C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)：第六章 函數(shù)

第六章函數(shù)——結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)概述

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)要求一種自頂向下的設(shè)計(jì)方法，也就是將復(fù)雜的系統(tǒng)劃分為相對(duì)獨(dú)立的，功能較為單一功能的子系統(tǒng)的組合。每個(gè)子系統(tǒng)稱(chēng)為模塊，在C語(yǔ)言中表現(xiàn)為函數(shù)。復(fù)雜問(wèn)題main()abca1a2b1b2c1c2各模塊之間的關(guān)系稱(chēng)之為接口。優(yōu)點(diǎn)：函數(shù)實(shí)現(xiàn)的功能單一完整，可以獨(dú)立設(shè)計(jì)，單獨(dú)調(diào)試。易于維護(hù)，通用性強(qiáng)。6.1函數(shù)的定義和調(diào)用

⒈函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)#include<stdio.h>voidmain(void){inta,b,c;scanf(“%d,%d”,&a,&b);c=max(a,b);printf(“%d”‘c);}

int

max(intx,inty){intz;z=x>=y?x:y;

return(z);}主函數(shù)函數(shù)體函數(shù)的類(lèi)型，返回值的類(lèi)型。函數(shù)名（用標(biāo)識(shí)符命名），引用函數(shù)的標(biāo)志，并得到結(jié)果。函數(shù)參數(shù)說(shuō)明表。定義！引用！函數(shù)定義的功能函數(shù)定義是要確定如下四點(diǎn)：名稱(chēng)函數(shù)的類(lèi)型函數(shù)的參數(shù)函數(shù)的功能⒉函數(shù)的定義格式：

type

函數(shù)名(參數(shù)說(shuō)明表)

{

內(nèi)部說(shuō)明語(yǔ)句； 功能語(yǔ)句；

}如果函數(shù)有返回值，應(yīng)含有return語(yǔ)句。int

max(intx,inty){intz;z=x>=y?x:y;

return(z);}說(shuō)明：

⑴函數(shù)不能嵌套定義，但可以嵌套引用，包括引用自己。intmax(intx,inty){…

intcx(intc,intd){…}/*Error!*/

…}

⑵函數(shù)如果無(wú)返回值，type應(yīng)說(shuō)明為空類(lèi)型void。函數(shù)無(wú)參數(shù)應(yīng)定義成void。voidBell(void){printf(“\007”);}⒊函數(shù)的引用⑴引用方式：

函數(shù)名(實(shí)參表)

一般引用方式有三種：語(yǔ)句形式：max(a,b)；表達(dá)式形式：c=max(a,b)*2；函數(shù)參數(shù)：c=max(a,max(b,d));⑵引用過(guò)程voidmain(void){inta,b,c;scanf(“%d,%d”,&a,&b);

c=max(a,b);printf(“%5d”,c);}intmax(intx,inty){intz;z=x>y?x:y;return(z);}

⑴先計(jì)算實(shí)參的值，從右向左向函數(shù)傳遞調(diào)賦值給形參。23abXy23

⑵轉(zhuǎn)移在函數(shù)中運(yùn)行，執(zhí)行到一個(gè)return語(yǔ)句，將返回表達(dá)式的值。由函數(shù)名帶回給調(diào)用函數(shù)。z3函數(shù)如果沒(méi)有return語(yǔ)句，由最后一個(gè)}返回一個(gè)不確定的值！關(guān)于返回值的幾點(diǎn)說(shuō)明：

⑴函數(shù)可以通過(guò)一個(gè)return語(yǔ)句返回一個(gè)值，也可以不返回值，此時(shí)應(yīng)在定義函數(shù)時(shí)用void類(lèi)型加以說(shuō)明。

