C語言(第7章函數(shù))

C語言程序設(shè)計(jì)信息與計(jì)算機(jī)學(xué)院Email:yixuan0820@163.com第7章函數(shù)本章主要內(nèi)容：函數(shù)的定義函數(shù)的調(diào)用函數(shù)的參數(shù)和函數(shù)返回值遞歸函數(shù)變量的作用域和存儲類別7.1函數(shù)的定義C函數(shù)的概念函數(shù)：一段可以重復(fù)調(diào)用的、功能相對獨(dú)立完整的程序段。1)庫函數(shù)：由C語言系統(tǒng)提供，用戶無須定義，可直接使用。2)用戶自定義函數(shù)：由用戶按需要編寫的函數(shù)函數(shù)的定義函數(shù)定義的一般形式為：類型標(biāo)識符函數(shù)名(類型形式參數(shù),類型形式參數(shù),…){

聲明部分執(zhí)行部分}說明：類型標(biāo)識符用來定義函數(shù)類型，即指定函數(shù)返回值的類型。函數(shù)類型應(yīng)根據(jù)具體函數(shù)的功能確定。默認(rèn)類型標(biāo)識符為int類型。函數(shù)值通過return語句返回。函數(shù)執(zhí)行時(shí)一旦遇到return語句，則結(jié)束當(dāng)前函數(shù)的執(zhí)行，返回到主調(diào)函數(shù)的調(diào)用點(diǎn)。

如果函數(shù)執(zhí)行后沒有返回值，則函數(shù)類型標(biāo)識符用“void”，稱為“空類型”或“無類型”。

函數(shù)名必須符合標(biāo)識符的命名規(guī)則。在函數(shù)定義時(shí)，函數(shù)體中不能再出現(xiàn)與函數(shù)名同名的其他對象名(如變量名、數(shù)組名等)。函數(shù)首部括號內(nèi)的參數(shù)稱為形式參數(shù)（簡稱形參），形參的值來自函數(shù)調(diào)用時(shí)所提供的參數(shù)(稱為實(shí)參)值。形參也稱形參變量?！纠?.4】求一個(gè)數(shù)的立方。#include<stdio.h>longcub(int

x)/*函數(shù)定義*/

{longy;/*函數(shù)體中的聲明部分*/

y=x*x*x;/*函數(shù)體中的執(zhí)行部分*/

returny;}voidmain(){intnum;longcub_num;

printf("請輸入一個(gè)整數(shù):\n");

scanf("％d",&num);

cub_num=cub(num);/*函數(shù)調(diào)用*/

printf("%d的立方值是%1d",num,cub_num);}函數(shù)調(diào)用的過程：①創(chuàng)建形參變量，為每個(gè)形參變量建立相應(yīng)的存儲空間。②值傳遞，即將實(shí)參的值復(fù)制到對應(yīng)的形參變量中。③執(zhí)行函數(shù)體，執(zhí)行函數(shù)體中的語句。④返回(帶回函數(shù)值、返回調(diào)用點(diǎn)、撤消形參變量)。實(shí)參形參7.2函數(shù)參數(shù)和返回值形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)

形參：在定義函數(shù)時(shí)函數(shù)名后面括號中變量名稱為形式參數(shù)，簡稱形參。實(shí)參：在主調(diào)函數(shù)中調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)，函數(shù)名后面括號中的參數(shù)稱為實(shí)際參數(shù)，簡稱實(shí)參。實(shí)參形參(1)傳遞數(shù)值(值傳遞方式)(2)傳遞地址(地址傳遞方式)函數(shù)關(guān)于參數(shù)的幾點(diǎn)說明：⑷實(shí)參可以是常量、變量或表達(dá)式，并且必須有確定的值；⑶對每個(gè)形參必須指明其名字和數(shù)據(jù)類型；⑸實(shí)參個(gè)數(shù)、類型必須與對應(yīng)的形參一致；⑵形參是函數(shù)的內(nèi)部變量，只在函數(shù)內(nèi)部才有意義；⑹實(shí)參對形參的數(shù)據(jù)傳遞是值傳遞，即單向傳遞，只由實(shí)參傳遞給形參，反之不可。調(diào)用結(jié)束后，只有形參單元被釋放，實(shí)參單元中原來的值不變。⑴形參調(diào)用前不占內(nèi)存單元，調(diào)用時(shí)占用,調(diào)用后釋放；1、用函數(shù)調(diào)用完成求一個(gè)數(shù)組{12，3，2，4，5，8，9，12，2,40}中的最小（大、平均值、總和）元素值

