三章函數(shù)專題培訓(xùn)市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

第三章函數(shù)C++語言程序設(shè)計1第1頁第1頁本章主要內(nèi)容函數(shù)申明和調(diào)用函數(shù)間參數(shù)傳遞內(nèi)聯(lián)函數(shù)帶缺省形參值函數(shù)函數(shù)重載函數(shù)模板C++系統(tǒng)函數(shù)2第2頁第2頁函數(shù)申明函數(shù)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中基本抽象單元，是對功效抽象函數(shù)申明語法形式類型標識符函數(shù)名（形式參數(shù)表）{語句序列}函數(shù)申明與使用若無參數(shù)，寫void是被初始化內(nèi)部變量，壽命和可見性僅限于函數(shù)內(nèi)部若無返回值，寫void3第3頁第3頁函數(shù)申明形式參數(shù)表<type1>name1,<type2>name2,...,<typen>namen函數(shù)返回值由return語句給出，比如：

return0無返回值函數(shù)（void類型），不必寫return語句。函數(shù)申明與使用4第4頁第4頁函數(shù)調(diào)用調(diào)用前先闡明函數(shù)原型：在調(diào)用函數(shù)闡明部分，或程序文獻開頭所有函數(shù)之前，按下列形式闡明：

類型標識符被調(diào)用函數(shù)名（含類型闡明形參表）;調(diào)用形式

函數(shù)名（實參列表）嵌套調(diào)用函數(shù)不允許嵌套申明，但能夠嵌套調(diào)用。遞歸調(diào)用函數(shù)直接或間接調(diào)用本身。函數(shù)申明與使用5第5頁第5頁例3-1編寫一個求xn次方函數(shù)#include<iostream.h>double power(doublex,intn);voidmain(void){ cout<<"5tothepower2is"

<<power(5,2)<<endl;}double power(doublex,intn){ doubleval=1.0; while(n--) val=val*x; return(val);}函數(shù)申明與使用6第6頁第6頁運營結(jié)果：5tothepower2is25例3-1編寫一個求xn次方函數(shù)函數(shù)申明與使用7第7頁第7頁例3-2數(shù)制轉(zhuǎn)換題目：輸入一個8位二進制數(shù)，將其轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)輸出。比如：11012=1(23)+1(22)+0(21)+1(20)

=1310

因此，假如輸入1101，則應(yīng)輸出13函數(shù)申明與使用8第8頁第8頁#include<iostream.h>doublepower(doublex,intn);voidmain(void){ inti; intvalue=0; charch;

cout<<"Enteran8bitbinarynumber"; for(i=7;i>=0;i--) { cin>>ch; if(ch=='1') value+=int(power(2,i)); } cout<<"Decimalvalueis"<<value<<endl;}9第9頁第9頁doublepower(doublex,intn){ doubleval=1.0; while(n--) val*=x; return(val);}運營結(jié)果：Enteran8bitbinarynumber01101001Decimalvalueis10510第10頁第10頁例3-3編寫程序求π值其中arctan用下列形式級數(shù)計算：直到級數(shù)某項絕對值小于10-15為止；π和x均為double型。函數(shù)申明與使用11第11頁第11頁#include<iostream.h>voidmain（）{doublea,b;doublearctan(doublex);a=16.0*arctan(1/5.0);b=4.0*arctan(1/239.0);//注意：由于整數(shù)相除結(jié)果取整，//假如參數(shù)寫1/5，1/239，結(jié)果就都是0cout<<"PI="<<a-b<<endl;}12第12頁第12頁doublearctan(doublex){inti;doubler,e,f,sqr;sqr=x*x;r=0;e=x;i=1;while(e/i>1e-15){f=e/i;r=(i%4==1)?r+f:r-f;e=e*sqr;i+=2;}returnr;}運營結(jié)果：PI=3.1415913第13頁第13頁運營結(jié)果：PI=3.1415914第14頁第14頁例3-4尋找并輸出11~999之間數(shù)m，它滿足m、m2和m3均為回文數(shù)?；匚模焊魑粩?shù)字左右對稱整數(shù)。