⑵函數(shù)中可以出現(xiàn)多個(gè)return語(yǔ)句，遇到一個(gè)return語(yǔ)句，則返回值，且返回調(diào)用函數(shù)，繼續(xù)執(zhí)行。intmax(intx,inty){if(x>=y)returnx;

returny;}

⑶返回值的類(lèi)型應(yīng)與函數(shù)的類(lèi)型一致，如不一致，以函數(shù)類(lèi)型為準(zhǔn)，先轉(zhuǎn)換為函數(shù)類(lèi)型后，再返回。intmax(void){floatz;…

returnz;/*z先轉(zhuǎn)化為整型*/}

⑷為了確保參數(shù)和返回值類(lèi)型正確，一般須在函數(shù)調(diào)用前對(duì)其類(lèi)型和參數(shù)的類(lèi)型加以說(shuō)明，該說(shuō)明稱(chēng)之為原型聲明。intimax(int,int);voidmain(void){intx,y,z;…z=imax(x,y);

…}

原型聲明語(yǔ)句，加；舉例：通過(guò)函數(shù)求xn。#include<stdio.h>doublepow(float,int);voidmain(void){inti;for(i=1;i<=9;i++)printf(“%d,%f\n”,i,pow(2.5,i))；}doublepow(floatx,intn){inti;doublep=1;for(i=1;i<=n;i++)p=p*x;return(p);}原型聲明。定義函數(shù)調(diào)用函數(shù)。CHAP6EX16.2變量的存儲(chǔ)類(lèi)型及作用域

變量是內(nèi)存數(shù)據(jù)的抽象，即將內(nèi)存地址、數(shù)據(jù)表示抽象成一個(gè)符號(hào)。此外，變量還有存儲(chǔ)類(lèi)型，存儲(chǔ)類(lèi)型確定了變量在時(shí)間上的生存期和空間上的作用域。按空間的作用域可分為：全局變量局部變量按時(shí)間的生存期可分為：靜態(tài)存儲(chǔ)變量動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)變量變量的四種存儲(chǔ)類(lèi)型⑴自動(dòng)類(lèi)型auto⑵寄存器類(lèi)型register⑶靜態(tài)類(lèi)型static⑷外部類(lèi)型extern變量的說(shuō)明格式：存儲(chǔ)類(lèi)型

類(lèi)型變量名表；確定變量在內(nèi)存中的表示方法。確定變量的生存期和作用域。該項(xiàng)省略表示auto存儲(chǔ)類(lèi)型。⒈auto存儲(chǔ)類(lèi)型(局部變量)定義在復(fù)合語(yǔ)句的開(kāi)始處。塊內(nèi)生存、塊內(nèi)有效。#include<stdio.h>voidmain(void){

autointa,b;scanf(“%d,%d”,&a,&b);if(b>a){

intiTemp;iTemp=a;a=b;b=iTemp;}printf(“Max=%d”,a);}ab的作用域iTemp的作用域。生存期：執(zhí)行到復(fù)合語(yǔ)句建立內(nèi)存變量。執(zhí)行出復(fù)合語(yǔ)句變量消亡。iTemp⒉register存儲(chǔ)類(lèi)型(局部變量)作用域和生存期和auto相同，差別在于，如果CPU內(nèi)部的寄存器空閑，則使用寄存器作為變量的存儲(chǔ)單元，以提高速度。主要用于循環(huán)變量，且應(yīng)該是整型和字符型。⒊局部static(靜態(tài))存儲(chǔ)類(lèi)型作用域：在說(shuō)明的復(fù)合語(yǔ)句內(nèi)引用，出了復(fù)合語(yǔ)句不可見(jiàn)。生存期：從程序開(kāi)始運(yùn)行直到程序結(jié)束，執(zhí)行出{}時(shí)，原值并不消失，只是不能引用。voidrow(void);voidmain(void){intb;for(b=1;b<=9;b++)row();}voidrow(void){

inta=1;