要求：通過函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)（計(jì)算方法在子函數(shù)中，通過主函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)）

2、求一個(gè)數(shù)的平方（立方）；

3、求兩個(gè)數(shù)的平方和（平方差）；

4、用函數(shù)調(diào)用完成求一個(gè)3×3數(shù)組主對角線上所有元素的最大值。（注：主對角線是左上角到右下角的對角線）【例7.5】分析以下程序的運(yùn)行結(jié)果。(值傳遞方式)#include<stdio.h>voidswap(float

x,floaty)/*定義交換變量x,y值的函數(shù)*/{floattemp;temp=x;x=y;y=temp;

printf("x=%.2fy=%.2f\n",x,y);}voidmain(){floatx=8.5,y=3.7;swap(x,y);/*調(diào)用swap函數(shù)*/

printf("x=%.2fy=%.2f\n",x,y);}結(jié)論：由于形參與實(shí)參各自占用不同的存儲空間，因此，在函數(shù)體執(zhí)行中，對形參變量的任何改變都不會改變實(shí)參的值。地址傳遞方式：

函數(shù)調(diào)用時(shí)，將實(shí)參數(shù)據(jù)的存儲地址作為參數(shù)傳遞給形參。其特點(diǎn)是：形參與實(shí)參占用同樣的內(nèi)存單元，函數(shù)中對形參值的改變也會改變實(shí)參的值。因此函數(shù)參數(shù)的地址傳遞方式可實(shí)現(xiàn)調(diào)用函數(shù)與被調(diào)函數(shù)之間的雙向數(shù)據(jù)傳遞。比較典型的地址傳遞方式就是用數(shù)組名作為函數(shù)的參數(shù)，在用數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)時(shí)，不是進(jìn)行值的傳送，因?yàn)閷?shí)際上形參數(shù)組并不存在，編譯系統(tǒng)不為形參數(shù)組分配內(nèi)存。實(shí)際上是形參數(shù)組和實(shí)參數(shù)組為同一數(shù)組，共同擁有同一段內(nèi)存空間。【例7.6】一個(gè)一維數(shù)組score內(nèi)放10個(gè)學(xué)生成績，用一個(gè)函數(shù)求平均成績。(地址傳遞方式)#include<stdio.h>floataverage(float

array[10]){inti;floataver,sum=array[0];

for(i=1;i<10;i++)sum=sum+array[i];aver=sum/10;

return(aver);voidmain(){floatscore[10],aver;

inti;

printf("請輸入10個(gè)學(xué)生的成績:\n");

for(i=0;i<10;i++)

scanf("%f",&score[i]);

printf("\n");aver=average(score);