比如：11滿足上述條件

112=121，113=1331。分析：10取余辦法，從最低位開始，依次取出該數(shù)各位數(shù)字。按反序重新構(gòu)成新數(shù)，比較與原數(shù)是否相等，若相等，則原數(shù)為回文。函數(shù)申明與使用15第15頁第15頁#include<iostream.h>voidmain（）{boolsymm(longn);longm;for(m=11;m<1000;m++)if(symm(m)&&symm(m*m)&&symm(m*m*m))cout<<"m="<<m<<"m*m="<<m*m<<"m*m*m="<<m*m*m<<endl;}16第16頁第16頁boolsymm(longn){longi,m;i=n;m=0;while(i){m=m*10+i%10;i=i/10;}return(m==n);}17第17頁第17頁運營結(jié)果：m=11m*m=121m*m*m=1331m=101m*m=10201m*m*m=1030301m=111m*m=12321m*m*m=136763118第18頁第18頁例3-5計算下列公式，并輸出結(jié)果：其中r、s值由鍵盤輸入。SINx近似值按下列公式計算，計算精度為10-6：函數(shù)申明與使用19第19頁第19頁#include<iostream.h>#include<math.h>voidmain（）{doublek,r,s;doubletsin(doublex);cout<<"r=";cin>>r;cout<<"s=";cin>>s;if(r*r<=s*s)k=sqrt(tsin(r)*tsin(r)+tsin(s)*tsin(s));elsek=tsin(r*s)/2;cout<<k<<endl;}20第20頁第20頁doubletsin(doublex){doublep=0.000001,g=0,t=x;intn=1;do{g=g+t;n++;t=-t*x*x/(2*n-1)/(2*n-2);}while(fabs(t)>=p);returng;}運營結(jié)果：r=5s=81.3778121第21頁第21頁例3-6投骰子隨機游戲游戲規(guī)則是：每個骰子有六面，點數(shù)分別為1、2、3、4、5、6。游戲者在程序開始時輸入一個無符號整數(shù)，作為產(chǎn)生隨機數(shù)種子。每輪投兩次骰子，第一輪假如和數(shù)為7或11則為勝，游戲結(jié)束；和數(shù)為2、3或12則為負，游戲結(jié)束；和數(shù)為其它值則將此值作為自己點數(shù)，繼續(xù)第二輪、第三輪...直到某輪和數(shù)等于點數(shù)則取勝，若在以前出現(xiàn)和數(shù)為7則為負。由rolldice函數(shù)負責模擬投骰子、計算和數(shù)并輸出和數(shù)。函數(shù)申明與使用22第22頁第22頁rand函數(shù)原型：intrand(void);所需頭文獻：<stdlib.h>功效和返回值：求出并返回一個偽隨機數(shù)srand函數(shù)原型：voidsrand(unsignedintseed);參數(shù)：seed產(chǎn)生隨機數(shù)種子。所需頭文獻：<stdlib.h>功效：為使rand（）產(chǎn)生一序列偽隨機整數(shù)而設(shè)置起始點。使用1作為seed參數(shù)，能夠重新初化rand（）。