函數(shù)26011省公開課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)

第4章函數(shù)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)第1頁(yè)第４章函數(shù)1.掌握函數(shù)申明和定義、函數(shù)調(diào)用及函數(shù)參數(shù)傳遞過(guò)程；2.掌握關(guān)鍵字inline含義與使用；3.掌握遞歸函數(shù)使用；4.掌握函數(shù)重載使用方法；

5.掌握函數(shù)模板使用方法; 6.了解各類系統(tǒng)函數(shù)，掌握慣用系統(tǒng)函數(shù)使用。學(xué)習(xí)目標(biāo)

C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)第2頁(yè)４.１函數(shù)定義和申明4.1.1函數(shù)定義

函數(shù)是一個(gè)命名程序代碼塊，是程序完成其操作場(chǎng)所，是將功效重復(fù)程序段抽象出來(lái)所形成一個(gè)獨(dú)立、可重復(fù)使用功效模塊。

定義函數(shù)普通格式為：返回類型函數(shù)名(數(shù)據(jù)類型1參數(shù)1,數(shù)據(jù)類型2參數(shù)2,...){語(yǔ)句序列；}形參表C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)第3頁(yè)例：123456789101112131415#include<iostream>usingnamespacestd;int

max(intx,inty){intz;z=(x>y)?x:y;returnz;}intmain(){inta,b;cin>>a>>b;cout<<max(a,b)<<endl;return0;}C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)函數(shù)定義主函數(shù)函數(shù)體：函數(shù)所完成詳細(xì)操作運(yùn)行結(jié)果：515

↙

15第4頁(yè)４.１函數(shù)定義和申明在C++程序中，使用函數(shù)前首先需要對(duì)函數(shù)原型進(jìn)行申明，告訴編譯器函數(shù)名稱、類型和形式參數(shù)。在C++中，函數(shù)原型申明標(biāo)準(zhǔn)以下：(1)假如函數(shù)定義在先，調(diào)用在后，調(diào)用前能夠無(wú)須申明；

假如函數(shù)定義在后，調(diào)用在先，調(diào)用前必須申明。(2)在程序設(shè)計(jì)中，為了使程序設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)清楚，普通

將主要函數(shù)放在程序起始位置申明，這么也起到了

列函數(shù)目錄作用。C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)第5頁(yè)申明函數(shù)原型形式以下：

比如：

intmax(intx,inty)

;intmax(int,int)

;C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)４.1.2函數(shù)原型申明

類型

函數(shù)名(數(shù)據(jù)類型1參數(shù)1,數(shù)據(jù)類型2參數(shù)2,...)；

加上參數(shù)名會(huì)使函數(shù)功效和參數(shù)更清楚。

第6頁(yè)在調(diào)用一個(gè)函數(shù)過(guò)程中又直接或間接地調(diào)用該函數(shù)本身現(xiàn)象，叫做函數(shù)遞歸調(diào)用。

1(n=0)n!=n(n-1)!(n>0)

遞歸能夠分為直接遞歸調(diào)用和間接遞歸調(diào)用。

直接遞歸調(diào)用：是在調(diào)用函數(shù)過(guò)程中又調(diào)用該函數(shù)本；

間接遞歸調(diào)用：是在調(diào)用f1()函數(shù)過(guò)程中調(diào)用f2()函數(shù)，而f2()中又需要調(diào)用f1()。C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.2.4遞歸調(diào)用

第7頁(yè)遞歸函數(shù)設(shè)計(jì)普通形式是：C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.2.4遞歸調(diào)用

函數(shù)類型

遞歸函數(shù)名f(參數(shù)x){if(滿足結(jié)束條件)

結(jié)果=初值；else

結(jié)果=含f(x-1)表示式；

返回結(jié)果；}遞歸方法是從結(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關(guān)系，要求經(jīng)過(guò)分析得到：初值+遞歸函數(shù)，然后設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)（遞歸函數(shù)），這個(gè)函數(shù)不停使用下一級(jí)值調(diào)用本身，直到結(jié)果已知處。第8頁(yè)例：函數(shù)遞歸調(diào)用,求n!1234567891011#include<iostream>usingnamespacestd;intfac(intn){int

t;if(n==1)t=1;elset=n*fac(n-1);return(t);}C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)遞歸函數(shù)定義第9頁(yè)121314151617181922intmain(){constintmax_n=12;//int類型數(shù)能表示n!最大nintn;cout<<"請(qǐng)輸入整數(shù):";cin>>n;if(n>=1&&n<=max_n)cout<<n<<"!="<<fac(n)<<endl;elsecout<<"數(shù)越界！"<<endl;return0;}C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)遞歸函數(shù)調(diào)用運(yùn)行結(jié)果：請(qǐng)輸入整數(shù)：12↙12!=479001600

