《C語言程序設(shè)計教程（第5版）》第8章函數(shù)

第8章函數(shù)

用戶自定義函數(shù)函數(shù)間的數(shù)據(jù)傳遞函數(shù)的嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用變量的存儲類別本章要點**

一個C語言源程序通常由一個主函數(shù)和若干個子函數(shù)組成，各子函數(shù)之間的關(guān)系是平行的，因此不能嵌套定義，但能相互調(diào)用。一個C語言源程序無論包含了多少個函數(shù)，程序的執(zhí)行總是從主函數(shù)main()開始，并終止于主函數(shù)main()。**通常將一個C語言源程序分解成一個或多個文件，這些文件可分別編寫、編譯、最后連接為一個.EXE

文件。**從用戶使用的角度將函數(shù)分為兩種：標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)(庫函數(shù))和用戶自定義函數(shù)。

8.1用戶自定義函數(shù)8.1.1用戶自定義函數(shù)的定義

[類型標(biāo)識符]函數(shù)名([形式參數(shù)表])

{[函數(shù)體]}函數(shù)名：由用戶命名，命名規(guī)則與標(biāo)識符命名規(guī)則相同。類型標(biāo)識符:

定義了函數(shù)返回值的數(shù)據(jù)類型。當(dāng)函數(shù)的返回值是整形或字符型，可省略類型標(biāo)識符。當(dāng)函數(shù)無返回值時，則類型標(biāo)識符用void關(guān)鍵字。

形式參數(shù)表的一般形式為：類型標(biāo)識符形參1，類型標(biāo)識符形參2，···若省略形式參數(shù)表，則稱為無參函數(shù)。否則稱為有參函數(shù)。函數(shù)體：包含了說明語句和執(zhí)行語句。當(dāng)函數(shù)無函數(shù)體時，則為空函數(shù)。例8.1：編寫一個求n!的函數(shù)（n為整數(shù)）

longfac(intn){longk=1;inti; /*定義一個累乘器*/for(i=1;i<=n;i++)k*=i;return(k);}例8.2編寫一個打印30個*號的函數(shù)

voidprintstar() {intj;for(j=1;j<=30;j++)printf(“*”);}所定義的函數(shù)有返回值、返回值的類型為長整型，有一個形參，參數(shù)類型為整型所定義的函數(shù)無返回值，無形式參數(shù)8.1.2用戶自定義函數(shù)的返回值函數(shù)的返回值是通過return語句實現(xiàn)的。格式：return(表達式)；或return表達式；語義：當(dāng)函數(shù)執(zhí)行到return語句時，程序的流程立即返回到調(diào)用該函數(shù)的地方（通常稱為退出調(diào)用函數(shù)），并通過return語句返回函數(shù)值。return語句中表達式的值就是函數(shù)值。如果return語句不包含表達式，則返回一個不確定的函數(shù)值。longfac(intn){inti；longk；

for(i=1,k=1;i<=n;i++)k=k*i；

return(k)；}

如果函數(shù)有返回值，這個值就應(yīng)該有一個確定的數(shù)據(jù)類型，所以在定義函數(shù)首部時應(yīng)指定函數(shù)值的類型。說明：在同一個函數(shù)內(nèi)可根據(jù)需要在多處設(shè)置return語句，函數(shù)執(zhí)行過程中遇到任何一個return語句時，都將立即返回到調(diào)用該函數(shù)的地方。如果需要從被調(diào)函數(shù)中帶回一個確定的值，被調(diào)函數(shù)中必須包含return

語句。如果函數(shù)中沒有return語句，程序的流程一直執(zhí)行到函數(shù)末尾的右花括號“｝”處，然后返回到調(diào)用該函數(shù)的地方并返回一個不確定的、無用的函數(shù)值。為了明確表示“不返回值”，可以用“void”定義“無類型”（或稱“空類型”）函數(shù)。max(intx,inty){if(x>y)returnx;elsereturny;}printf(“***”);8.1.3用戶自定義函數(shù)的調(diào)用1、函數(shù)的調(diào)用函數(shù)調(diào)用的一般形式：函數(shù)名([實參表])

實參表：可以是常量、變量或表達式。其類型、順序和個數(shù)必須與函數(shù)定義時形參表的一致。對于無參函數(shù)，則省略實參，但括號不能省略。函數(shù)的調(diào)用過程：程序控制從主調(diào)函數(shù)轉(zhuǎn)移到被調(diào)函數(shù)；將實參的值按位置一一對應(yīng)傳遞給形參；從被調(diào)函數(shù)的第一條語句開始執(zhí)行該函數(shù)各個語句；在執(zhí)行完所有語句或遇到return語句時，返回到主調(diào)函數(shù)中原來的調(diào)用處繼續(xù)執(zhí)行主調(diào)函數(shù)。

主函數(shù)fun1

fun2{...

