C語言程序設計課件：函數(shù)

C語言程序設計

函數(shù)8.1函數(shù)定義

8.2函數(shù)參數(shù)和返回值

8.2.1形式參數(shù)和實際參數(shù)

8.2.2函數(shù)返回值

8.3函數(shù)調用

8.3.1調用方式

8.3.2函數(shù)說明

8.3.3函數(shù)嵌套調用

8.3.4函數(shù)遞歸調用

8.4數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)

8.5局部變量和全局變量

8.5.1局部變量

8.5.2全局變量

8.6存儲類型

8.6.1auto存儲類型

8.6.2extern存儲類型

8.6.3register存儲類型

8.6.4static存儲類型8.7內部函數(shù)和外部函數(shù)

C語言不僅提供了極為豐富的庫函數(shù)(如TurboC，MSC都提供了三百多個庫函數(shù))，還允許用戶建立自己定義的函數(shù)。用戶編寫一個個相對獨立的函數(shù)模塊算法，然后用調用的方法來使用函數(shù)。例8-1帶參函數(shù)程序main(){inta,b,c;scanf(“%d,%d”,&a,&b);c=fun(a,b);printf(“funis%d”,c);}fun(intx,inty){intz;if(x>y)z=x;elsez=y;return(z);}說明：(1)一個源程序文件由一個或多個函數(shù)組成。一個源程序文件是一個編譯單位，即以源文件為單位進行編譯，而不是以函數(shù)為單位進行編譯。(2)一個C語言程序由一個或多個源程序文件組成。對于較大的程序，一般不希望全放在一個文件中，而是將函數(shù)和其他內容（如預編譯命令）分別放到若干個源文件中，再由若干個源文件組成一個C語言程序。這樣可以分別編寫、分別編譯，提高調試效率。一個源文件可以為多個C語言程序共用。(3)C語言程序的執(zhí)行從main函數(shù)開始，調用其它函數(shù)后流程回到main函數(shù)，在main函數(shù)中結束整個程序的運行。(4)所有函數(shù)都是平行的，即在定義函數(shù)時是相互獨立的，一個函數(shù)并不從屬于另一個函數(shù)，即函數(shù)不能嵌套定義，但可以相互調用，甚至嵌套調用、遞歸調用（不能調用main函數(shù)）。

(5)從用戶使用角度看，函數(shù)有兩種。●標準函數(shù)，即庫函數(shù)。這是由系統(tǒng)提供的，用戶無須定義，也不必在程序中作類型說明，只需在程序前包含有該函數(shù)原型的頭文件即可在程序中直接調用?！裼脩糇约憾x的函數(shù)，以解決用戶的專門需要。(6)從函數(shù)的形式看，函數(shù)分兩類?！駸o參函數(shù)。在調用無參函數(shù)時，主調函數(shù)并不將數(shù)據(jù)傳送給被調用函數(shù)，一般用來執(zhí)行指定的一組操作。無參函數(shù)可以帶回也可以不帶回函數(shù)值，但一般以不帶回函數(shù)值居多?！裼袇⒑瘮?shù)。在調用函數(shù)時，在主調函數(shù)和被調函數(shù)之間有參數(shù)傳遞，也就是說，主調函數(shù)可以將數(shù)據(jù)傳給被調函數(shù)使用，被調用函數(shù)中的數(shù)據(jù)也可以帶回來供主調函數(shù)使用。8.1函數(shù)的定義1.函數(shù)的定義(1)無參函數(shù)的一般形式類型說明符函數(shù)名(){類型說明;語句;}(2)有參函數(shù)的一般形式

類型說明符函數(shù)名(形式參數(shù)表){類型說明；

語句；}voidHello(){printf("Hello,world\n");}intmax(a,b)inta,b;{if(a>b)returna;elsereturnb;}8.2.1形式參數(shù)和實際參數(shù)

函數(shù)的形參和實參具有以下特點：1.形參變量只有在被調用時才分配內存單元，在調用結束時，即刻釋放所分配的內存單元，因此，形參只有在函數(shù)內部有效。函數(shù)調用結束返回主調函數(shù)后則不能再使用該形參變量。2.實參可以是常量、變量、表達式、函數(shù)等，無論實參是何種類型的量，在進行函數(shù)調用時，它們都必須具有確定的值，以便把這些值傳送給形參。3.實參和形參在數(shù)量上、類型上、順序上應嚴格一致，否則會發(fā)生“類型不匹配”的錯誤。4.函數(shù)調用中發(fā)生的數(shù)據(jù)傳送是單向的。即只能把實參的值傳送給形參，而不能把形參的值反向地傳送給實參，因此在函數(shù)調用過程中，形參的值發(fā)生改變，而實參中的值不會變化。8.2函數(shù)參數(shù)和返回值

