第5章 程序的組織結(jié)構(gòu)ppt課件

1、5.3 自定義函數(shù)5.2 規(guī)范函數(shù)5.1 函數(shù)概述5.4 函數(shù)與數(shù)組的運(yùn)用實(shí)例 5.5 遞歸算法與遞歸函數(shù) 第5章 程序的組織構(gòu)造 5.1 函數(shù)概述構(gòu)造化程序設(shè)計方法的中心是自頂向下，逐漸求精，詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略是將復(fù)雜的問題逐漸分解成相對簡單的子問題，這樣將有利于降低處理問題的難度，提高程序開發(fā)的效率。將一個問題分解成假設(shè)干個子問題的過程稱為模塊化。 在C程序中，模塊用函數(shù)實(shí)現(xiàn)。函數(shù)是構(gòu)成C程序的根本單位。它由函數(shù)首部和函數(shù)體兩個部分組成，函數(shù)首部包含函數(shù)的前往類型、函數(shù)稱號和參數(shù)表的聲明，函數(shù)體包含實(shí)現(xiàn)特定功能所需求執(zhí)行的語句序列。 5.2 規(guī)范函數(shù)C言語提供了很多規(guī)范函數(shù)，它們被放置在一同，

2、構(gòu)成了一個規(guī)范函數(shù)庫。 函數(shù)原型 函數(shù)原型是指不包含函數(shù)體的函數(shù)聲明。 C言語規(guī)定，一切的函數(shù)必需先定義后調(diào)用。對于規(guī)范函數(shù)而言，由于它們的定義曾經(jīng)在C言語提供的規(guī)范函數(shù)庫中，所以，人們在調(diào)用它們的時候，只需求在程序的前面利用編譯預(yù)處置命令include將相應(yīng)的函數(shù)原型參與到程序中就可以了。例1：根據(jù)給定的兩個坐標(biāo)點(diǎn)x1,y1和x2，y2，計算兩點(diǎn)之間的間隔。 問題分析計算兩點(diǎn)之間間隔的公式為 d=在這個公式中含有平方和開平方的運(yùn)算，可以直接利用C言語提供的規(guī)范函數(shù)實(shí)現(xiàn)這兩個運(yùn)算。 算法描畫 #include #include main( ) int x1, y1, x2, y2; doubl

3、e distance; printf(nEnter 2 coordinates(x1,y1,x2,y2)n); scanf(%d%d%d%d, &x1, &y1, &x2, &y2); printf(nThe first coordinate is (%d,%d), x1, y1); printf(nThe second coordinate is (%d,%d), x2, y2); distance = sqrt(pow(x2-x1, 2) + pow(y2-y1, 2); printf(nThe distance is %f, distance); 程序代碼例2：擲骰子游戲。骰子是一個有六

4、個面的正方體，每個面分別印有16之間的小圓點(diǎn)代表點(diǎn)數(shù)。假設(shè)這個游戲的規(guī)那么是：兩個人輪番擲骰子6次，并將每次投擲的點(diǎn)數(shù)累加起來。點(diǎn)數(shù)多者獲勝；點(diǎn)數(shù)一樣平局。請編寫程序，模擬這個游戲的過程，并給出玩100盤之后,誰是最終的獲勝者。 隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生及運(yùn)用實(shí)例 問題分析由于每個人擲骰子所得到的點(diǎn)數(shù)是隨機(jī)的，所以需求借助隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，每次產(chǎn)生一個16之間的整數(shù)，以此模擬玩者擲骰子的點(diǎn)數(shù)。為了計算在每盤中，甲、乙兩人所擲的點(diǎn)數(shù)，需求定義兩個int型變量d1，d2，用于作為記錄每個人投擲點(diǎn)數(shù)的累加器。為了記錄每個人的獲勝盤數(shù)，需求再定義兩個int型變量c1，c2，用于記錄每個人獲勝的盤數(shù)。算法描畫 #inc

5、lude #include main() int d1, d2, c1, c2, i, j; c1 = c2 = 0; /* 初始化 */ randomize( ); /* 初始化隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器 */ for (i=1; i=100; i+) /* 模擬游戲過程 */ d1 = d2 = 0; for (j=1; jd2) c1+; /* 累加獲勝盤數(shù) */ else if (d1c2) /* 輸出最終獲勝者信息 */ printf(nThe first win.); else if (c1c2) printf(nThe second win.); else printf(They tie.);