intb;for(b=1;b<=9;b++)printf(“%5d”,a*b);printf(“\n”);a++;}CHAP6EX6staticCHAP6EX5說(shuō)明靜態(tài)變量。a的作用域生存期從編譯開(kāi)始到程序結(jié)束。⒋外部變量（extern存儲(chǔ)類(lèi)型、全局變量）外部變量是定義在任何模塊之外的變量。也稱(chēng)為全局變量。作用域：從說(shuō)明變量開(kāi)始直到文件結(jié)束。生存期：在程序的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程中。任何函數(shù)對(duì)外部變量的修改都會(huì)影響其他函數(shù)對(duì)外部變量引用時(shí)的值。#include<stdio.h>voidadd(void);inta,b,c;voidmain(void){scanf(“%d,%d”,&a,&b);add();printf(“%d”,c);}voidadd(void){c=a+b;}全局變量。作用域關(guān)于全局變量的幾點(diǎn)說(shuō)明：⑴全局變量可以通過(guò)說(shuō)明改變其作用域。voidmain(){…}inti;/*i為全局變量*/voidmax(inta,intb){…}作用域externi;新的作用域⑵全局變量可以被不同的文件共享。

file1.c

file2.c

inta;

externinta;文件1定義的外部變量。文件2通過(guò)說(shuō)明使用文件1的外部變量。如果只希望在本文件中使用，可以加static說(shuō)明。static關(guān)于全局變量的幾點(diǎn)說(shuō)明：

⑶模塊設(shè)計(jì)的原則：內(nèi)聚性強(qiáng)，耦合性弱。全局變量的使用占用內(nèi)存資源且增加模塊的耦合性，因此，應(yīng)盡量不使用全局變量。

⑷當(dāng)模塊中出現(xiàn)和全局變量同名的局部變量時(shí)，局部變量在模塊中優(yōu)先。inta;voidmain(void){a=5;…}voidfun(…){

inta;

a=6;}全局變量應(yīng)用舉例：用函數(shù)交換兩個(gè)全局變量的值。#include<stdio.h>inta,b;voidmain(void){scanf(“%d,%d”,&a,&b);fun();printf(“a=%d,b=%d\n”,a,b);}voidfun(void){intc;c=a;a=b;b=c;}a、b外部變量。ab全局變量的副作用#include<stdio.h>inti;voidprt(void);voidmain(void){for(i=0;i<5;i++)prt();}voidprt(void){for(i=0;i<5;i++)

printf(“%c”,’*’)；

printf(“\n”);}函數(shù)的作用：打印五個(gè)*，再回車(chē)。幾次調(diào)用函數(shù)？i==0i==0i==0i==0i==0i==1i==2i==3i==4i==5i==5i==5i==5i==56.3函數(shù)間的數(shù)據(jù)傳遞函數(shù)在調(diào)用的過(guò)程中，調(diào)用函數(shù)和被調(diào)函數(shù)存在數(shù)據(jù)的相互傳遞。數(shù)據(jù)的傳遞包括兩個(gè)方面：⑴將值傳遞給被調(diào)函數(shù)；⑵將被調(diào)函數(shù)的結(jié)果返回給調(diào)用函數(shù)。調(diào)用函數(shù)被調(diào)函數(shù)向被調(diào)函數(shù)傳遞值。將結(jié)果返回給調(diào)用函數(shù)。函數(shù)間數(shù)據(jù)傳遞方式⑴通過(guò)函數(shù)參數(shù)傳值或傳地址；⑵通過(guò)返回值傳遞結(jié)果;⑶通過(guò)全局變量傳遞參數(shù)或結(jié)果。⒈使用參數(shù)傳遞數(shù)據(jù)⑴傳值方式

通過(guò)實(shí)參與形參的結(jié)合，將數(shù)據(jù)值傳遞給形參，形參的改變不影響實(shí)參。#include<stdio.h>intsplus(int,int);voidmain(void){inta,b,c;scanf(“%d,%d”,&a,&b);

c=

splus(a,b);