例8-3求兩整數(shù)中的較大值。#include<stdio.h>intmax(inta,intb);voidmain(){ inta,bmax; printf("輸入兩整數(shù)："); scanf("%d%d",&a,&b); max=max(a,b);/*調用max函數(shù)，在表達式中出現(xiàn)*/ printf("\n兩整數(shù)中的較大值是%d\n",max);}intmax(inta,intb)/*求兩整數(shù)中的較大值函數(shù)定義*/{ if(a>b)returna; elsereturnb;}函數(shù)的值是指函數(shù)被調用之后，執(zhí)行函數(shù)體中的程序段所取得的并返回給主調函數(shù)的值，這就是函數(shù)的返回值。說明：(1)函數(shù)的值只能通過return語句返回主調函數(shù)。return語句的一般形式為：

return表達式；

return(表達式)；return;該語句的功能是計算表達式的值，并返回給主調函數(shù)。在函數(shù)中允許有多個return語句，但每次調用只能有一個return語句被執(zhí)行，因此只能返回一個函數(shù)值。8.2.2函數(shù)返回值

(2)函數(shù)值得類型。既然函數(shù)可以有返回值，這個值當然應屬于某一個確定的類型，應當在定義函數(shù)時指定函數(shù)值的類型。例如：intmax(inti,inty)charletter(charc1,charc2)floatf(floatx)doublemin(doublex,doubley)C語言還規(guī)定，凡不加類型聲明的函數(shù)，一律自動按整型處理。(3)函數(shù)值的類型和函數(shù)定義中函數(shù)的類型應保持一致。如果兩者不一致，則以函數(shù)類型為準，自動進行類型轉換。(4)不返回函數(shù)值的函數(shù)，可以明確定義為“空類型”，類型說明符為“void”。voids(intn){…}一旦函數(shù)被定義為空類型后，就不能在主調函數(shù)中使用被調函數(shù)的函數(shù)值了。例如，在定義s為空類型后，在主函數(shù)中寫下述語句sum=s(n);就是錯誤的。為了使程序有良好的可讀性并減少出錯，不要求返回值的函數(shù)都應定義為空類型。函數(shù)調用的一般形式為

被調用函數(shù)名([參數(shù)表達式1，參數(shù)表達式2，…，參數(shù)表達式n])；其中，參數(shù)前不加數(shù)據(jù)類型說明，參數(shù)表達式可以是常量、變量或表達式。各個參數(shù)表達式之間用逗號分割。參數(shù)表示式的個數(shù)與該函數(shù)定義時形式參數(shù)的個數(shù)、數(shù)據(jù)類型都應該匹配，否則會出現(xiàn)預料不到的結果。如果被調用函數(shù)是無參函數(shù)，即[]中沒有內容時，函數(shù)名后面的括號不要省略。使用C語言的庫函數(shù)就是函數(shù)簡單調用的方法。例如：

main()

{

printf(“******\n”);

}8.3函數(shù)調用

8.3.1調用方式

(1)函數(shù)表達式

函數(shù)作為表達式中的一項出現(xiàn)在表達式中，以函數(shù)返回值參與表達式的運算。這種方式要求函數(shù)有返回值。例如：

z=max(x,y)*8;其中，函數(shù)max是賦值表達式的一部分，它的值乘以8后在賦予變量z(2)函數(shù)語句函數(shù)調用的一般形式加上分號即構成函數(shù)語句。例如：

printf(“%d”,m);

max(x,y);等都是以函數(shù)語句的方式調用函數(shù)。(3)函數(shù)實參函數(shù)作為另一個函數(shù)調用的實際參數(shù)出現(xiàn)。這種情況是把該函數(shù)的返回值作為實參傳遞給調用函數(shù)，因此要求該函數(shù)必須有返回值。例如：

printf(“%d”,max(m,n));上述語句是把max函數(shù)的返回值又作為printf函數(shù)的實參來使用。對被調函數(shù)的說明也有兩種格式，一種為傳統(tǒng)格式。其格式為：類型說明符被調函數(shù)名()；這種格式只給出函數(shù)返回值的類型，被調函數(shù)名及一個空括號。這種格式由于在括號中沒有任何參數(shù)信息，因此不便于編譯系統(tǒng)進行錯誤檢查，容易發(fā)生錯誤。另一種為現(xiàn)代格式，其一般形式為：類型說明符被調函數(shù)名(類型形參，類型形參…)；