{...

{...fun1();

fun2()

...

...

...

......

...

...}RETURN}RETURN}

8.1.4用戶自定義函數(shù)的聲明

在一個函數(shù)中調(diào)用另一函數(shù)（即被調(diào)函數(shù)）必須具備以下三個條件：被調(diào)函數(shù)必須是已經(jīng)存在的函數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)或用戶自定義函數(shù)）。如果調(diào)用的是標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，一般還應(yīng)該在源程序的開始處用預(yù)處理命令

#include

將該函數(shù)對應(yīng)的頭文件包含進來。如果調(diào)用用戶自定義函數(shù)，而且該函數(shù)與調(diào)用它的函數(shù)（即主調(diào)函數(shù)）在同一個文件中，一般還應(yīng)該在主調(diào)函數(shù)中對被調(diào)用函數(shù)返回值的類型以及形參的個數(shù)和類型作聲明。#include"stdio.h"main(){intm,n;longcmn;longfac(int)；

printf("inputm,n:");scanf("%d%d",&m,&n);

cmn=fac(m)/fac(n)/fac(m-n);printf("%ld\n",cmn);}例8.3：試編寫一個C程序按下列公式求排列組合問題longfac(intn){inti;longk=1;for(i=1;i<=n;i++)k*=i;return(k);}Cmn=m!/(n!*(m-n)!)函數(shù)聲明的一般形式：類型標(biāo)識符被調(diào)函數(shù)的函數(shù)名([形式參數(shù)表])；這種包含參數(shù)和返回值類型的函數(shù)聲明稱為函數(shù)原型。注意：主調(diào)函數(shù)中的函數(shù)聲明只是聲明了要調(diào)用的函數(shù)返回值的類型以及形參的個數(shù)和類型，不是定義一個函數(shù)。函數(shù)聲明時指定的函數(shù)返回值類型必須與該函數(shù)定義時所指定的類型一致。在同一個文件中，如果被調(diào)函數(shù)位于主調(diào)函數(shù)之前，或者被調(diào)函數(shù)的返回值是int型或char型時，則對被調(diào)函數(shù)的聲明可以省略。用戶自定義函數(shù)的調(diào)用和函數(shù)的聲明例：

#include“stdio.h” main(){inta,b,c;

intmax(intx,inty);/*函數(shù)說明*/ scanf(“%d%d”,&a,&b);

c=max(a,b);/*函數(shù)調(diào)用*/ printf(“%d\n”,c);}

intmax(intx,inty)/*函數(shù)定義*/ {return(x>y?x:y);}形參：形參出現(xiàn)在函數(shù)的定義中，在整個函數(shù)體內(nèi)可以使用，離開該函數(shù)則不能使用；形參必須是變量，在函數(shù)定義時必須進行類型說明；函數(shù)調(diào)用時，形參被臨時分配存儲單元，調(diào)用結(jié)束后，形參所占單元被釋放。實參：實參出現(xiàn)在主調(diào)函數(shù)中，在函數(shù)調(diào)用時，把實參的值傳遞給形參，從而實現(xiàn)主調(diào)函數(shù)向被調(diào)函數(shù)的數(shù)據(jù)傳遞。實參可以是常量和有確定值的變量、數(shù)組元素或表達式8.2簡單變量作函數(shù)實參注意：在函數(shù)調(diào)用期間，實參和形參對應(yīng)不同的內(nèi)存單元，所以在被調(diào)函數(shù)中形參的改變不會影響到主調(diào)函數(shù)的實參，這是一種“單向傳值”調(diào)用。main(){inta,b,c;intmax(intx,inty);scanf(“%d%d”,&a,&b);c=max(a,b);printf(“%d\n”,c);}intmax(intx,inty){return(x>y?x:y);}在被定義的函數(shù)中，必須指定形參的類型。實參與形參應(yīng)在位置、個數(shù)、類型上保持一致。如果實參為整型而形參為實型，或者相反，則發(fā)生“類型不匹配”的錯誤。但字符型與整型可以互相通用。C語言規(guī)定，實參變量對形參變量的數(shù)據(jù)傳遞是“單向值傳遞”。即數(shù)據(jù)只能由實參傳給形參，而不能由形參傳回給實參。關(guān)于單向傳值調(diào)用歸納如下:如果主調(diào)函數(shù)的實參是數(shù)組元素，則對應(yīng)被調(diào)函數(shù)的形參應(yīng)是同類型的變量名，當(dāng)發(fā)生函數(shù)調(diào)用時將數(shù)組元素的值傳遞給相應(yīng)的形參變量main(){intx，y，m；intfun(inta，intb)；

scanf(＂%d，%d",&x，&y)；

min=fun(x，y)；

printf(＂min=%d\n＂，min)；}intfun(inta，intb){intc；

if(a<b)c=a；elsec=b；

return(c)；}x[2]x[0]x[1]x[0]x[1]8.3.1函數(shù)的嵌套調(diào)用

C語言函數(shù)的定義是平行的、獨立的，不能嵌套定義，但可以嵌套調(diào)用。也就是說，在調(diào)用一個函數(shù)的過程中，被調(diào)函數(shù)又可以調(diào)用另一個函數(shù)。8.3函數(shù)的嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用例:求組合，，，其中:

主函數(shù)fun1

fun2{...