printf("平均成績是%5.2f\n",aver);}

程序說明：①用數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)，應(yīng)在主調(diào)函數(shù)和被調(diào)用函數(shù)分別定義數(shù)組，其中score是實(shí)參數(shù)組名，array是形參數(shù)組名。②在被調(diào)用函數(shù)average中聲明了形參數(shù)組的大小是10，其實(shí)指定其大小不起作用，形參數(shù)組可以不指定大小，在定義數(shù)組時(shí)可以只在數(shù)組名后跟一個(gè)空的方括號。因?yàn)镃語言編譯系統(tǒng)對形參數(shù)組大小不做檢查，只是將實(shí)參數(shù)組的首地址傳給形參數(shù)組，因此形參數(shù)組名獲得了實(shí)參數(shù)組的首元素的地址。7.2.2函數(shù)的返回值return語句的一般形式：①return;②return表達(dá)式;或return(表達(dá)式);例如:下面是3個(gè)函數(shù)的首行：intmax（floata，floatb）/*函數(shù)值為整型*/charletter（charc1，charc2）/*函數(shù)值為字符型*/doublemin（inty，inty）/*函數(shù)值為雙精度型*/【例7.8】調(diào)用函數(shù)返回兩個(gè)數(shù)中的較大者。#include<stdio.h>intmax（floatx,floaty）｛floatz;

ｚ=x>y?x:y;

return(z);

｝voidmain（）

{floata,b;

intc;

scanf（＂％f，％f＂，&a,&b）；

c=max(a,b);

printf(＂較大的是%d\n”,c);

｝7.3函數(shù)的調(diào)用調(diào)用有參函數(shù)的一般形式：

函數(shù)名(實(shí)參表列)

如果是調(diào)用無參函數(shù)，則沒有實(shí)參表列，但括號不能省略。形式如下：

函數(shù)名()

函數(shù)調(diào)用可以有三種方式。①表達(dá)式方式:c=2*max(a,b);②參數(shù)方式:d=max(a，max(b,c))③語句方式:不要求函數(shù)帶回返回值的情況下。7.3.2函數(shù)聲明函數(shù)聲明的目的是通知編譯系統(tǒng)有關(guān)被調(diào)用函數(shù)的一些特性，便于在函數(shù)調(diào)用時(shí)，檢查調(diào)用是否正確。

函數(shù)聲明的一般形式如下：

類型標(biāo)識符函數(shù)名(類型參數(shù)名,類型參數(shù)名,…)；或

類型標(biāo)識符函數(shù)名(類型,類型,…)；

說明：如果被調(diào)函數(shù)定義的位置在主調(diào)函數(shù)之前，主調(diào)函數(shù)中可以省略對被調(diào)函數(shù)的聲明。int

max(int

x,inty){ruturn((x>y)?x:y);}voidmain(){…c=max(a,b);…}voidmain(){…

intmax(intx,inty);c=max(a,b);…}

int

max(int

x,inty){ruturn((x>y)?x:y);}函數(shù)聲明一、嵌套調(diào)用：在調(diào)用一個(gè)函數(shù)的過程中又調(diào)用另一個(gè)函數(shù)。

例如：int

fb(){……}int

fa(){…fb(“…”);…}voidmain(){……x=fa();……}調(diào)用fb函數(shù)調(diào)用fa函數(shù)7.4.1函數(shù)的嵌套調(diào)用函數(shù)的嵌套調(diào)用執(zhí)行過程main函數(shù)調(diào)用fa函數(shù)結(jié)束fa函數(shù)調(diào)用fb函數(shù)fb函數(shù)fa函數(shù)結(jié)束fb函數(shù)結(jié)束遞歸調(diào)用：一個(gè)函數(shù)直接或間接地調(diào)用此函數(shù)本身。

7.4.2函數(shù)的遞歸調(diào)用用遞歸求解問題的過程分為兩個(gè)階段：1.遞推階段：將原問題不斷地轉(zhuǎn)化成子問題。逐漸從未知向已知推進(jìn)，最終到達(dá)已知解的問題，遞推階段結(jié)束。2.回歸階段：從已知解的問題出發(fā)，按照遞推的逆過程，逐一求值回歸，最后到達(dá)遞歸的開始處，結(jié)束回歸階段，獲得問題的解。遞歸調(diào)用對應(yīng)的一般算法：f(x)=終了公式遞歸公式遞歸調(diào)用函數(shù)的一般形式為：類型標(biāo)識符