或為：類型說明符被調函數(shù)名(類型，類型…)；

現(xiàn)代格式的括號內給出了形參的類型和形參名，或只給出形參類型。這便于編譯系統(tǒng)進行檢錯，以防止可能出現(xiàn)的錯誤。max函數(shù)的說明若用傳統(tǒng)格式可寫為：intmax();用現(xiàn)代格式可寫為：intmax(inta,intb);或寫為：intmax(int,int)；8.3.2函數(shù)說明

注意：（1）被調用的函數(shù)必須是已經(jīng)存在的函數(shù)（是庫函數(shù)或用戶自己定義的函數(shù)）（2）在調用系統(tǒng)函數(shù)時，需要用包含命令#include“頭文件名.h”將定義系統(tǒng)函數(shù)的庫文件包含在本程序中，有關包含命令的相關知識在后面章節(jié)中詳細介紹。（3）如果調用函數(shù)和主函數(shù)在一個編譯單元中，則在書寫順序上被調用函數(shù)比主函數(shù)先出現(xiàn)；或者被調用函數(shù)雖然在主函數(shù)之后出現(xiàn)，而被調用函數(shù)的數(shù)據(jù)類型是整型或字符型，可以不對被調函數(shù)加以說明，除了上述兩種情況以外，都要對被調用函數(shù)加以說明。函數(shù)的原型說明8.3.3函數(shù)嵌套調用

例8-5用以下近似公式編程計算ex的值，ex=1+x+x2/2!+x3/3!+…(前20項的和)。#include<stdio.h>floatf2(intn) {if(n==1)return1;elsereturn(f2(n-1)*n);}floatf1(intx,intn){inti;floatj=1;for(i=1;i<=n;i++)j=j*x;returnj;}voidmain(){floatexp=1.0;intn,x;printf(“Inputanumber:”);scanf(“%d”,&x);printf(“%\n”,x);exp=exp+x;for(n=2;n<=19;n++)exp=exp+f1(x,n)/f2(n);printf(“\nTheisexp(%d)=%8.4f\n”,x,exp);}一個函數(shù)在它的函數(shù)體內調用它自身稱為遞歸調用。這種特殊的函數(shù)稱為遞歸函數(shù)。遞歸調用有兩種：直接遞歸調用和間接遞歸調用。8.3.4函數(shù)遞歸調用

例8-6用遞歸法計算n!。#include<stdio.h>longff(intn){longf;if(n<0)printf("n<0,inputerror");elseif(n==0||n==1)f=1;elsef=ff(n-1)*n;return(f);}voidmain(){intn;longy;printf("\ninputainteagernumber：\n");scanf("%d",&n);y=ff(n);printf("%d!=%ld",n,y);}例8-7Hanoi塔問題。一塊板上有三根針，A，B，C。A針上套有64個大小不等的圓盤，大的在下，小的在上。要把這64個圓盤從A針移動C針上，每次只能移動一個圓盤，移動可以借助B針進行。但在任何時候，任何針上的圓盤都必須保持大盤在下，小盤在上。求移動的步驟：#include<stdio.h>move(intn,intx,inty,intz){if(n==1)printf("%c-->%c\n",x,z);else{move(n-1,x,z,y);printf("%c-->%c\n",x,z);move(n-1,y,x,z);}}voidmain(){inth;printf("\ninputnumber：\n");scanf("%d",&h);printf("thesteptomoving%2ddiskes：\n",h);move(h,'a','b','c');}

數(shù)組名能作為函數(shù)的形參，但不能作為函數(shù)的返回值類型。數(shù)組名作為實參時是傳遞數(shù)組首地址。形參數(shù)組實質是一個指針變量，占2字節(jié)，存實參數(shù)組的首地址。傳址(傳地址值)是C函數(shù)參數(shù)傳遞的第二種方法，效率高，用途廣；但難度比傳值(傳數(shù)據(jù)值)大。8.4數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)