{...

{...fun1();

fun2()

...

...

...

......

...

...}RETURN}RETURN}

函數(shù)的嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用}{inti;longk=1;for(i=1;i<=n;i++)k*=i;returnk;}printf(“c(9,3)=%ld\n",cmn(9,3));main(){}doublecmn(intm,intn){doublec;c=fac(m)/fac(n)/fac(m-n);returnc;longfac(intn)doublecmn(intmintn);longfac(intn);printf(“c(8,2)=%ld\n",cmn(8,2));printf(“c(7,5)=%ld\n",cmn(7,5));8.3.2函數(shù)的遞歸

一個函數(shù)直接或間接地調(diào)用該函數(shù)本身，稱為函數(shù)的遞歸調(diào)用。一個問題要采用遞歸方法來解決時，必須滿足以下三個條件：可以把要解決的問題轉(zhuǎn)化為一個新的問題，而這個新的問題的解法仍與原來的解法相同，只是所處理的對象有規(guī)律地遞增或遞減?？梢詰?yīng)用這個轉(zhuǎn)化過程使問題得到解決。必定要有一個明確的結(jié)束遞歸的條件。longfac(intn){longf;if(n==0||n==1)f=1;elsef=n*fac(n-1);return(f);}main(){longnf;nf=fac(3);printf(“3!=%ld\n”,nf);} 1n=0,1n!= n*(n-1)!n>1例：利用遞歸計算n! 1n=0,1fac(n)= n*fac(n-1)n>18.4變量的存儲類別C語言中的每個變量和函數(shù)都有兩個屬性：數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)的存儲類別。數(shù)據(jù)的存儲類別指的是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲方法。分為：靜態(tài)存儲類和動態(tài)存儲類。變量的存儲類別決定了變量的作用域和生存期。變量的數(shù)據(jù)類型決定了變量的取值范圍。變量的存儲類別作用域：變量能夠起作用的程序范圍。分局部變量和全局變量。生存期：變量占用內(nèi)存單元的時限。有的變量可能在整個程序運行期間一直存在（占用內(nèi)存空間），此變量稱為靜態(tài)變量；也有的變量可能只在某個函數(shù)的執(zhí)行期間才存在，這種變量稱為是動態(tài)變量。與存儲類別有關(guān)的說明符有四個，即：auto，static，register，extern程序區(qū)靜態(tài)存儲區(qū)動態(tài)存儲區(qū)1.局部變量

在函數(shù)內(nèi)（或復(fù)合語句中）定義的變量稱為局部變量。函數(shù)的形參屬于局部變量。局部變量的作用域：本函數(shù)（或復(fù)合語句）內(nèi)。

如：main(){inta,b;/*局部變量a,b在main中有效*/······

{intb,c;/*局部變量b,c在復(fù)合語句中有效*/······}······}floatf1(inta){intb,c; ……}8.4.1局部變量及其存儲類別2.局部變量的存儲類別有三種：

auto，static和register。

auto變量:

在函數(shù)體中定義的局部變量如果使用“auto”關(guān)鍵字或缺省該關(guān)鍵字，這種局部變量叫“自動變量”。

如：autointa,b;或inta,b;

自動變量的生存期：函數(shù)被調(diào)用期間自動變量的值：存放在動態(tài)存儲區(qū)中【例】自動變量示例。

#include"stdio.h"main(){intk;intf(intb);for(k=1;k<=4;k++)f(k);}intf(intb){inta=10;printf(“%d+%d=%d\n”,a,b,a+b);a+=10;}運行結(jié)果:10+1=1110+2=1210+3=1310+4=14注意:

**

在函數(shù)中必須有賦值或賦初值的語句，否則變量的值不定，稱為“無定義”。

**

在同一函數(shù)的兩次調(diào)用之間，自動變量的值不保留。(2)靜態(tài)局部變量

在函數(shù)體中定義的局部變量如果使用“static”關(guān)鍵字，稱為“靜態(tài)局部變量”。

如：staticinta=10;

靜態(tài)局部變量的生存期：整個程序運行期間靜態(tài)局部變量的值：存放在靜態(tài)存儲區(qū)中

注意:

**

在整個程序的運行期間，靜態(tài)局部變量占據(jù)的存儲單元一直保留而不釋放，直到程序運行結(jié)束。

**

兩次函數(shù)調(diào)用期間變量的值保持連續(xù)。【例】局部靜態(tài)變量示例。

#include"stdio.h"main(){intk;intf(intb);for(k=1;k<=4;k++)f(k);}intf(intb){staticinta=10;printf(“%d+%d=%d\n”,a,b,a+b);a+=10;}運行結(jié)果:10+1=1120+2=2230+3=3340+4=44說明：（1）靜態(tài)局部變量在編譯時賦初值，程序運行時，每次調(diào)用函數(shù)，該變量保留上一次的值，而非初值。自動變量在執(zhí)行時賦初值。（2）若定義時不賦初值，則局部靜態(tài)變量為0，自動變量值不定。（3）函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，雖然靜態(tài)局部變量有值，但其他函數(shù)不能使用它。(3)register變量

在函數(shù)體中定義的局部變量如果使用“register”字樣存儲類別關(guān)鍵字，這種局部變量叫“寄存器變量”。

如：registerinta,b;

寄存器變量的生存期：函數(shù)被調(diào)用期間寄存器變量的值：存放在CPU的寄存器中注意:

**CPU中寄存器的數(shù)目是有限的，因此只能說明少量的寄存器變量。

**

由于register

變量的值是放在寄存器內(nèi)而不是放在內(nèi)存中，所以

register

變量沒有地址，也就不能對他進行求地址運算。

**

register變量的說明應(yīng)盡量靠近其使用的地方，用完之后盡快釋放，以便提高寄存器的利用效率。9.4.2全局變量及其存儲類別

全局變量：在函數(shù)外部定義的變量稱為全局變量。

全局變量的作用域：從定義變量的位置開始到整個源文件結(jié)束止。注意：在一個函數(shù)內(nèi)部，既可以使用本函數(shù)定義的局部變量，也可以使用有效的全局變量(在此函數(shù)之前定義的全局變量）。規(guī)定:在同一個文件中，若全局變量與局部變量同名，則在局部變量的作用域內(nèi)，全局變量不起作用。例：#include"stdio.h"intk=10;main(){intm,j=k;intk=20;m=k;printf(“%d，%d，%d\n”,k,j,m);}結(jié)果：20，10，202.全局變量的存儲類別：

外部的(extern)和靜態(tài)的(static)

（1）外部全局變量(extern)

在定義全局變量時缺省其存儲類別，則稱為“外部變量”。外部變量的生存期：整個程序的運行期間

外部變量的值：存放在靜態(tài)存儲區(qū)例：已知兩個實數(shù)，編寫一函數(shù)求其和、差、積、商。floatsum=0，mul=0，sub=0；／*定義全局變量*／floatsdj(floatx，floaty){sum=x+y；

sub=x-y；

mul=x*y；

return（x/y）；}main(){floatx,y,z；

scanf(＂%f，%f＂，&x，&y)；

z=sdj(x,y)；

printf(＂%f，%f，%f，%f\n＂,sum,sub,mul,z)；}程序運行結(jié)果：8,20<Enter>28.000000，-12.000000，160.000000，0.400000floatf1(){externinta;……}floatf2(){……}intafloatf3(){……}/*文件1*/intx;main(){……}/*文件3*/externintx;f2(){……}/*文件2*/

externintx;f1(){……}注意：如果在外部變量的定義點之前需使用全局變量，應(yīng)在該函數(shù)中進行外部變量的說明，格式為：

extern外部變量名表

用extern對全局變量加以聲明，就可將其作用域擴充到整個源文件或其它源文件中。【例】外部變量示例

#include"stdio.h"

intmax(intx，inty){intz；

z=（x>y）?x：y；

return（z）；

}main(){externinta,b；

／*外部變量的聲明*／

printf(＂max=%d＂，max(a,b)）；

}inta=13，b=8；／*外部變量的定義*／

程序運行結(jié)果：max=13（2）靜態(tài)全局變量

在定義全局變量時加“static”關(guān)鍵字，稱為“靜態(tài)全局變量”。

靜態(tài)全局變量的作用域：僅限于定義它的源文件中靜態(tài)全局變量的生存期：整個程序的運行期間/*文件1*/staticintx;main(){……}/*文件2*/staticintx;main(){……}在兩個文件中都定義了一個名為x的靜態(tài)全局變量,但這兩個變量的作用域分別是定義它的文件,分別占據(jù)各自的存儲單元,互相獨立?！纠快o態(tài)全局變量示例

#include"stdio.h"

staticintx=200;intf1(intx){x+=10;printf(“%d……f1()\n”,x);}intf