23第23頁第23頁#include<iostream.h>#include<stdlib.h>introlldice(void);voidmain（）{intgamestatus,sum,mypoint;unsignedseed;cout<<"Pleaseenteranunsignedinteger:";cin>>seed;//輸入隨機數(shù)種子srand(seed);//將種子傳遞給rand（）sum=rolldice（）;//第一輪投骰子、計算和數(shù)24第24頁第24頁switch(sum){case7://假如和數(shù)為7或11則為勝,狀態(tài)為1case11:gamestatus=1;break;case2://和數(shù)為2、3或12則為負,狀態(tài)為1case3:case12:gamestatus=2;break;default://其它情況,游戲尚無結(jié)果,狀態(tài)為0,記下點數(shù),為下一輪做準備gamestatus=0;mypoint=sum;cout<<"pointis"<<mypoint<<endl;break;}25第25頁第25頁while(gamestatus==0)//只要狀態(tài)仍為0,就繼續(xù)進行下一輪{sum=rolldice（）;if(sum==mypoint)//某輪和數(shù)等于點數(shù)則取勝,狀態(tài)置為1gamestatus=1;elseif(sum==7)//出現(xiàn)和數(shù)為7則為負,狀態(tài)置為2gamestatus=2;}//當狀態(tài)不為0時上面循環(huán)結(jié)束,下列程序段輸出游戲結(jié)果if(gamestatus==1)cout<<"playerwins\n";elsecout<<"playerloses\n";}26第26頁第26頁introlldice(void){//投骰子、計算和數(shù)、輸出和數(shù)intdie1,die2,worksum;die1=1+rand（）%6;die2=1+rand（）%6;worksum=die1+die2;cout<<"playerrolled"<<die1<<'+'<<die2<<'='<<worksum<<endl;returnworksum;}27第27頁第27頁運營結(jié)果2：Pleaseenteranunsignedinteger:23playerrolled6+3=9pointis9playerrolled5+4=9playerwins28第28頁第28頁函數(shù)調(diào)用執(zhí)行過程函數(shù)申明與使用main（）調(diào)fun（）結(jié)束fun（）返回①②④⑥⑦保留：返回地址當前現(xiàn)場③恢復(fù)：主調(diào)程序現(xiàn)場返回地址⑤29第29頁第29頁嵌套調(diào)用函數(shù)申明與使用main{}調(diào)fun1（）結(jié)束fun1（）調(diào)fun2（）返回fun2（）返回①②③⑦④⑤⑥⑧⑨30第30頁第30頁例3-7輸入兩個整數(shù)，求平方和。#include<iostream.h>voidmain(void){inta,b;intfun1(intx,inty);cin>>a>>b;cout<<"a、b平方和："