2.數(shù)組名作為函數(shù)參數(shù)例8-8一維數(shù)組的數(shù)組元素值減2。#include<stdio.h>#defineN5 voidadd1(intx[],intn);voidmain(){inta[N]={6,7,8,9,10},i;printf("數(shù)組A[%d]：\n",N);for(i=0;i<N;i++)printf("a[%d]：%x%5d\n",i,&a[i],a[i]);add1(a,N);printf("\n數(shù)組A[%d：\n",N);for(i=0;i<N;i++)printf("a[%d]：%x%5d\n",i,&a[i],a[i]);}voidadd1(intx[],intn) {inti;printf("x中的值(地址)：%x\n",x);printf("數(shù)組x[%d]：\n",n);for(i=0;i<n;i++)printf("x[%d]：%x%5d\n",i,&x[i],x[i]);for(i=0;i<n;i++) x[i]=x[i]-2;}例8-9有一個一維數(shù)組score,內放10個學生成績，求平均成績。#include<stdio.h>floataverage(floatarray[10]);voidmain(){floatscore[10],aver;inti;printf(“input10scores:\n”);for(i=0;i<10;i++)scanf(“%f”,&score[i]);printf(“\n”);aver=average(score);printf(“averagescoreis%5.2f”,aver);}floataverage(floatarray[10]){inti;floataver,sum=array[0];for(i=1;i<10;i++)sum=sum+array[i];aver=sum/10;return(aver);}局部變量也稱為內部變量。局部變量是在函數(shù)內作定義說明的。它只在該函數(shù)范圍內有效。也就是說，只有在包含變量說明的函數(shù)內部，才能使用被說明的變量，在此函數(shù)之外就不能使用這些變量了，離開該函數(shù)后再使用這種變量是非法的。例如：intf1(inta)/*函數(shù)f1*/{intb,c;……}a、b、c作用域。intf2(intx)/*函數(shù)f2*/{inty,z;}x、y、z作用域。voidmain(){intm,n;}m、n作用域。8.5局部變量和全局變量

8.5.1局部變量

關于局部變量的作用域還要說明以下幾點：(1)主函數(shù)main()中定義的變量，也只能在主函數(shù)中使用，其它函數(shù)不能使用。同時，主函數(shù)中也不能使用其它函數(shù)中定義的變量。因為主函數(shù)也是一個函數(shù)，與其它函數(shù)是平行關系。這一點是與其它語言不同的，應予以注意。(2)形參變量也是內部變量，屬于被調用函數(shù)；實參變量，則是調用函數(shù)的內部變量。(3)允許在不同的函數(shù)中使用相同的變量名，它們代表不同的對象，分配不同的單元，互不干擾，也不會發(fā)生混淆。(4)在復合語句中也可定義變量，其作用域只在復合語句范圍內。第8章函數(shù)8.5局部變量和全局變量例8-10定義變量的作用域。inta,b;/*外部變量*/voidf1()/*函數(shù)f1*/{……}floatx,y;/*外部變量*/intfz()/*函數(shù)fz*/{……}voidmain()/*主函數(shù)*/{……}/*全局變量x、y作用域，全局變量a、b作用域*/8.5.2全局變量

例8-11有一個一維數(shù)組，內放10個學生成績，寫一個函數(shù)，求出平均分，最高分和最低分。#include<stdio.h>floatMax,Min;floataverage(floatarray[],intn){inti;floataver,sum=array[0];Max=Min=array[0];for(i=1;i<n;i++){if(array[i]>Max)Max=array[i];elseif(array[i]<Min)Min=array[i];sum=sum+array[i];}aver=sum/n;return(aver);}voidmain(){floatave,score[10];inti;for(i=0;i<10;i++)scanf("%f",&score[i]);ave=average(score,10);printf("max=%6.2f\nmin=%6.2f\naverage=%6.2f\n",Max,Min,ave);}對于全局變量還有以下幾點說明：

(1)外部變量可加強函數(shù)模塊之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，但降低這些函數(shù)的獨立性。

(2)在同一源文件中，允許外部變量和內部變量同名。在內部變量的作用域內，外部變量將被屏蔽而不起作用。

(3)外部變量的作用域是從定義點到本文件結束。如果定義點之前的函數(shù)需要引用這些外部變量時，需要在函數(shù)內對被引用的外部變量進行說明。外部變量說明的一般形式為：extern數(shù)據(jù)類型

外部變量[，外部變量2……]；注意：外部變量的定義和外部變量的說明是兩回事。外部變量的定義，必須在所有的函數(shù)之外，且只能定義一次。而外部變量的說明，出現(xiàn)在要使用該外部變量的函數(shù)內，而且可以出現(xiàn)多次。