6、程序代碼5.3 自定義函數(shù) 函數(shù)的定義 根本格式 ； 例: double distance(int x, int y) double d; d = sqrt(x*x+y*y); return d; C言語規(guī)定，一個函數(shù)可以有前往值，也可以沒有前往值。假設(shè)有前往值，前往值的類型在函數(shù)名前聲明，并在函數(shù)體中利用return 語句將前往值前往；假設(shè)沒有前往值，在函數(shù)名前聲明void。默許的前往類型是int。 函數(shù)名不但應(yīng)該符合C言語的自定義標(biāo)識符命名規(guī)范，還應(yīng)該“見名知意。參數(shù)表是函數(shù)之間交換信息的接口。既可以經(jīng)過它將外界的數(shù)據(jù)傳送給函數(shù)，也可以經(jīng)過它將函數(shù)的操作結(jié)果帶出函數(shù)。假設(shè)方式參數(shù)屬于一維數(shù)

7、組類型，無須指出一維數(shù)組的元素個數(shù)。函數(shù)體是函數(shù)的中心部分，在這里列出了需求執(zhí)行的語句序列。 函數(shù)的調(diào)用 函數(shù)調(diào)用語句的根本格式為： ；真實(shí)參數(shù)與方式參數(shù)的數(shù)據(jù)類型和個數(shù)一一對應(yīng)。 函數(shù)的前往值在聲明函數(shù)的時候，函數(shù)名前運(yùn)用了保管字void，闡明這個函數(shù)沒有前往值；否那么，這個函數(shù)執(zhí)行終了后，應(yīng)該前往一個相應(yīng)類型的數(shù)值。 return 表達(dá)式；參數(shù)的傳送 定義函數(shù)時所給的參數(shù)被稱為方式參數(shù)，這是由于當(dāng)函數(shù)沒有處于執(zhí)行形狀時，系統(tǒng)并不為這些參數(shù)分配存儲空間，換言之，這些參數(shù)此時并不存在，只是用來闡明在調(diào)用這個函數(shù)時需求在這個位置向函數(shù)提供的數(shù)據(jù)類型，因此，在調(diào)用函數(shù)之后，參數(shù)傳送需求閱歷兩個根本

8、步驟：首先，根據(jù)方式參數(shù)的聲明格式，為每一個方式參數(shù)分配存儲空間；然后再將真實(shí)參數(shù)的值賦給對應(yīng)的方式參數(shù)。 例3：輸出乘法口訣表。乘法口訣表又被稱為“九九表，是一種小學(xué)生在學(xué)習(xí)乘法運(yùn)算時需求熟背的一個口訣表。它是一個9行9列的二維表格，加上一個行標(biāo)題和一個列標(biāo)題，顯示出來應(yīng)該是10行10列。自定義函數(shù)的運(yùn)用實(shí)例 問題分析行與行之間可以采用假設(shè)干個“=或“-字符表示表格之間的線段，為此，可以定義一個函數(shù)，專門用來延續(xù)地顯示假設(shè)干個字符，以防止在每次需求顯示線段的時候，都反復(fù)地書寫相應(yīng)的語句序列。 #include void drawLine(int n,char ch); /* 延續(xù)顯示n個ch

9、字符 */main() int i,j; printf(n 9.9 tablen); /* 顯示表名 */ drawLine(30, =); /* 顯示每列的標(biāo)題 */ printf(n 1 2 3 4 5 6 7 8 9); drawLine(30, =); for (i=1; i=9; i+) /* 顯示每行的內(nèi)容 */ printf(n%3d, i); for (j=1; j=9; j+) printf(%3d, i*j); if (i9) drawLine(30, -); else drawLine(30, =); void drawLine(int n, char ch) /*延續(xù)顯

10、示n個ch字符*/ int i; putchar(n); /*換行*/ for (i=1; i=n; i+) putchar(ch); /*延續(xù)顯示n個字符ch*/ 例4：計算要求準(zhǔn)確度到達(dá)10-6。 問題分析在這個公式中，第i項(xiàng)的分子是xi；分母是i！。為了便于計算每一項(xiàng)的數(shù)值，設(shè)計了兩個函數(shù)power( )和factorial( ) 分別用來完成計算xi和i!的義務(wù)。另外，為了更好地表達(dá)模塊化的設(shè)計思緒，再設(shè)計一個函數(shù)e( ) 用于計算ex。 算法描畫 #include long power(int x, int y);long factorial(int n);double e(int

11、x);main( ) int x; printf(nEnter x:); scanf(%d, &x); printf(ne%d=%f, x, e(x);long power(int x, int y) /* 計算xy */ long p = 1; int i; for (i=1; i=y; i+) p = p*x; return p;程序代碼long factorial(int n) /* 計算n! */ int i; long f = 1; for (i=2; i= 1E-6 ); /* 精度的檢查 */ return result;程序代碼5.4函數(shù)與數(shù)組的運(yùn)用實(shí)例 計算最長文本行 所謂文