<<fun1(a,b)<<endl;}函數(shù)申明與使用31第31頁第31頁intfun1(intx,inty){intfun2(intm);return(fun2(x)+fun2(y));}intfun2(intm){return(m*m);}運營結(jié)果：34a、b平方和：2532第32頁第32頁遞歸調(diào)用函數(shù)直接或間接地調(diào)用本身，稱為遞歸調(diào)用。遞歸過程兩個階段：遞推：

4!=4×3!→3!=3×2!→2!=2×1!→1!=1×0!→0!=1未知已知回歸：4!=4×3!=24←3!=3×2!=6←2!=2×1!=2←1!=1×0!=1←0!=1未知已知函數(shù)申明與使用33第33頁第33頁例3-8求n!分析：計算n!公式下列：這是一個遞歸形式公式，應(yīng)當用遞歸函數(shù)實現(xiàn)。函數(shù)申明與使用34第34頁第34頁源程序：#include<iostream.h>longfac(intn){longf;if(n<0)cout<<"n<0,dataerror!"<<endl;

elseif(n==0)f=1;elsef=fac(n-1)*n;return(f);}35第35頁第35頁voidmain（）{longfac(intn);intn;longy;cout<<"Enterapositiveinteger:";cin>>n;y=fac(n);cout<<n<<"!="<<y<<endl;}運營結(jié)果：Enterapositiveinteger:88!=4032036第36頁第36頁例3-9用遞歸法計算從n個人中選擇k個人組成一個委員會不同組合數(shù)。分析：由n個人里選k個人組合數(shù)=由n-1個人里選k個人組合數(shù)+由n-1個人里選k-1個人組合數(shù)當n==k或k==0時，組合數(shù)為1函數(shù)申明與使用37第37頁第37頁#include<iostream.h>voidmain（）{intn,k;intcomm(intn,intk);cin>>n>>k;cout<<comm(n,k)<<endl;}intcomm(intn,intk){if(k>n)return0;elseif(n==k||k==0)return1;elsereturncomm(n-1,k)+comm(n-1,k-1);}運營結(jié)果：185856838第38頁第38頁例3-10漢諾塔問題有三根針A、B、C。A針上有N個盤子，大在下，小在上，要求把這N個盤子從A針移到C針，在移動過程中能夠借助B針，每次只允許移動一個盤，且在移動過程中在三根針上都保持大盤在下，小盤在上。函數(shù)申明與使用ABC39第39頁第39頁分析：將n個盤子從A針移到C針能夠分解為下面三個環(huán)節(jié)：①將A上n-1個盤子移到B針上（借助C針）;②把A針上剩余一個盤子移到C針上;③將n-1個盤子從B針移到C針上（借助A針）;事實上，上面三個環(huán)節(jié)包括兩種操作：①將多個盤子從一個針移到另一個針上，這是一個遞歸過程。hanoi函數(shù)實現(xiàn)。②將1個盤子從一個針上移到另一針上。

用move函數(shù)實現(xiàn)。40第40頁第40頁#include<iostream.h>voidmove(chargetone,charputone){cout<<getone<<"-->"<<putone<<endl;}voidhanoi(intn,charone,chartwo,charthree){ voidmove(chargetone,charputone); if(n==1)move(one,three); else {hanoi(n-1,one,three,two); move(one,three); hanoi(n-1,two,one,three); }}41第41頁第41頁voidmain（）{ voidhanoi(intn,charone,chartwo,charthree); intm; cout<<"Enterthenumberofdiskes:"; cin>>m; cout<<"thestepstomoving"<<m<<"diskes:"<<endl; hanoi(m,'A','B','C');}42第42頁第42頁運營結(jié)果：Enterthenumberofdiskes:3thestepstomoving3diskes:A-->CA-->BC-->BA-->CB-->AB-->CA-->C43第43頁第43頁函數(shù)參數(shù)傳遞機制

——傳遞參數(shù)值在函數(shù)被調(diào)用時才分派形參存儲單元。實參能夠是常量、變量或表示式。實參類型必須與形參相符。傳遞時是傳遞參數(shù)值，即單向傳遞。函數(shù)申明與使用44第44頁第44頁函數(shù)參數(shù)傳遞機制

——參數(shù)值傳遞舉例XN被調(diào)函數(shù)：主調(diào)函數(shù)：32.5AD=power(A,3)2.53doublepower(doubleX,intN)函數(shù)申明與使用45第45頁第45頁例3-11輸入兩整數(shù)互換后輸出#include<iostream.h>voidSwap(inta,intb);intmain（）{ intx(5),y(10); cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl;

Swap(x,y); cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl; return0;}函數(shù)申明與使用46第46頁第46頁voidSwap(inta,intb){ intt; t=a; a=b; b=t;}運營結(jié)果: x=5y=10 x=5y=1047第47頁第47頁函數(shù)參數(shù)傳遞

——用引用做形參引用(&)是標識符別名,比如:inti,j;

int&ri=i;

//建立一個int型引用ri,并將其

//初始化為變量i一個別名

j=10;

ri=j;//相稱于i=j;申明一個引用時，必須同時對它進行初始化，使它指向一個已存在對象。一旦一個引用被初始化后，就不能改為指向其它對象。引用能夠作為形參

voidswap(int&a,int&b){...}函數(shù)申明與使用48第48頁第48頁例3-12輸入兩個整數(shù)互換后輸出#include<iostream.h>voidSwap(int&a,int&b);intmain（）{ intx(5),y(10); cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl;

