c語(yǔ)言課件第4章函數(shù)

1、第4章 函數(shù)與程序結(jié)構(gòu)譚曉華 .cn高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)內(nèi)容提要函數(shù)定義、函數(shù)調(diào)用難點(diǎn)：函數(shù)的參數(shù)傳遞與返回值 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模塊化全局變量、自動(dòng)變量、靜態(tài)變量、寄存器變量難點(diǎn)：變量的作用域與存儲(chǔ)類(lèi)型 函數(shù)定義（definition）類(lèi)型 函數(shù)名(類(lèi)型 參數(shù)1, 類(lèi)型 參數(shù)2, )函數(shù)體;return 表達(dá)式;返回值類(lèi)型標(biāo)識(shí)符參數(shù)表返回值（函數(shù)值）函數(shù)出口例 有參函數(shù) int max(int x,int y) int z; z=xy?x:y; return(z); 例 有參函數(shù) int max(int x, y) int z; z=xy?x:y; return(z); 例 空函數(shù) void dummy

2、( void) 函數(shù)體為空例 無(wú)參函數(shù) void printstar( ) printf(“*n”); 注意：用void定義返回值類(lèi)型函數(shù)沒(méi)有運(yùn)算結(jié)果，沒(méi)有返回值return語(yǔ)句可不用，或之后不需要任何表達(dá)式用void定義參數(shù)或省略，表示沒(méi)有參數(shù)參數(shù)表里的參數(shù)（叫形式參數(shù)，parameter）也是函數(shù)的語(yǔ)句塊內(nèi)的變量函數(shù)名命名函數(shù)名應(yīng)該有實(shí)際意義，能見(jiàn)名知意Windows風(fēng)格函數(shù)名命名用大寫(xiě)字母開(kāi)頭的單詞組合而成 ，如VariableName函數(shù)名形式“動(dòng)詞”或者“動(dòng)詞+名詞”（動(dòng)賓詞組）如函數(shù)名GetMax()等 變量名形式“名詞”或者“形容詞+名詞”如變量名oldValue與newValu

3、e等對(duì)函數(shù)定義加以注釋說(shuō)明 /* 函數(shù)功能：實(shí)現(xiàn)功能 函數(shù)參數(shù)：參數(shù)1，表示 參數(shù)2，表示 函數(shù)返回值： */返回值類(lèi)型 函數(shù)名 (參數(shù)表)函數(shù)體return 表達(dá)式;例 計(jì)算兩個(gè)整數(shù)的平均數(shù)/* 函數(shù)功能： 計(jì)算平均數(shù) 函數(shù)入口參數(shù)： 整型x，存儲(chǔ)第一個(gè)運(yùn)算數(shù) 整型y，存儲(chǔ)第二個(gè)運(yùn)算數(shù) 函數(shù)返回值： 平均數(shù)*/float Average(int x, int y)float result;result = (x + y) / 2;return result;函數(shù)調(diào)用（call）函數(shù)名(表達(dá)式1, 表達(dá)式2, )b=4; max(3,b+5)調(diào)用一個(gè)函數(shù)之前，先要對(duì)其返回值類(lèi)型、函數(shù)名和參數(shù)進(jìn)

4、行聲明（declare）不對(duì)函數(shù)進(jìn)行聲明是非常危險(xiǎn)的通過(guò)函數(shù)原型聲明(函數(shù)頭加分號(hào)，P181)例如：int max(a,b);函數(shù)定義也有聲明函數(shù)的效果調(diào)用函數(shù)時(shí)，提供的表達(dá)式（叫實(shí)際參數(shù), argument）和該函數(shù)的形式參數(shù)必須匹配數(shù)目一致類(lèi)型一一對(duì)應(yīng)（會(huì)發(fā)生自動(dòng)類(lèi)型轉(zhuǎn)換）表達(dá)式的值賦值給對(duì)應(yīng)的參數(shù)返回值可以按需處理函數(shù)語(yǔ)句： 例 printstar(); printf(“Hello,World!n”);函數(shù)表達(dá)式： 例 m=max(a,b)*2;函數(shù)參數(shù)： 例 printf(“%d”,max(a,b); m=max(a,max(b,c);main()int a = 10;int b =

5、100;float ave;ave = Average(a, b);printf(Average of %d and %d is %d.n, a, b, ave);float Average(int x, int y) /*函數(shù)定義，可作函數(shù)聲明float result;result = (float)(x + y) / 2;return result;main()int a = 10;int b = 100;float ave; float Average(int x, int y); /*函數(shù)聲明*/ave = Average(a, b);printf(Average of %d and