遞歸程序分兩個(gè)階段執(zhí)行:①

調(diào)用：欲求fac(n)→先求fac(n-1)→fac(n-2)→…→fac(1)

若fac(1)已知，回推結(jié)束。②回代：知道fac(1)→可求出fac(2)→fac(3)→…→(n)

第10頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.2.4遞歸調(diào)用

函數(shù)參數(shù)傳遞過(guò)程：第11頁(yè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義形式以下：C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.3內(nèi)聯(lián)函數(shù)

inline

函數(shù)類型

函數(shù)名(形式參數(shù)表){

函數(shù)體；}內(nèi)聯(lián)函數(shù)：是經(jīng)過(guò)在編譯時(shí)將函數(shù)體代碼插入到函數(shù)調(diào)用處，將調(diào)用函數(shù)方式改為次序執(zhí)行方式來(lái)節(jié)約程序執(zhí)行時(shí)間開銷，這一過(guò)程叫做內(nèi)聯(lián)函數(shù)擴(kuò)展。所以，內(nèi)聯(lián)函數(shù)實(shí)際上是一個(gè)用空間換時(shí)間方案。內(nèi)聯(lián)函數(shù)：先將實(shí)參名(而不是值)與函數(shù)體中形參處處替換，然后搬到調(diào)用處。但從用戶角度看，調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)執(zhí)行和普通函數(shù)沒有任何區(qū)分。

第12頁(yè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)使用

12345678910111213#include<iostream>usingnamespacestd;inlinedoubleCirArea(doubleradius){return3.14*radius*radius;}intmain(){doubler1(1.0),r2(2);cout<<CirArea(r1)<<endl;cout<<CirArea(r1+r2+4)<<endl;return0;}

C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)調(diào)用運(yùn)行結(jié)果：3.14153.86第13頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.3內(nèi)聯(lián)函數(shù)注意：假如僅在申明函數(shù)原型時(shí)加上關(guān)鍵字inline，并不能到達(dá)內(nèi)聯(lián)效果。內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義必須出現(xiàn)在對(duì)該函數(shù)調(diào)用之前，因?yàn)榫幾g器在對(duì)函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句進(jìn)行替換時(shí)，必須事先知道替換該語(yǔ)句代碼是什么。因?yàn)橛?jì)算機(jī)資源有限，使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)以空間來(lái)?yè)Q時(shí)間。所以在詳細(xì)編程時(shí)應(yīng)仔細(xì)地權(quán)衡時(shí)間開銷與空間開銷之間矛盾，以確定是否采取內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

其實(shí)，是否對(duì)一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展完全由編譯器自行決定。實(shí)際上，假如將一個(gè)較復(fù)雜函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，大多數(shù)編譯器會(huì)自動(dòng)地將其作為普通函數(shù)處理。

第14頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.4帶默認(rèn)形參值函數(shù)

C++語(yǔ)言允許在函數(shù)說(shuō)明或函數(shù)定義中為形參預(yù)賦一個(gè)默認(rèn)值，這么函數(shù)就叫做帶有默認(rèn)形參值函數(shù)。在調(diào)用帶有默認(rèn)參數(shù)值函數(shù)時(shí)，若為對(duì)應(yīng)形參指定了實(shí)參，則形參將使用實(shí)參值；不然，形參將使用其默認(rèn)值，這就大大地方便了函數(shù)使用。

第15頁(yè)比如：

C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.4帶默認(rèn)形參值函數(shù)

intsub(intx=8,inty=3){returnx-y;}voidmain(void){sub(20,15);//傳遞給形參x,y值分別為20和15

sub(10);//傳遞給形參x,y值分別為10和3

sub();//傳遞給形參x,y值分別為8和3}

第16頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.4帶默認(rèn)形參值函數(shù)intf(inta,floatb=5.0,charc='.',intd=10);//正確intf(inta=1,floatb=5.0,charc='.',intd);//錯(cuò)誤,d未給值intf(inta=1,floatb,charc='.',intd=10);//錯(cuò)誤,b未給值