Swap(x,y); cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl; return0;}函數(shù)申明與使用49第49頁第49頁voidSwap(int&a,int&b){ intt; t=a; a=b; b=t;}運營結(jié)果: x=5y=10 x=10y=550第50頁第50頁t=a;x5t5x地址axy510y地址x地址aby地址x地址abx10y10a=bb=t;y5t5y地址bxy105Swap(x,y);51第51頁第51頁例3-13引用調(diào)用舉例#include<iostream.h>#include<iomanip.h>voidfiddle(intin1,int&in2);intmain（）{intcount=7,index=12;cout<<"Thevaluesare";cout<<setw(5)<<count;cout<<setw(5)<<index<<endl;

fiddle(count,index);cout<<"Thevaluesare";cout<<setw(5)<<count;cout<<setw(5)<<index<<endl;return0;}函數(shù)申明與使用52第52頁第52頁voidfiddle(intin1,int&in2){

in1=in1+100;

in2=in2+100;cout<<"Thevaluesare";cout<<setw(5)<<in1;cout<<setw(5)<<in2<<endl;}運營結(jié)果：Thevaluesare712Thevaluesare107112Thevaluesare711253第53頁第53頁內(nèi)聯(lián)函數(shù)申明與使用申明時使用關(guān)鍵字inline。編譯時在調(diào)用處用函數(shù)體進行替換,節(jié)約了參數(shù)傳遞、控制轉(zhuǎn)移等開銷。注意：內(nèi)聯(lián)函數(shù)體內(nèi)不能有循環(huán)語句和switch語句。內(nèi)聯(lián)函數(shù)申明必須出現(xiàn)在內(nèi)聯(lián)函數(shù)第一次被調(diào)用之前。對內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能進行異常接口申明。內(nèi)聯(lián)函數(shù)54第54頁第54頁例3-14內(nèi)聯(lián)函數(shù)應(yīng)用舉例#include<iostream.h>inlinedoubleCalArea(doubleradius){ return3.14*radius*radius;}intmain（）{ doubler(3.0); doublearea; area=CalArea(r); cout<<area<<endl; return0;}內(nèi)聯(lián)函數(shù)55第55頁第55頁缺省形參值作用函數(shù)在申明時能夠預(yù)先給出默認形參值，調(diào)用時如給出實參，則采用實參值，不然采用預(yù)先給出默認形參值。比如：intadd(intx=5,inty=6){returnx+y;}voidmain(void){add(10,20);//10+20add(10);//10+6add（）;//5+6}帶缺省形參值函數(shù)56第56頁第56頁缺省形參值闡明順序缺省形參值必須從右向左順序申明，并且在缺省形參值右面不能有非缺省形參值參數(shù)。由于調(diào)用時實參取代形參是從左向右順序。例：intadd(intx,inty=5,intz=6);//正確intadd(intx=1,inty=5,intz);//錯誤intadd(intx=1,inty,intz=6);//錯誤帶缺省形參值函數(shù)57第57頁第57頁缺省形參值與函數(shù)調(diào)用位置調(diào)用出現(xiàn)在函數(shù)體實現(xiàn)之前時，缺省形參值必須在函數(shù)原形中給出；而當調(diào)用出現(xiàn)在函數(shù)體實現(xiàn)之后時，缺省形參值需在函數(shù)實現(xiàn)時給出。例：intadd(intx=5,inty=6);voidmain(void){add（）;

//調(diào)用在實現(xiàn)前}intadd(intx,inty){returnx+y;}intadd(intx=5,inty=6){returnx+y;}voidmain(void){add（）;

