C++程序設計教程(第二版)課件

C++程序設計教程(第二版)第五章函數(shù)機制Chapter5

FunctionMechanism

清華大學出版社錢能8/8/20231C++程序設計教程(第二版)第五章函數(shù)機制清華大學出版社函數(shù)

C++的函數(shù)是完成既定任務的功能（過程）體，它涵蓋了數(shù)學函數(shù)和一般過程．所以基于過程編程本質上就是基于函數(shù)編程函數(shù)機制一是指程序運行過程中對函數(shù)調用的數(shù)據(jù)管理和處理過程

二是指編程中函數(shù)的使用規(guī)范．它包括函數(shù)參數(shù)的屬性和傳遞規(guī)則，函數(shù)返回類型的匹配與審查，函數(shù)名字的識別原則，函數(shù)體效率的選擇，函數(shù)體中數(shù)據(jù)的訪問權限等8/8/20232函數(shù)8/1/20232第五章內容函數(shù)性質(FunctionCharacter)

指針參數(shù)(PointerParameters)

棧機制(StackMechanism)

函數(shù)指針(FunctionPointers)main參數(shù)(Themain’sParameters)

遞歸函數(shù)(RecursiveFunctions)

函數(shù)重載(ＦunctionOverload)

8/8/20233第五章內容函數(shù)性質(FunctionCharacter1.函數(shù)性質(FunctionCharacter)函數(shù)：對輸入?yún)?shù)負責,埋頭做自己的事,最終返回結果函數(shù)組織：通過在函數(shù)中進行函數(shù)調用來擴展運行的規(guī)模,層層疊疊的函數(shù)構成樹結構做法：將若干個函數(shù)組織成文件,又將若干個文件構成程序的辦法來進行編程分工8/8/202341.函數(shù)性質(FunctionCharacter跨越數(shù)學函數(shù)的C++函數(shù)，有四種形態(tài)返回類型func(參數(shù)列表);返回類型func();voidfunc(參數(shù)列表)；voidfunc();8/8/20235跨越數(shù)學函數(shù)的C++函數(shù)，有四種形態(tài)返回類型func(黑盒原則：函數(shù)使用者應關注性能，而少去左右實現(xiàn)細節(jié)intcost(intn,intm){

returnn*10;//運輸n次m斤}intcost(intn,intm){

returnm*10;//運輸m次n斤}//選擇下一個最好的intcost(intn,intm){

return(n>m?m:n)*10;//保證運輸次數(shù)最少}8/8/20236黑盒原則：函數(shù)使用者應關注性能，而少去左右實現(xiàn)細節(jié)int參數(shù)傳遞：形參是對實參的克隆，克隆必須遵守類型匹配規(guī)則voidf(Typea);//a為形參voidg(){Typex;f(x);//x為實參}a實體x實體復制Type類型Type類型8/8/20237參數(shù)傳遞：形參是對實參的克隆，克隆必須遵守類型匹配規(guī)則voi２.指針參數(shù)(PointerParameters)傳遞指針：指針參數(shù)也是值傳遞的，指針值的真正用途是進行數(shù)據(jù)間訪，以達到操作數(shù)據(jù)塊（大小由之）的目的傳遞引用：引用參數(shù)本質上也是值傳遞的，它表現(xiàn)為名字傳遞，即以形參的名字來代替實參名字．如果實參不是實體名而是表達式，那么其表達式所對應的臨時實體取名為形參，并要求其為常量引用意義：指針和引用參數(shù)的存在，使函數(shù)實際上可以訪問非局部的數(shù)據(jù)區(qū)，函數(shù)的黑盒性便名存實亡．但這并非一定壞事，指針是一把雙刃劍，或靈巧或邪惡．引用是為了防范指針非安全的無意操作8/8/20238２.指針參數(shù)(PointerParametersvoidmySort(int*b,intsize);voidf(){inta[]={3,5,7,1,8,4,9};mySort(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));}傳遞指針須附帶傳遞單位數(shù)據(jù)的個數(shù)元素個數(shù)傳指針8/8/20239voidmySort(int*b,intsize);限制無意操作帶來的意外副作用vector<int>add(//向量加法

constvector<int>&a,

constvector<int>&b){vector<int>c(a.size());

for(unsignedi=0;i<a.size();++i)c[i]=a[i]+b[i];

returnc;}8/8/202310限制無意操作帶來的意外副作用vector<int>add(3.棧機制(StackMechanism)運行時內存布局棧區(qū)進程空間代碼區(qū)全局數(shù)據(jù)區(qū)堆區(qū)8/8/2023113.棧機制(StackMechanism)運行未初始化局部數(shù)據(jù)的不確定性#include<iostream>voidf(){

intb;//未初始化std::cout<<”B=>”<<b<<“\n”;}//-------------------------intmain(){

inta;//未初始化std::cout<<”A=>”<<a<<“\n”;f();}//-------------------------//8804248//27880488/8/202312未初始化局部數(shù)據(jù)的不確定性#include<iostream#include<iostream>inta=5;intb=6;intmain(){int*ap=(int*)4202660;*ap=8;std::cout<<a<<“\n”;std::cout<<int(&b)<<“\n”;}//8//4202664