6、%d is %d.n, a, b, ave);float Average(int x, int y) /*函數(shù)定義，可作函數(shù)聲明*/float result;result = (float)(x + y) / 2;return result;main()a();.a 函數(shù)函數(shù)調(diào)用的過(guò)程函數(shù)的每次執(zhí)行都會(huì)建立一個(gè)全新的獨(dú)立的環(huán)境為函數(shù)的每個(gè)變量（包括形式參數(shù)）分配內(nèi)存把實(shí)際參數(shù)的值復(fù)制給形式參數(shù)函數(shù)內(nèi)的代碼在這個(gè)獨(dú)立的環(huán)境內(nèi)工作依次執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)的語(yǔ)句函數(shù)退出時(shí)求出返回值，將其存入一個(gè)可以被調(diào)用者訪問(wèn)的地方（x86中通常使用EAX寄存器）收回分配給形式參數(shù)和函數(shù)體內(nèi)聲明變量的內(nèi)存程序控制權(quán)交給調(diào)用

7、者，調(diào)用者拿到返回值，將其作為函數(shù)調(diào)用的結(jié)果10010main()int a = 10;int b = 100;float ave;ave = Average(a, b);printf(Average of %d and %d is %d.n, a, b, ave);55float Average(int x, int y)float result;result = (float)(x + y) / 2;return result;xyresulta10b100輸出： Average of 10 and 100 is 55. 值傳遞ave5555怎樣定義函數(shù)調(diào)用函數(shù)時(shí)才能確定的數(shù)據(jù)定義為函數(shù)參

8、數(shù)。希望通過(guò)調(diào)用函數(shù)得到的結(jié)果為返回值，返回值的類(lèi)型為函數(shù)類(lèi)型。函數(shù)體中采用各種算法，得到返回值，即return后的表達(dá)式。函數(shù)聲明函數(shù)調(diào)用int Max(int x,int y);max(3,4)=4;int Add2(int a, int b);Add2(3,4)=7;int Add3(int a, int b,int c);Add3(3,4,5)=12;float Round(float f);Round(1.23456)=1.23;函數(shù)的嵌套調(diào)用main()a();.a 函數(shù)b();b函數(shù)C規(guī)定：函數(shù)定義不可嵌套，但可以嵌套調(diào)用函數(shù)程序總是從main函數(shù)開(kāi)始，到main函數(shù)結(jié)束。#in

9、clude void main() int n,sn;n=3;sn=fact1(n);printf( %dn,sn); int fact1(int x) int y;y=x+1;y=fact2(y);return(y); int fact2(int z) z=z+2; return(z); 函數(shù)的嵌套調(diào)用函數(shù)的遞歸調(diào)用1、遞歸的概念直接遞歸調(diào)用 調(diào)用函數(shù)的過(guò)程中又調(diào)用該函數(shù)本身間接遞歸調(diào)用 調(diào)用f1函數(shù)的過(guò)程中調(diào)用f2函數(shù)，而f2中又需要調(diào)用f1。 以上均為無(wú)終止遞歸調(diào)用。 為此，一般要用if語(yǔ)句來(lái)控制使遞歸過(guò)程到某一條件滿(mǎn)足時(shí)結(jié)束。19函數(shù)的遞歸調(diào)用202、遞歸算法 類(lèi)似于數(shù)學(xué)證明中的反推法

10、，從后一結(jié)果與前一結(jié)果的關(guān)系中尋找其規(guī)律性。 歸納法可以分為：遞推法 從初值出發(fā)，歸納出新值與舊值間直到最后值為止存在的關(guān)系。 要求通過(guò)分析得到： 初值+遞推公式 編程：通過(guò)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)（循環(huán)的終值是最后值）遞歸法 從結(jié)果出發(fā)，歸納出后一結(jié)果與前一結(jié)果直到初值為止存在的關(guān)系。 要求通過(guò)分析得到： 初值+遞歸函數(shù) 編程：設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)（遞歸函數(shù)），這個(gè)函數(shù)不斷使用下一級(jí)值調(diào)用自身，直到結(jié)果已知處選擇控制結(jié)構(gòu)?！纠坑眠f歸法求n！分析比較：21 實(shí)際上，遞歸程序分兩個(gè)階段執(zhí)行 回推（調(diào)用）：欲求n! 先求 (n-1)! (n-2)! 1! 若1！已知，回推結(jié)束。 遞推（回代）：知道1！2！可求出