//調(diào)用在實現(xiàn)后}帶缺省形參值函數(shù)58第58頁第58頁缺省形參值作用域在相同作用域內(nèi)，缺省形參值說明應(yīng)保持唯一，但假如在不同作用域內(nèi)，允許說明不同缺省形參。例：intadd(intx=1,inty=2);voidmain(void){intadd(intx=3,inty=4);add（）;//使用局部缺省形參值（實現(xiàn)3+4）}voidfun(void){...add（）;//使用全局缺省形參值（實現(xiàn)1+2）}帶缺省形參值函數(shù)59第59頁第59頁例3-15帶缺省形參值函數(shù)舉例#include<iostream.h>#include<iomanip.h>intget_volume(intlength,intwidth=2,intheight=3);intmain（）{intx=10,y=12,z=15;cout<<"Someboxdatais";cout<<get_volume(x,y,z)<<endl;cout<<"Someboxdatais";cout<<get_volume(x,y)<<endl;cout<<"Someboxdatais";cout<<get_volume(x)<<endl;cout<<"Someboxdatais";cout<<get_volume(x,7)<<endl;cout<<"Someboxdatais";cout<<get_volume(5,5,5)<<endl;return0;}帶缺省形參值函數(shù)60第60頁第60頁intget_volume(intlength,intwidth,

intheight){cout<<setw(5)<<length

<<setw(5)<<width<<setw(5)<<height<<'';returnlength*width*height;}運營結(jié)果：Someboxdatais1012151800Someboxdatais10123360Someboxdatais102360Someboxdatais1073210Someboxdatais55512561第61頁第61頁重載函數(shù)申明C++允許功效相近函數(shù)在相同作用域內(nèi)以相同函數(shù)名申明，從而形成重載。以便使用，便于記憶。例：形參類型不同intadd(intx,inty);floatadd(floatx,floaty);形參個數(shù)不同intadd(intx,inty);intadd(intx,inty,intz);函數(shù)重載62第62頁第62頁注意事項不要將不同功效函數(shù)申明為重載函數(shù)，以免出現(xiàn)調(diào)用結(jié)果誤解、混同。這么不好：intadd(intx,inty);intadd(inta,intb);編譯器不以形參名來區(qū)別intadd(intx,inty);voidadd(intx,inty);編譯器不以返回值來區(qū)別intadd(intx,inty){returnx+y;}floatadd(floatx,floaty){returnx-y;}函數(shù)重載重載函數(shù)形參必須不同:個數(shù)不同或類型不同。編譯程序?qū)⒁罁?jù)實參和形參類型及個數(shù)最正確匹配來選擇調(diào)用哪一個函數(shù)。63第63頁第63頁例3-16重載函數(shù)應(yīng)用舉例編寫三個名為add重載函數(shù)，分別實現(xiàn)兩整數(shù)相加、兩實數(shù)相加和兩個復(fù)數(shù)相加功效。#include<iostream.h>structcomplex{ doublereal; doubleimaginary;};64第64頁第64頁voidmain(void){ intm,n; doublex,y; complexc1,c2,c3; intadd(intm,intn); doubleadd(doublex,doubley); complexadd(complexc1,complexc2); cout<<"Entertwointeger:"; cin>>m>>n; cout<<"integer"<<m<<'+'<<n<<"="<<add(m,n)<<endl;65第65頁第65頁 cout<<"Entertworealnumber:"; cin>>x>>y; cout<<"realnumber"<<x<<'+'<<y<<"="<<add(x,y)<<endl; cout<<"Enterthefirstcomplexnumber:"; cin>>c1.real>>c1.imaginary; cout<<"Enterthesecondcomplexnumber:"; cin>>c2.real>>c2.imaginary; c3=add(c1,c2); cout<<"complexnumber("<<c1.real<<','<<c1.imaginary<<")+("<<c2.real<<','<<c2.imaginary<<")=("<<c3.real<<','<<c3.imaginary<<")\n";}66第66頁第66頁intadd(intm,intn){returnm+n;}doubleadd(doublex,doubley){returnx+y;}complexadd(complexc1,complexc2){complexc; c.real=c1.real+c2.real; c.imaginary=c1.imaginary+c2.imaginary; returnc;}67第67頁第67頁運營結(jié)果：Entertwointeger:35integer3+5=8Entertworealnumber:2.35.8realnumber2.3+5.8=8.1Enterthefirstcomplexnumber:12.345.6Enterthesecondcomplexnumber:56.767.8complexnumber(12.3,45.6)+(56.7,67.8)=(69,113.4)68第