函數(shù)名（形參列表）{……

if(遞歸調(diào)用的終止條件)語句1;

else

語句2;……return返回值}【例7.11】用遞歸方法計(jì)算n!longjc(intn){longt;if(n<0)

printf(“n<0,輸入數(shù)據(jù)錯(cuò)！”);elseif(n==0||n==1)return1;elsereturnn*jc(n-1);}計(jì)算n階乘的數(shù)學(xué)遞歸定義式：#include<stdio.h>voidmain(){longjc(intn)；

intn;

printf("請輸入n：\n");

scanf("%d",&n);

printf("%d!=%ld\n",n,jc(n));}longjc(intn){longt;if(n<0)

printf(“n<0,輸入數(shù)據(jù)錯(cuò)！”);elseif(n==0||n==1)t=1;elset=n*jc(n-1);returnt;}對jc函數(shù)的聲明調(diào)用jc函數(shù)程序執(zhí)行順序圖例（假設(shè)n＝3）main函數(shù)調(diào)用jc(3)結(jié)束jc(3)函數(shù)3*jc(2)jc(3)結(jié)束jc(2)函數(shù)2*jc(1)jc(2)結(jié)束jc(1)函數(shù)返回1jc(1)結(jié)束遞推遞推遞推回歸回歸回歸返回值1返回值2返回值6例：有5個(gè)人做在一起，問第5個(gè)人多大歲數(shù)？他說比第4個(gè)人大3歲。問第4個(gè)人多大歲數(shù)？他說比第3個(gè)人大3歲。問第3個(gè)人多大歲數(shù)？他說比第2個(gè)人大3歲。問第2個(gè)人多大歲數(shù)？他說比第1個(gè)人大3歲。最后問第1個(gè)人，他說自已是20歲。請問第5個(gè)人多大？age(x)=20x=1age(x-1)+3x>1#include<stdio.h>int

age(intx){

if(x==1)retunr20;elsereturnage(x-1)+3;}voidmain(){

intz;z=age(5);

printf(“第5個(gè)人是：%d歲”,z;);}使用遞歸調(diào)用，最關(guān)鍵的是要確定以下兩點(diǎn)：1）確定遞歸的終止條件；2）確定遞歸的形式---即求解的規(guī)律；7.5變量的作用域變量定義的位置不同，使得其作用范圍也不同。全局變量：在函數(shù)外面定義的變量，其作用域從變量定義的位置開始到文件結(jié)束。局部變量：：在函數(shù)內(nèi)部定義的變量，其作用域是所定義的函數(shù)。變量inta;

/*定義全局變量,可在main和fun函數(shù)中引用*/voidmain()

{

intfun(intz);函數(shù)聲明；int

x,y;

/*x、y為局部變量,只能在main函數(shù)中引用*/

…}intb;

/*b為全局變量,可在fun中引用*/fun(intz)

/*形參z為局部變量,可在fun函數(shù)中引用*/{

intc;

/*c為局部變量,可在fun函數(shù)中引用*/…}變量的作用域a變量的作用域b【例7.13】編寫一個(gè)函數(shù)，求兩個(gè)數(shù)的和與差。#include<stdio.h>

floatadd,diff;

/*全局變量*/voidfun(float

x,floaty){add=x+y;diff=x-y;}voidmain(){floata,b;

scanf("%f%f",&a,&b);

fun(a,b);printf("%.2f%.2f\n",add,diff);}注意：因?yàn)楹瘮?shù)值只能有一個(gè)，所以當(dāng)需要通過函數(shù)得到兩個(gè)或多個(gè)值時(shí)，就要定義全局變量。voidnum()

{extern

int

x,y;

inta=7,b=5;

x=a-b;

y=a+b;

}int

x,y;void

main()