12、本行是指以換行符n作為終了標(biāo)志的文本序列。 例5：從鍵盤輸入一組文本行，求出最長行并且輸出。 問題分析從問題的求解要求可知，沒有必要保管輸入的一切文本行。只需保管曾經(jīng)輸入各行中的最長行，以及剛輸入的當(dāng)前行。設(shè)計一個專門用于計算最長文本行的函數(shù)void readline(char maxline )。其實(shí)現(xiàn)過程為：一邊輸入文本行保管于數(shù)組line、一邊與當(dāng)前最長的文本行長度進(jìn)展比較。假設(shè)新輸入的文本行更長，那么更新記錄最長文本行的信息，最后得到的最長文本行將經(jīng)過參數(shù)帶出去。算法描畫 #include #include void readline(char maxline );main() cha

13、r maxline80=; readline(maxline);/* 輸入并計算最長行 */ printf(nThe longest line is:n); puts(maxline);/* 輸出最長行 */程序代碼void readline(char maxline ) /* 輸入并計算最長文本行 */ char line80; int maxlength; int n; maxlength=0; /*初始化*/ line0=0; printf(nEnter text lines:n); do gets(line); /*輸入文本行*/ n = strlen(line); if (nstrl

14、en(maxline) /*與記錄的最長文本行進(jìn)展比較*/ maxlength = n; /*更新記錄最長文本行的信息*/ strcpy(maxline, line); while (n0);程序代碼冒泡排序?yàn)榱吮阌诓檎?、統(tǒng)計，排序是一種經(jīng)常需求進(jìn)展的操作。排序的方法有很多種，上一章中引見的簡單項(xiàng)選擇擇排序是一種基于選擇手段實(shí)現(xiàn)的排序方法。冒泡排序的根本思緒是不斷地將一切相鄰數(shù)據(jù)進(jìn)展比較，假設(shè)前面的數(shù)據(jù)大于后面的數(shù)據(jù)ajaj+1，就將兩個位置的數(shù)據(jù)進(jìn)展交換，最終實(shí)現(xiàn)將一切的數(shù)據(jù)按照非遞減的順序重新陳列的目的。 問題分析將整個待排序的數(shù)據(jù)序列劃分成有序區(qū)域和無序區(qū)域。初始形狀有序區(qū)域?yàn)榭眨瑹o序區(qū)

15、域包括一切待排序的數(shù)據(jù)。對無序區(qū)域從前向后依次對相鄰的兩個數(shù)據(jù)進(jìn)展比較，假設(shè)逆序那么將其交換，從而使得較小的數(shù)據(jù)像泡沫一樣“飄浮向前，較大的數(shù)據(jù)“下沉向后。每經(jīng)過一趟冒泡排序，都會使無序區(qū)域中的最大數(shù)據(jù)進(jìn)入有序區(qū)域。假設(shè)有n個數(shù)據(jù)等待排序，那么最多經(jīng)過n-1趟冒泡排序就可以將一切的數(shù)據(jù)陳列好。 例6：冒泡排序。 算法描畫 #include #include #define NUM 10void input(int value ); void output(int value );void sort(int value );main( ) int valueNUM; /* 存儲待排序的數(shù)據(jù)數(shù)列

16、*/ input(value); output(value); sort(value); output(value);void input(int value ) /* 輸入待排序數(shù)據(jù) */ int i; printf(nEnter %d integers:,NUM); for (i=0; iNUM; i+) scanf(%d, &valuei);程序代碼void output(int value ) /* 輸出顯示數(shù)據(jù)數(shù)列 */ int i; printf(n); for (i=0; i=1; i-) /* 控制排序趟數(shù) */ for (j=0; jvaluej+1) /* 假設(shè)兩個相鄰數(shù)據(jù)

17、逆序，交換 */ temp = valuej; valuej = valuej+1; valuej+1 = temp; 程序代碼5.5 遞歸算法與遞歸函數(shù) 概述n!其含義為1234(n-1) n。從這個數(shù)學(xué)公式中可以發(fā)現(xiàn)， n!等于n與n-1！的乘積。即將計算n! 的過程分解成n與n-1！的乘積；這樣分解的子問題除了n的值以外，與原問題具有一樣的特征，所以求解子問題的根本方法與求解整個問題所采用的方法一樣。具有這種特征的求解算法被稱為遞歸算法， 實(shí)現(xiàn)階乘遞歸算法的遞歸函數(shù) long fact(int n) if (n=0) return 1;else return n* fact(n-1);