(1)若函數(shù)含有多個(gè)形參，則缺省形參值必須自右向左連續(xù)地定義，而且在一個(gè)缺省形參值右邊不能有未指定缺省值參數(shù)。這是因?yàn)镃++語(yǔ)言在函數(shù)調(diào)用時(shí)參數(shù)是自右至左入棧這一約定所決定。

比如：

第17頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.4帶默認(rèn)形參值函數(shù)假如有以下申明：intf(inta,floatb=5.0,charc='.',intd=10);采取以下調(diào)用形式是錯(cuò)誤：f(8,,,4);//語(yǔ)法錯(cuò)誤(2)在調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)，假如省去了某個(gè)實(shí)參，則直到最右端實(shí)參都要省去(當(dāng)然，與它們對(duì)應(yīng)形參都要有缺省值)。

比如：

第18頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)intsub(intx=8,inty=3)；//缺省形參值在函數(shù)原型中給出voidmain(void){sub(20,15);//20-15sub(10);//10-3sub();//8-3}intsub(intx,inty)//缺省形參值沒有在函數(shù)定義時(shí)給出{

returnx-y;}

(3)缺省形參值說(shuō)明必須出現(xiàn)在函數(shù)調(diào)用之前。這就是說(shuō)，假如存在函數(shù)原型，則形參缺省值應(yīng)在函數(shù)原型中指定；不然應(yīng)該在函數(shù)定義中指定。另外，若函數(shù)原型中已給出了形參缺省值，則在函數(shù)定義中不得重復(fù)指定，即使所指定缺省值完全相同也不行。

比如：

第19頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)intf(charc,intd=10);intf(charc='.',intd=10);//錯(cuò)：企圖再次定義缺省參數(shù)c和d

(4)在同一個(gè)作用域，一旦定義了缺省形參值，就不能再定義它。

比如：

intf(inta=6,floatb=5.0,charc='.',intd=10);voidmain(void){intf(inta=3,floatb=2.0,charc='n',intd=20);cout<<f()<<endl;//f函數(shù)使用局部缺省參數(shù)值}

(5)假如幾個(gè)函數(shù)說(shuō)明出現(xiàn)在不一樣作用域內(nèi)，則允許分別為它們提供不一樣缺省形參值。

比如：

第20頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)//d參數(shù)缺省值是函數(shù)調(diào)用。

intf(inta,floatb=5.0,charc='.',intd=sub(20,15));

(6)對(duì)形參缺省值指定能夠是初始化表示式，甚至能夠包含函數(shù)調(diào)用。

比如：

intf(int,float=5.0,char=’.’,int=sub(20,15));

(7)在函數(shù)原型給出了形參缺省值時(shí)，形參名能夠省略。

比如：

第21頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.5函數(shù)重載

intmax(int,int);intmax(int,int,int);floatmax(float,float);doublemax(double,double);

函數(shù)重載：就是兩個(gè)以上函數(shù)，取相同函數(shù)名，不過(guò)形參個(gè)數(shù)和類型不一樣，編譯器依據(jù)實(shí)參和形參類型及個(gè)數(shù)最正確匹配，自動(dòng)決定調(diào)用哪一個(gè)函數(shù)。比如：

第22頁(yè)1234567891011121314151617#include<iostream>usingnamespacestd;intadd(intx,inty)

{cout<<"(int,int)\t";returnx+y;}doubleadd(doublex,doubley){cout<<"(double,double)\t";returnx+y;}intadd(intx,doubley){cout<<"(int,double)\t";returnint(x+y);}C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)函數(shù)重載函數(shù)重載函數(shù)重載第23頁(yè)22232425262728293031323334doubleadd(doublex,inty)

{cout<<"(double,int)\t";returnx+y;}intmain(){cout<<add(9,8)<<endl;cout<<add(9.0,8.0)<<endl;cout<<add(9,8.0)<<endl;cout<<add(9.0,8)<<endl;return0;}

C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)函數(shù)重載運(yùn)行結(jié)果：(int,int)17(double,double)17(int,double)17(double,int)17