{

inta=7,b=5;x=a-b;y=a+b;num();}x,y的原作用域

x,y新的作用域如果在全局變量定義位置之前或其他文件中的函數(shù)要引用該全局變量，應(yīng)該在引用之前用關(guān)鍵字extern對該變量做聲明，表示該變量是一個(gè)已經(jīng)定義的全局變量。當(dāng)全局變量與局部變量同名時(shí)，在局部變量的作用范圍內(nèi)全局變量不起作用?！纠?.15】全局變量與局部變量同名#include<stdio.h>floatadd=1,diff=1;/*全局變量*/voidfun(float

x,floaty){floatadd,diff;/*局部變量*/add=x+y;diff=x-y;}voidmain(){floata,b;scanf("%f%f",&a,&b);fun(a,b);printf("%.2f%.2f\n",add,diff);}7.6變量的存儲類別程序存儲區(qū)靜態(tài)存儲區(qū)動態(tài)存儲區(qū)用戶存儲空間分配示意圖存儲程序代碼全局變量函數(shù)的形參，auto變量，函數(shù)調(diào)用時(shí)的現(xiàn)場保護(hù)和返回地址等1.靜態(tài)存儲方式:在程序運(yùn)行期間由系統(tǒng)分配固定的存儲空間的方式，在靜態(tài)存儲區(qū)分配內(nèi)存的變量，直到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)才釋放內(nèi)存。

2.動態(tài)存儲方式:指在程序運(yùn)行期間根據(jù)需要由系統(tǒng)動態(tài)分配存儲空間的方式，在動態(tài)存儲區(qū)分配內(nèi)存的變量，當(dāng)函數(shù)調(diào)用結(jié)束或復(fù)合語句結(jié)束時(shí)，立即釋放內(nèi)存空間。

變量的存儲類別：變量的存儲類別有：auto自動型：（缺省的都是auto型）

static靜態(tài)型register寄存器型extern外部型：一、auto變量（自動變量）分配內(nèi)存位置：動態(tài)存儲區(qū)生存期：需要時(shí)分配空間，不需要時(shí)被撤銷；二、static變量（靜態(tài)變量）靜態(tài)型變量可分為靜態(tài)局部變量和靜態(tài)全局變量

靜態(tài)局部變量:分配內(nèi)存位置：靜態(tài)存儲區(qū)；生存期：在程序運(yùn)行期間一直存在，直到程序結(jié)束被撤消。初始化：對靜態(tài)局部變量在編譯時(shí)賦初值，若沒有賦初值，則系統(tǒng)自動賦初值0（對數(shù)值型變量）或空字符（對字符變量）。使用：只初始化一次，以后每次調(diào)用函數(shù)時(shí)不再重新賦初值，都是保留上一次函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)的值。例7.16】考察static(靜態(tài))局部變量與auto(自動)變量的區(qū)別。

#include"stdio.h"intfunc1(){staticints=5;/*靜態(tài)局部變量*/s+=1;return(s);}intfunc2(){ints=5;/*局部變量*/s+=1;return(s);}voidmain(){

inti;

for(i=0;i<3;i++)printf("%3d",func1());

printf("\n");

for(i=0;i<3;i++)printf("%3d",func2());}

靜態(tài)全局變量：如果在程序設(shè)計(jì)時(shí)希望某些全局變量只限于被本文件中的函數(shù)引用，而不能被其他文件中的函數(shù)引用，就可以在定義全局變量時(shí)加上static進(jìn)行聲明。3.register寄存器型在CPU的寄存器中分配存儲空間，訪問速度快，并不是在內(nèi)存中分配存儲空間。4．extern外部型用于擴(kuò)展全局變量的作用域。課后練習(xí)和習(xí)題課后習(xí)題：函數(shù)調(diào)用的例子#include<stdio.h>voidmain(){voidprintstar();/*對printstar函數(shù)進(jìn)行聲明*/voidprint_message();/*對print_message函數(shù)進(jìn)行聲明*/

printstar();/*調(diào)用printstar函數(shù)