，除非有必要盡量少地使用靜態(tài)存儲(chǔ)。1284.6.5 生命期圖4.10 存儲(chǔ)類(lèi)別的生命期1294.6.5 生命期3自動(dòng)對(duì)象默認(rèn)情況下，函數(shù)或復(fù)合語(yǔ)句中的對(duì)象（包含形參）稱(chēng)為自動(dòng)對(duì)象（automatic objects），其存儲(chǔ)方式是自動(dòng)存儲(chǔ)，程序中大多數(shù)對(duì)象是自動(dòng)存儲(chǔ)。auto 類(lèi)型類(lèi)型 變量名變量名=初值初值, .1304.6.5 生命期4寄存器變量C語(yǔ)言允許用CPU的寄存器來(lái)存放局部變量，稱(chēng)為寄存器變量。在局部變量前加上register存儲(chǔ)類(lèi)別修飾來(lái)定義的，其形式為：register 類(lèi)型類(lèi)型 變量名變量名=初值初值, .1314.

58、6.5 生命期5靜態(tài)局部對(duì)象在局部對(duì)象的前面加上static存儲(chǔ)類(lèi)別修飾用來(lái)指明對(duì)象是靜態(tài)局部對(duì)象（static local object），一般形式為：static 類(lèi)型類(lèi)型 變量名變量名=初值初值 , .1324.6.5 生命期1334.6.5 生命期例4.10 1 #include 2 int fun() 3 4 static int cnt=0;/靜態(tài)局部變量會(huì)保持其值靜態(tài)局部變量會(huì)保持其值 5 cnt+; 6 return cnt; 7 8 int main() 9 10 int i,c; 11 for (i=1;i=10;i+) c=fun(); 12 printf(%dn,c);

59、 13 return 0; 14 1344.7 對(duì)象初始化1初始化概念對(duì)象定義時(shí)指定了變量的類(lèi)型和標(biāo)識(shí)符，也可以為對(duì)象提供初始值，定義時(shí)指定了初始值的對(duì)象被稱(chēng)為是“已初始化的（initialized）”，而創(chuàng)建對(duì)象并給它初始值就稱(chēng)為初始化（initialization）。初始化不是賦值，賦值的含義是擦除對(duì)象的當(dāng)前值并用新值代替，而初始化除了給初值外，之前還創(chuàng)建了對(duì)象。1354.7 對(duì)象初始化1初始化概念對(duì)象定義時(shí)指定了變量的類(lèi)型和標(biāo)識(shí)符，也可以為對(duì)象提供初始值，定義時(shí)指定了初始值的對(duì)象被稱(chēng)為是“已初始化的（initialized）”，而創(chuàng)建對(duì)象并給它初始值就稱(chēng)為初始化（initializati

60、on）。初始化不是賦值，賦值的含義是擦除對(duì)象的當(dāng)前值并用新值代替，而初始化除了給初值外，之前還創(chuàng)建了對(duì)象。1364.7 對(duì)象初始化 1 #include 2 int m=100; /全局變量已初始化全局變量已初始化 3 int n; /全局變量未初始化全局變量未初始化 4 int main() 5 6 int a; 7 a=10+m+n; /a=10+100+0 8 return 0; 9 第7行是賦值運(yùn)算，執(zhí)行此語(yǔ)句后變量a得到賦值，可是這個(gè)程序執(zhí)行main函數(shù)，并沒(méi)有從第2、3行執(zhí)行過(guò)去，那m、n有值是如何來(lái)的呢？顯然，“賦”的說(shuō)法不通。1374.7 對(duì)象初始化例4.11 1 #include 2 int fun()