重載函數(shù)調(diào)用第24頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.5函數(shù)重載

intadd(inti1,inti2);floatadd(intf1,intf2);注意:(1)各個(gè)重載函數(shù)返回類型能夠相同，也能夠不一樣。但假如函數(shù)名相同、形參表也相同，僅僅是返回類型不一樣，則是非法。在編譯時(shí)會(huì)認(rèn)為是語(yǔ)法錯(cuò)誤。原因:C++無(wú)法區(qū)分這兩個(gè)函數(shù)。因?yàn)樵跊]有確定函數(shù)調(diào)用是對(duì)哪一個(gè)重載函數(shù)之前，返回類型是不知道。例：x第25頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)

add('A','A'+'0'););//將char型轉(zhuǎn)換成int型，然后與add(int,int)綁定。

(2)

確定對(duì)重載函數(shù)哪個(gè)函數(shù)進(jìn)行調(diào)用過(guò)程稱為綁定(binding),綁定優(yōu)先次序?yàn)闇?zhǔn)確匹配、對(duì)實(shí)參類型向高類型轉(zhuǎn)換后匹配、實(shí)參類型向低類型及相容類型轉(zhuǎn)換后匹配。

add(float(8),float(9));//函數(shù)實(shí)參向(double,double)轉(zhuǎn)換，然后與//add(double,double)綁定。

add(longdouble(8),9);//實(shí)參類型為(longdouble,int)，與哪個(gè)函數(shù)綁定？

第26頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)消除這種二義性方法有：①

添加重載函數(shù)定義，使調(diào)用取得準(zhǔn)確匹配。如：增加定義add(longdouble,int)②

將函數(shù)實(shí)參進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，使調(diào)用取得準(zhǔn)確匹配。

調(diào)用形式可改為add(double(longdouble(8)),9)，但改為add(longdouble(8),longdouble(9))一樣出現(xiàn)綁定二義性。綁定（匹配）二義性

兩個(gè)重載函數(shù)，編譯器不知道進(jìn)行哪種類型轉(zhuǎn)換，與哪個(gè)函數(shù)綁定，這種現(xiàn)象就叫綁定（匹配）二義性。

add(longdouble(8),9);//實(shí)參類型為(longdouble,int)，與哪個(gè)函數(shù)綁定？

第27頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)注意:重載函數(shù)與帶默認(rèn)形參值函數(shù)一起使用時(shí)，有可能引發(fā)二義性。

比如：

voidadd(intx,inty,intz=0);

當(dāng)調(diào)用add(8,9)時(shí)，不知是和add(int,int)綁定，還是和add(int,int,int=0)綁定？消除這種二義性方法是增加或降低實(shí)參個(gè)數(shù)。第28頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.6函數(shù)模板

template<class類型名1，class類型名2，...>

返回類型

函數(shù)名(形參表){

函數(shù)體；}函數(shù)模板：能夠用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)通用功效函數(shù)，以支持各種不一樣形參，深入簡(jiǎn)化重載函數(shù)函數(shù)體設(shè)計(jì)。函數(shù)模板定義形式為：模板參數(shù)表第29頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)意義1：對(duì)于功效完全一樣，只是參數(shù)類型不一樣函數(shù)，能寫一段通用代碼適合用于各種不一樣數(shù)據(jù)類型，會(huì)使代碼可重用性大大提升，從而提升軟件開發(fā)效率。注意2:template關(guān)鍵字表示申明是模板。<>中是模板參數(shù)表，能夠有一項(xiàng)或多項(xiàng)，其中類型名稱為參數(shù)化類型，是一個(gè)抽象類型或可變類型。class是類型關(guān)鍵字，也能夠用typename作為關(guān)鍵字。函數(shù)返回值類型能夠是普通類型，也能夠是模板參數(shù)表中指定類型。模板參數(shù)表中參數(shù)類型能夠是普通類型。第30頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)//將add函數(shù)定義成了一個(gè)函數(shù)模板：