11、3！ n！程序如下：main() int n; float s; float fac(); clrscr(); printf(Input n=); scanf(%d,&n); s=fac(n); printf(%d!=%.0f,n,s);float fac(int x) int f; if (x=0|x=1) f=1; else f=fac(x-1)*x; return f; 22【例】有5個(gè)人，第5個(gè)人說(shuō)他比第4個(gè)人大2歲，第4個(gè)人說(shuō)他對(duì)第3個(gè)人大2歲，第3個(gè)人說(shuō)他對(duì)第2個(gè)人大2歲，第2個(gè)人說(shuō)他比第1個(gè)人大2歲，第1個(gè)人說(shuō)他10歲。求第5個(gè)人多少歲。 通過(guò)分析，設(shè)計(jì)遞歸函數(shù)如下： 10 (n

12、=1) age(n)= age(n-1)+2 (n1)2324 遞歸函數(shù)： 10 (n=1) age(n)= age(n-1)+2 (n1)int age(int n) int c; if (n=1) c=10; else c=age(n-1)+2; return c; main() printf(%d,age(5);程序如下：請(qǐng)看看單步運(yùn)行的情況25 age(5) c=age(4)+2; return c;int age(int n) int c; if (n=1) c=10; else c=age(n-1)+2; return c; age(4) c=age(3)+2; return c;

13、 age(3) c=age(2)+2; return c; age(2) c=age(1)+2; return c; age(1) c=10 return c;c=10c=12c=14c=16c=18函數(shù)的遞歸調(diào)用遞歸算法的一般形式26其一般形式是：在主函數(shù)中用終值n調(diào)用遞歸函數(shù)，而在遞歸函數(shù)中：遞歸函數(shù)名f(參數(shù)x) if (x=初值) 結(jié)果=； else 結(jié)果=含f(x-1)的表達(dá)式； 返回結(jié)果（return）；f(x) f(x-1) main() f(n) f(x-1) f(x-2) f(x-2) f(x-3) f(x0) f(x0= ) 什么是好的程序設(shè)計(jì)好的算法設(shè)計(jì)運(yùn)行速度快，空間占

14、用少，是程序的靈魂好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可重用，可擴(kuò)展，易維護(hù)，是程序的肉體采用順序、選擇和循環(huán)三種基本結(jié)構(gòu)模塊化基本思想：將一個(gè)大的程序按功能分割成一些小模塊。特點(diǎn)：各模塊相對(duì)獨(dú)立、功能單一、結(jié)構(gòu)清晰、接口簡(jiǎn)單每個(gè)模塊可以獨(dú)立設(shè)計(jì)算法，單獨(dú)編寫(xiě)和測(cè)試一個(gè)模塊中的錯(cuò)誤不易擴(kuò)散和蔓延到其它模塊眾人可同時(shí)進(jìn)行集體性開(kāi)發(fā)作用：控制了程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性提高元件的可靠性縮短開(kāi)發(fā)周期避免程序開(kāi)發(fā)的重復(fù)勞動(dòng)易于維護(hù)和功能擴(kuò)充開(kāi)發(fā)方法: 自上向下,逐步分解，分而治之模塊化設(shè)計(jì)與函數(shù)C是模塊化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言C程序結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)與函數(shù)在VC中，一個(gè)程序就是一個(gè)項(xiàng)目，在所有的源文件中只能有一個(gè)main函數(shù)函數(shù)是C語(yǔ)言中模塊化編程

15、的最小單位可以把每個(gè)函數(shù)看作一個(gè)最小的模塊若干相關(guān)的函數(shù)可以合并為一個(gè)大的“模塊”main()printf()scanf()power()putchar()getchar()main()stdio:printf()scanf()putchar()getchar()mymdl:power()模塊化設(shè)計(jì)與函數(shù)31模塊化設(shè)計(jì)與函數(shù)P170例7.1 void printstar() printf(*n);void printmessage() printf(“How do you do!n);void main() printstar(); printmessage(); printstar();32

16、模塊化設(shè)計(jì)與函數(shù)【例】編寫(xiě)一個(gè)兒童算術(shù)能力測(cè)試軟件main() char ans = y; cover( ); /*調(diào)用軟件封面顯示函數(shù)*/ password( ); /*調(diào)用密碼檢查函數(shù)*/ while (ans =y| ans =Y) question( ); /*調(diào)用產(chǎn)生題目函數(shù)*/ answers( ); /*調(diào)用接受回答函數(shù)*/ marks( ); /*調(diào)用評(píng)分函數(shù)*/ results( ); /*調(diào)用結(jié)果顯示函數(shù)*/ printf(“是否繼續(xù)練習(xí)？(Y/N)n”); ans=getch ( ); printf(“謝謝使用，再見(jiàn)！”); 自定義函數(shù)33模塊化設(shè)計(jì)與函數(shù)【例4.1】編寫(xiě)