printf(“a*b=%d\n”,c);}intsplus(intx,inty){intz;z=x*y;return(z);}調(diào)用函數(shù)被調(diào)函數(shù)x、y形參。a、b實(shí)參變量的值。傳遞參數(shù)a:2b:3y:x:32z:6返回值⑵傳地址方式形參定義為指針，實(shí)參為變量的地址，被調(diào)函數(shù)通過(guò)地址可以修改地址對(duì)應(yīng)的變量。#include<stdio.h>voidswap(int*,int*);voidmain(void){inta,b;scanf(“%d,%d”,&a,&b);if(a<b)swap(&a,&b);printf(“\n%d,%d\n”,a,b);}voidswap(int*x,int*y){intt;t=*x;*x=*y;*y=t;}用函數(shù)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)變量a、b值的交換46ab2000H2400Hxy2400H2000H參數(shù)變量是否可以實(shí)現(xiàn)交換？⒉全局變量傳遞參數(shù)全局變量可以被調(diào)用函數(shù)和被調(diào)函數(shù)共享，任何函數(shù)對(duì)全局變量的修改都會(huì)影響到其他函數(shù)所見(jiàn)的全局變量的值。#include<stdio.h>intc;voidmain(void){inta,b;scanf(“%d,%d”,&a,&b);splus(a,b);

printf(“a*b=%d\n”,c

);}voidsplus(intx,inty){c=x*y;}說(shuō)明全局變量c6

說(shuō)明：應(yīng)盡量少用全局變量，應(yīng)使函數(shù)內(nèi)部的內(nèi)聚性強(qiáng)，函數(shù)之間的偶合性弱。6.4數(shù)組與函數(shù)參數(shù)問(wèn)題：引用數(shù)組時(shí)只能引用數(shù)組元素。如果用參數(shù)傳遞數(shù)組元素，則函數(shù)需要參數(shù)的量太多。為了解決此問(wèn)題，可以通過(guò)指針傳遞數(shù)組的地址。數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)定義有三種方式：⒈形參為指針；intave(int*p)⒉形參為無(wú)下標(biāo)數(shù)組；intave(inta[])⒊形參為有下標(biāo)數(shù)組。intave(inta[10])舉例：通過(guò)函數(shù)求數(shù)組元素的平均值。#include<stdio.h>floatmean(int*,int);voidmain(void){intarray[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};floatav;av=mean(array,10);printf(“av=%f\n%d”,av,array[0]);}floatmean(int*data,intnum){inti;floatavg=0;for(i=0;i<num;i++)

avg+=*data++;avg/=num;return(avg);}⒈指針?lè)?；指針?lè)?。⒉形參為無(wú)下標(biāo)數(shù)組；無(wú)下標(biāo)數(shù)組。intdata[]data[0]=-1;data[i];intdata[10]形參為有下標(biāo)數(shù)組。⒊形參為有下標(biāo)數(shù)組。說(shuō)明：

⑴三種方法的實(shí)質(zhì)都是傳遞地址，可以混用。⑵形參的任何改變都影響實(shí)參。

⑶函數(shù)中對(duì)數(shù)組的操作，下標(biāo)不要超過(guò)數(shù)組的下標(biāo)范圍。chp6ex2舉例：通過(guò)函數(shù)將字符串中的大寫(xiě)字母轉(zhuǎn)換為小寫(xiě)字母。#include<stdio.h>voidSrrLwr(char*);voidmain(void){charszBuff[80];

gets(szBuff);

StrLwr(szBuff);

puts(szBuff);}voidStrLwr(char*p){while(*p!='\0'){if(*p>='A'&&*p<='Z'){*p+=32;}p++;}}6.5返回指針的函數(shù)概念：函數(shù)可以返回一個(gè)值，也可以返回一個(gè)地址（指針），如果函數(shù)返回地址，該函數(shù)稱(chēng)為返回指針的函數(shù)。定義：

type*函數(shù)名（形參表）

{ …

}int*max(int*a,int*b)舉例：在字符串中查找特定的字符。#include<stdio.h>#include<string.h>char*lstrchar(char*,char);/*函數(shù)原型聲名*/voidmain(void){charc,*p,str[80];gets(str);scanf(“%c”,&c);p=lstrchar(str,c);if(p==NULL)printf(“char%cnotfound\n”,c);elseprintf(“Thepositionis%d”,p-str);}char*lstrchar(char*s,charch){char*chp=NULL