#include<stdio.h>voidtestauto();voidmain(){inti;for(i=0;i<4;i++)testauto();printf("\n");}/*測試自動類局部變量的特性*/voidtestauto(){autointva=0;/*或intva=0;*/printf("%d”,va);va++;/*值不保留*/}自動變量的類型說明符為auto。這種存儲類型是Ｃ語言程序中使用最廣泛的一種類型。Ｃ語言規(guī)定，函數(shù)內凡未加存儲類型說明的變量均視為自動變量。例8-12測試自動類型局部變量的特性。8.6.1auto存儲類型

8.6存儲類型

自動變量具有以下特點：(1)自動變量的作用域僅限于定義該變量的區(qū)域內。在函數(shù)中定義的自動變量，只在該函數(shù)內有效。在復合語句中定義的自動變量只在該復合語句中有效。

例如：intkv(inta){autointx,y;{autocharc;}/*c的作用域*/……}/*a、x、y的作用域*/(2)自動變量屬于動態(tài)存儲方式，只有在定義該變量的函數(shù)被調用時才給它分配存儲單元，開始它的生存期。函數(shù)調用結束，釋放存儲單元，結束生存期。因此函數(shù)調用結束之后，自動變量的值不能保留。在復合語句中定義的自動變量，在退出復合語句后也不能再使用，否則將引起錯誤。例8-13變量的作用域----自動變量。voidmain(){autointa,s=1,p=2; printf("\ninputanumber：\n");scanf("%d",&a);if(a>0){autos,p;s=a+a;p=a*a;}printf("s=%dp=%d\n",s,p);}(3)由于自動變量的作用域和生存期都局限于定義它的個體內(函數(shù)或復合語句內)，因此不同的個體中允許使用同名的變量而不會混淆。即使在函數(shù)內定義的自動變量也可與該函數(shù)內部的復合語句中定義的自動變量同名。外部變量的幾個特點：(1)外部變量和全局變量是對同一類變量的兩種不同角度的提法。全局變量是從它的作用域提出的，外部變量從它的存儲方式提出的，表示了它的生存期。(2)當一個源程序由若干個源文件組成時，在一個源文件中定義的外部變量在其它的源文件中也有效。例如F1.C：inta,b;/*外部變量定義*/charc;/*外部變量定義*/voidmain(){……}F2.C：externinta,b;/*外部變量說明*/externcharc;/*外部變量說明*/func(intx,y){……}8.6.2extern存儲類型

寄存器變量存放在CPU的寄存器中，使用時，不需要訪問內存，而直接從寄存器中讀寫，這樣可提高效率。變量的作用域----寄存器變量。#include<stdio.h>voidmain(){registerk,sum=0;for(k=1;k<=1000;k++)sum=sum+k;printf("sum=%d\n",sum);}8.6.3register存儲類型

1.靜態(tài)局部變量在局部變量的說明前再加上static說明符就構成靜態(tài)局部變量。例如：staticinta,b;staticfloatarray[5]={1,2,3,4,5}；靜態(tài)局部變量屬于靜態(tài)存儲方式，它具有以下特點：(1)靜態(tài)局部變量在函數(shù)內定義，但不象自動變量那樣，當調用時就存在，退出函數(shù)時就消失。靜態(tài)局部變量始終存在著，也就是說它的生存期為整個源程序。(2)靜態(tài)局部變量的生存期雖然為整個源程序，但是其作用域仍與自動變量相同，即只能在定義該變量的函數(shù)內使用該變量。退出該函數(shù)后，盡管該變量還繼續(xù)存在，但不能使用它。(3)允許對構造類靜態(tài)局部量賦初值。(4)對基本類型的靜態(tài)局部變量若在說明時未賦以初值，則系統(tǒng)自動賦予0值。8.6.4static存儲類型靜態(tài)變量的作用域。#include<stdio.h>voidmain(){inti;voidf();/*函數(shù)說明*/for(i=1;i<=10;i++)f();/*函數(shù)調用*/}voidf()/*函數(shù)定義*/{staticintj=0;++j;printf("%d\n",j);}2.靜態(tài)全局變量在函數(shù)外部定義變量時，用static修飾的變量是靜態(tài)類全局變量。它分配在數(shù)據(jù)區(qū)，作用范圍也是從定義點開始到該文件結束，或稱為文件作用域；但只限于該源文件，不能被其它源文件引用。靜態(tài)類全局變量在執(zhí)行main之前初始化；未初始化，其值為0。