17、一個(gè)兒童算術(shù)能力測(cè)試軟件main() char ans = y; cover( ); /*調(diào)用軟件封面顯示函數(shù)*/ password( ); /*調(diào)用密碼檢查函數(shù)*/ while (ans =y| ans =Y) question( ); /*調(diào)用產(chǎn)生題目函數(shù)*/ answers( ); /*調(diào)用接受回答函數(shù)*/ marks( ); /*調(diào)用評(píng)分函數(shù)*/ results( ); /*調(diào)用結(jié)果顯示函數(shù)*/ printf(是否繼續(xù)練習(xí)？(Y/N)n); ans=getch ( ); printf(謝謝使用，再見(jiàn)！);/*定義所用函數(shù)*/cover() /*軟件封面顯示函數(shù)*/password()

18、/*密碼檢查函數(shù)*/question() /*產(chǎn)生題目函數(shù)*/answers() /*接受回答函數(shù)*/marks() /*評(píng)分函數(shù)*/results() /*結(jié)果顯示函數(shù)*/ 這些函數(shù)現(xiàn)在不編程或還不會(huì)編程，可先空放?？梢远嗳撕献?，每人完成若干個(gè)函數(shù)（模塊化）。可在另一個(gè)源程序文件中定義。Lets try34模塊化設(shè)計(jì)與函數(shù) 如果把編程比做生產(chǎn)一臺(tái)電腦，函數(shù)就好比是分別負(fù)責(zé)輸入、輸出、存儲(chǔ)、計(jì)算、圖像處理、聲音處理的各個(gè)組件?？蓪⑦@些“組件”單獨(dú)設(shè)計(jì)、調(diào)試、測(cè)試好，得到“鍵盤(pán)”、 “顯示器”、 “內(nèi)存條”、 “硬盤(pán)”、 “CPU”、 “顯卡”、 “聲卡”，用時(shí)拿出來(lái)組裝，再總體調(diào)試。這些“組件

19、”可以是自己設(shè)計(jì)制造/別人設(shè)計(jì)制造/現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品變量的存儲(chǔ)類(lèi)別變量?jī)纱髮傩裕?數(shù)據(jù)類(lèi)型 存儲(chǔ)類(lèi)別351、存儲(chǔ)類(lèi)別 規(guī)定了變量在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存放位置決定變量的“壽命”（何時(shí)“生”，何時(shí)“滅”） 一個(gè)完整的變量說(shuō)明格式如下： 存儲(chǔ)類(lèi)別 數(shù)據(jù)類(lèi)型 變量名 如 static int x , y ;C程序的存儲(chǔ)類(lèi)別有： register型（寄存器型） auto型（自動(dòng)變量型） static型（靜態(tài)變量型） extern型（外部變量型）C程序的變量存儲(chǔ)位置36變量的生存期 靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的變量：與程序“共存亡” 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的變量：與函數(shù)“共存亡” 寄存器中的變量：同動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)C程序的變量存儲(chǔ)類(lèi)別37變量

20、的生存期 靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的變量 與程序“共存亡” 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的變量 與函數(shù)“共存亡” 寄存器中的變量 同動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū) register型（寄存器型）變量值存放在運(yùn)算器的寄存器中存取速度快，一般只允許23個(gè)，且限于char型和int型，通常用于循環(huán)變量 auto型（自動(dòng)變量型）變量值存放在主存儲(chǔ)器的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)（堆棧方式）；優(yōu)點(diǎn)同一內(nèi)存區(qū)可被不同變量反復(fù)使用。以上兩種變量均屬于“動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)型”，即調(diào)用函數(shù)時(shí)才為這些變量分配單元，函數(shù)調(diào)用結(jié)束其值自動(dòng)消失。C程序的變量存儲(chǔ)類(lèi)別38變量的生存期 靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的變量 與程序“共存亡” 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中的變量 與函數(shù)“共存亡” 寄存器中的變量 同動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū) static型（靜態(tài)變量型）變量值存放在主存儲(chǔ)器的靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)程序執(zhí)行開(kāi)始至結(jié)束，始終占用該存儲(chǔ)空間 extern型（外部變量型）同上，其值可供其他源文件使用以上兩種均屬于“靜態(tài)存儲(chǔ)”性質(zhì)，即從變量定義處開(kāi)始，在整個(gè)程序執(zhí)行期間其值都存在（都可用!）未說(shuō)明存儲(chǔ)類(lèi)別時(shí)，函數(shù)內(nèi)定義的變量默認(rèn)為auto型函數(shù)外定義的變量默認(rèn)為extern型。局部變量與全局變量1、局部變量函數(shù)內(nèi)部或復(fù)合語(yǔ)