;while(*s!=’\0’)if(*s==ch){chp=s;break;}elses++;returnchp;}返回指針的函數(shù)。chp6ex3指向空！6.6指向函數(shù)的指針

概念：函數(shù)為程序模塊，函數(shù)要裝載到內(nèi)存中，函數(shù)在內(nèi)存中其首地址稱(chēng)為函數(shù)的入口地址，用函數(shù)名表示。C語(yǔ)言可以通過(guò)指針指向函數(shù)的入口地址，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)指針對(duì)函數(shù)的調(diào)用。c=max(a,b);intmax(intx,inty){return(x>=y?x:y);}2400指向函數(shù)指針的定義：type

(*p)();函數(shù)的類(lèi)型。指針函數(shù)使用過(guò)程：⑴定義函數(shù)和指向函數(shù)的指針；⑵指針指向函數(shù)；p=funname;⑶通過(guò)指針引用函數(shù)。格式：(*p)(實(shí)參表);舉例：求a、b的最大值。#include<stdio.h>intlmax(int,int);voidmain(void){inta,b,c;

int(*funp)();

funp=lmax;

scanf(“%d,%d”,&a,&b)

c=(*funp)(a,b);

printf(“Max.is%d\n”,c);}intlmax(intx,inty){return(x>y?x:y);}說(shuō)明指向函數(shù)的指針。指針指向函數(shù)。funplmax通過(guò)指針引用函數(shù)。lmax舉例：通過(guò)參數(shù)傳遞，求a、b之和、之差。#include<stdio.h>intplus(int,int);intsub(int,int);intfuna(int,int,int(*)(int,int));voidmain(void){inta,b,c;scanf(“%d,%d”,&a,&b);c=funa(a,b,plus);printf(“\na+b=%d”,c);c=funa(a,b,sub);printf(“\na-b=%d”,c);}intfuna(intx,inty,int(*funp)(int,int)){return(*funp)(x,y);}intplus(intx,inty){return(x+y);}intsub(intx,inty){return(x-y);}6.7遞歸函數(shù)概念：函數(shù)直接或間接地自我調(diào)用稱(chēng)為遞歸函數(shù)。intfun1(intx){…z=fun1(y);…}intfun1(intx)intfun2(intt){{……z=fun2(y);c=fun1(a);……}}直接引用自身。間接引用自身。遞歸在沒(méi)有控制條件的情況下是無(wú)窮的遞歸。voidmain(void){printf(“*****\n”);

main();}只有通過(guò)控制條件，使遞歸調(diào)用終止，才具有應(yīng)用價(jià)值。voidmain(void){printf(“*****\n”);ch=getchar();

if(ch!=‘9’)main();}遞歸舉例：求n!。n!=1

n=0或n=1n(n-1)!

n>1f(n)=1

n=0或n=1nf(n-1)

n>1#include<stdio.h>longlfac(long);voidmain(void){longi,x;scanf(“%ld”,&i);x=lfac(i);printf(“\n%ld”,x);}longlfac(longn){if(n==0||n==1)return1;

elsereturn(n*lfac(n-1));}lfac(4)4*lfac(3)3*lfac(2)2*flac(1)2*13*2*14*3*2*1遞推回歸chp6ex76.8命令行參數(shù)如DOS命令：COPY

A:\S.DOCC:命令。命令對(duì)象，命令參數(shù)。

C支持由主函數(shù)main(),在程序執(zhí)行時(shí)，從操作系統(tǒng)接收傳遞的參數(shù)。并記錄參數(shù)供程序處理。主函數(shù)一般有兩個(gè)參數(shù)。voidmain(intargc,char*argv[])整型變量，記錄包括命令行在內(nèi)的字符串個(gè)數(shù)。指向字符的指針數(shù)組。記錄所有參數(shù)字符串的地址。舉例：回顯命令行參數(shù)。#include<stdio.h>voidmain(intargc,char*argv[]){inti;for(i=1;i<argc;i++)printf(“%s%c”,argv[i],(i<argc-1)?’’:’\n’);}testHowareyou?C:>argc4argv[0]argv[1]argv[2]argv[3]test\0Hello\0are\0you?\0chp6ex86.9編譯預(yù)處理