template<classT>Tadd(T

x,T

y){returnx+y;}

比如：

函數(shù)模板定義后，就能夠用它生成各種詳細(xì)函數(shù)（稱為模板函數(shù)）。

函數(shù)模板實(shí)例化分為顯式實(shí)例化與隱式實(shí)例化。(1)顯式實(shí)例化函數(shù)名<詳細(xì)類型名1，詳細(xì)類型名2，...，常量表示式>(實(shí)參表)第31頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.6函數(shù)模板說(shuō)明：依據(jù)<>中給出詳細(xì)類型，用類似于函數(shù)調(diào)用實(shí)參加形參結(jié)合方式，將模板參數(shù)表中參數(shù)化類型一一實(shí)例化成詳細(xì)類型,函數(shù)中參數(shù)化類型也一一實(shí)例化。假如模板參數(shù)表中有形式參數(shù)，還需要用常量表示式去初始化。比如：使用add<double>(8,9)將Tadd(Tx,Ty)實(shí)例化成：

doubleadd(double,double)使用sum<int,100>將Tsum()實(shí)例化成：intsum(),size取得初值100;

第32頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)比如:

使用add(‘A’,‘B’)

將Tadd(Tx,Ty)實(shí)例化成：charadd(char,char)(2)

隱式實(shí)例化：隱式實(shí)例化格式為函數(shù)調(diào)用式，實(shí)例化過(guò)程是在實(shí)參加形參結(jié)合時(shí)，用實(shí)參類型實(shí)例化形參對(duì)應(yīng)參數(shù)化類型。

注意:使用隱式實(shí)例化無(wú)法初始化模板參數(shù)表中普通類型形參，假如模板參數(shù)表中使用普通類型參數(shù)，必須使用顯式初始化。第33頁(yè)1234567891011121314151617#include<iostream>usingnamespacestd;template<classT1,classT2>T1add(T1x,T2y){cout<<"("<<sizeof(T1)<<","<<sizeof(T2)<<")\t";returnx+y;}voidmain(){cout<<add(9,8)<<endl;cout<<add(9.0,8.0)<<endl;cout<<add(9,8.0)<<endl;cout<<add(9.0,8)<<endl;cout<<add('A','A'-'0')<<endl;cout<<add(longdouble(8),9)<<endl;}

C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)函數(shù)模板定義模板函數(shù)調(diào)用運(yùn)行結(jié)果：(4,4)17(8,8)17(4,8)17(8,4)17(1,4)R(8,4)17第34頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)4.7C++系統(tǒng)函數(shù)

C++不但允許我們依據(jù)自己需要定義函數(shù)，C++系統(tǒng)為我們提供了大量標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，這些函數(shù)原型在對(duì)應(yīng)頭文件中，使用時(shí)要包含對(duì)應(yīng)頭文件。

C++函數(shù)分類表

類別原型功效簡(jiǎn)述C++頭文件C式頭文件數(shù)學(xué)doublesqrt(doublex)

求x平方根cmath

math.h

intabs(inti)longlabs(longn)doublefabs(doublex)

分別求整型數(shù)、長(zhǎng)整型、浮點(diǎn)數(shù)絕對(duì)值doublepow(doublex,doubley)doubleexp(doublex)

xy次冪ex次冪doublelog(doublex)doublelog10(doublex)

lnx即logexlog10x

doublesin(doublex)doublecos(doublex)doubletan(doublex)分別求x正弦值、余弦值、正切值；x為弧度數(shù)第35頁(yè)C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程第4章函數(shù)類別原型功效簡(jiǎn)述C++頭文件C式頭文件數(shù)學(xué)doubleasin(doublex)doubleacos(doublex)doubleatan(doublex)

分別求x反正弦值、反余弦值、反正切值cmath

math.h

字符intisalpha(intc),intisdigit(intc)

c是否是字母，c是否是數(shù)字iostreamctype.h

inttolower(intc),inttoupper(intc)

將c轉(zhuǎn)換成小寫、大寫字母字符串

char*strcpy(char*s1,char*s2)char*strcpy(char*s1,char*s2)iostreamstring.hunsignedstrlen(char*str)unsignedstrlen(char*str)內(nèi)存操作void*memcpy(void*d,void*s,intc)將s指向內(nèi)存區(qū)域c個(gè)字節(jié)拷貝到d指向區(qū)域iostreammemory.h

類型轉(zhuǎn)換intatoi(char*s)

將字符串轉(zhuǎn)化成整數(shù)iostreamstdlib.h

char*itoa