18、y=fact(3) 3*fact(2)2*fact(1)1*fact(0)111*112*123*26遞歸函數(shù)的調(diào)用過程 問題分析處理這個問題似乎有些復(fù)雜，但采用遞歸方式就簡單多了。3個數(shù)的全陳列是每個數(shù)輪番充任一次第一個數(shù)，再加上后面n-1個數(shù)的全陳列，而求解n-1個數(shù)的全陳列方法與求解n個數(shù)的全陳列方法完全一樣，因此，可以設(shè)計一個遞歸函數(shù)，實(shí)現(xiàn)求n個數(shù)全陳列的操作。思索到每次遞歸過程中，將針對n個數(shù)據(jù)進(jìn)展陳列，而這些數(shù)據(jù)來自同一數(shù)據(jù)序列，故設(shè)置數(shù)組保管數(shù)據(jù)序列，以數(shù)組名和數(shù)據(jù)個數(shù)作為函數(shù)的參數(shù)。 例7：求解n個數(shù)據(jù)的全陳列。#include #define NUM 3void anagra

19、m(int , int);void print(int );main( ) int dNUM; int i; for (i=0; i=0; i-) printf(%d ,di); 程序代碼void anagram(int d , int n) /* 求解n的全陳列 */ int i, j, temp; if (n=1) /* n=1直接輸出 */ print(d); return; for (i=0; in; i+) anagram(d, n-1);/* 對后面n-1個數(shù)全陳列 */ temp = d0; /* 輪換第一個位置的數(shù) */ for (j=1; j=n-1; j+) dj-1 =

20、dj;/* 將每個數(shù)據(jù)向前移 */ dn-1 = temp; 程序代碼用遞歸函數(shù)實(shí)現(xiàn)二分查找二分查找的問題，它是對有序數(shù)列進(jìn)展查找操作的一種有效方法。實(shí)踐上，這種查找方法是一個遞歸的過程。 問題分析二分查找也是信息處置中常用的一個算法。為了提高這個算法的重用性，單獨(dú)設(shè)置一個函數(shù)來實(shí)現(xiàn)該算法是適當(dāng)?shù)摹６植檎宜惴梢悦璁嫗椋横槍σ粋€曾經(jīng)從小到大排序的數(shù)據(jù)序列，用給定數(shù)據(jù)key與查找區(qū)間中央位置的數(shù)據(jù)比較，假設(shè)相等那么闡明查找勝利；否那么，假設(shè)key比中央位置的數(shù)據(jù)小，那么在前半個區(qū)間用同樣的方法繼續(xù)查找；否那么在后半個區(qū)間用同樣的方法繼續(xù)查找。因此，這是一個遞歸的過程。當(dāng)查找區(qū)間的長度為0時，闡

21、明查找不勝利。 例8：采用遞歸方式實(shí)現(xiàn)二分查找。 #include #include #define NUM 10void input(int value );void output(int value );int search(int value , int key, int low, int high);main( ) int valueNUM, result, key; input(value); /* 輸入有序序列 */ output(value); /* 輸出有序數(shù)列 */ printf(nEnter a key:); /* 輸入待查找的數(shù)值 */ scanf(%d, &key);

22、result = search(value, key, 0, NUM-1); /* 調(diào)用二分查找函數(shù)進(jìn)展查找 */ if (result!=-1) /* 輸出查找結(jié)果 */ printf(nThe %d is the %dth element, key, result); else printf(nFail to find %d, key);程序代碼void input(int value ) /* 創(chuàng)建有序數(shù)列 */ int i; for (i=0; iNUM; i+) scanf(%d, &valuei);void output(int value ) /* 輸出數(shù)列 */int i;pr

23、intf(n);for (i=0; ihigh) return -1;/* 查找區(qū)間為空 */ mid = (low+high)/2;/* 求中間位置 */ if (valuemid=key)return mid;/* 得到查找的數(shù)據(jù)位置 */ if (keyvaluemid) return search(value, key, low, mid-1);/* 在下半?yún)^(qū)查找 */ else return search(value, key, mid+1, high);/* 在上半?yún)^(qū)查找 */ 程序代碼變量的生存期與作用域變量是存儲空間在程序中的一種表示，它承當(dāng)著存儲操作數(shù)據(jù)和結(jié)果的重?fù)?dān)，是程序中不可短少的主要元素。C言語規(guī)定，每個變量必需先定義后援用。人們將變量占據(jù)存儲空間的時間稱為變量的生存期，將變量可以援用的區(qū)域稱為變量的作用域。從作用域角度劃分全局變量：在函數(shù)外部定義的變量被稱為全局變量。部分變量：在函數(shù)內(nèi)部定義的變量，包括參數(shù)表中定義的方式參數(shù)被稱為部分變量。 在復(fù)合語句中定義的變量被稱為塊變量。 生存期在復(fù)合語句中定義的變量，其生存期為所在的復(fù)合語句塊中。 在函數(shù)內(nèi)部和方式參數(shù)表中定義的變量都屬于部分變量。作用域是定義這些變量的函數(shù)。全局變量的生存期是定義這個變量的程序文件，作用域是從定義處開場到程序文件的終了處為止。假設(shè)程序文件中的某些部分變量與之同名