C語(yǔ)言除了說(shuō)明語(yǔ)句、執(zhí)行語(yǔ)句及控制語(yǔ)句外，還有一類(lèi)編譯預(yù)處理語(yǔ)句。該類(lèi)語(yǔ)句的作用是在編譯時(shí)對(duì)程序作一定的處理，滿足特定的處理要求。編譯預(yù)處理是C語(yǔ)言的重要特征。編譯預(yù)處理語(yǔ)句的語(yǔ)法形式：#關(guān)鍵詞參數(shù)表編譯預(yù)處理語(yǔ)句不用；作為結(jié)束標(biāo)志?、焙甓x預(yù)處理⑴不帶參數(shù)的宏定義作用：定義常量名，提高程序的可讀性，便于修改。格式：

#define宏名字符串#definePI

3.1415926voidmain(void){floatr;scanf(“%f”,&r)

printf(“%f\n”,PI*r*r);}編譯時(shí)用字符串替代宏名。3.1415926說(shuō)明：⑴宏名一般用大寫(xiě)；⑵編譯時(shí)用字符串無(wú)條件替代宏名；#definePI3.1415926;…PI*r*r3.1415926;*r*r

⑶宏名的有效范圍，從定義到程序尾。也可以通過(guò)#undef修改定義范圍。#defineG9.8voidmain(void){…}#undefGG的范圍⑷可以在宏定義的字符串中使用已定義的宏名。⑸””字符串中的宏名不替換。#define

R

3.0#define

PI

3.14159#defineSPI*R*Rprintf(“S=%f”,S);不替換。⑵帶參數(shù)的宏定義格式：

#define宏名(參數(shù)表)含參數(shù)的字符串#defineS(a,b)a*b…area=S(4,3);替換過(guò)程：①將實(shí)際參數(shù)替換宏定義的參數(shù)。②替換字符串中的參數(shù)。③替換整個(gè)宏。4*3帶參的宏與函數(shù)的區(qū)別：帶參宏不分配內(nèi)存單元，不返回值，只是在編譯時(shí)按規(guī)則替換。關(guān)于帶參宏的說(shuō)明：①要嚴(yán)格按格式書(shū)寫(xiě)，否則會(huì)造成錯(cuò)誤。#defineS(a,b)a*bS(3,4)被替換成：(a,b)a*b(3,4)②參數(shù)有可能用到表達(dá)式時(shí)，參數(shù)字符要加（）。#defineS(r)PI*r*rS(a+b)替換為：PI*a+b*a+b#defineS(r)PI*(r)*(r)S(a+b)替換為：PI*(a+b)*(a+b)⒉文件包含格式：

#include<被包含的文件名>

#include”被包含的文件名”<>表示編譯系統(tǒng)定義路徑；“”表示用戶(hù)指明路徑。作用：將指定的文件的內(nèi)容和當(dāng)前文件一起編譯。說(shuō)明：⑴一個(gè)#include只能包含一個(gè)文件。⑵被包含文件可以嵌套包含文件。⑶一般將宏定義及函數(shù)的原型聲明放在包含文件中。⑷被包含的文件一般擴(kuò)展名為.h，稱(chēng)為頭文件。文件包含舉例：求半徑為r的園面積、園周長(zhǎng)。#include

“my.h”voidmain(void){floatr,fArea,fLen;

scanf(“%f”,&r);

fArea=S(r);

fLen=L(r);

printf(“Area=%f,Len=%f”,fArea,fLen);}floatS(floatr){returnPI*r*r;}floatL(floatr){return2*PI*r;}#include<stdio.h>#definePI3.1415926floatS(float);floatL(float);⒊條件編譯

C語(yǔ)言可以通過(guò)條件控制，讓編譯系統(tǒng)編譯不同的程序段，從而提高程序的移植性并方便調(diào)