指針的無約束性5642026604202664ab4202660ap8/8/202313#include<iostream>指針的無約束性564204.函數(shù)指針(FunctionPointers)函數(shù)類型：函數(shù)類型因參數(shù)類型、個數(shù)和排列順序的不同而不同，也因返回類型的不同而不同．函數(shù)指針：指向代碼區(qū)中函數(shù)體代碼的指針.不同的函數(shù)類型,其函數(shù)指針也不同用法：函數(shù)指針經(jīng)常用作函數(shù)參數(shù)，以傳遞連函數(shù)本身都不知道的處理過程（函數(shù)）8/8/2023144.函數(shù)指針(FunctionPointers不同的函數(shù)指針，不能相互賦值intg(int);int(*gp)(int)=g;voidf();void(*fp)();fp=f;gp=fp;//error不同的函數(shù)8/8/202315不同的函數(shù)指針，不能相互賦值intg(int);不同的函數(shù)函數(shù)指針作為參數(shù)傳遞(函數(shù)名看作是函數(shù)指針)boollessThanBitSum(inta,intb){

intsuma=0,sumb=0;

for(intx=a;x;x/=10)suma+=x%10;for(intx=b;x;x/=10)sumb+=x%10;

returnsuma<sumb;}intmain(){

inta[]={33,61,12,19,14,71,78,59};sort(aa,aa+8,lessThanBitSum);

for(inti=0;i<8;++i)cout<<aa[i]<<"";cout<<"\n";}//12143361711959788/8/202316函數(shù)指針作為參數(shù)傳遞(函數(shù)名看作是函數(shù)指針)boolle指定函數(shù)指針類型，定義函數(shù)指針數(shù)組typedef

void(*MenuFun)();voidf1(){cout<<"good!\n";}voidf2(){cout<<"better!\n";}voidf3(){cout<<"best!\n";}MenuFunfun[]={f1,f2,f3};指針類型名8/8/202317指定函數(shù)指針類型，定義函數(shù)指針數(shù)組typedefvoid5.main參數(shù)(Themain’sParameters)程序運行：操作系統(tǒng)讀入命令以啟動程序重定向命令：操作系統(tǒng)讀入命令后，識別并自我消化的參數(shù)main函數(shù)參數(shù)：操作系統(tǒng)讀入命令后，不能識別參數(shù)，將其直接傳遞給所啟動的程序8/8/2023185.main參數(shù)(Themain’sParam命令重定向//f0509.cpp#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){for(inta,b;cin>>a>>b;)cout<<a+b<<”\n”;}E:\ch05>f0509<abc.txt↙17213578991212345abc.txt8/8/202319命令重定向//f0509.cppE:\ch05>f0509main函數(shù)參數(shù)//f0510.cpp#include<iostream>usinganmespacestd;intmain(intargc,char**argv){

for(inti=0;i<argc;++i)cout<<argv[i]<<endl;}E:\ch05>f0510a1a2a3↙f0510a1a2a38/8/202320main函數(shù)參數(shù)//f0510.cppE:\ch05>f06.遞歸函數(shù)(RecursiveFunctions)形式上：一個正在執(zhí)行的函數(shù)調用了自身(直接遞歸).或者,一個函數(shù)調用了另一個函數(shù),而另一個函數(shù)卻調用了本函數(shù)(間接遞歸)本質上：程序在運行中調用了相同代碼實體的函數(shù),卻在函數(shù)棧中重新復制了該函數(shù)的整套數(shù)據(jù),由于每套數(shù)據(jù)中的參數(shù)也許不同,導致了計算條件發(fā)生變化，使得函數(shù)得以逐步逼近終極目標而運行8/8/2023216.遞歸函數(shù)(RecursiveFunction遞歸函數(shù)可以轉換為非遞歸函數(shù)

例如，求最大公約數(shù)longgcd1(inta,intb)//遞歸版{

if(a%b==0)

returnb;

returngcd(b,a%b);}//--------------------------longgcd2(inta,intb)//非遞歸版{

for(inttemp;b;a=b,b=temp)temp=a%b;

returna;}//--------------------------8/8/202322遞歸函數(shù)可以轉換為非遞歸函數(shù)

例如，求最大公約數(shù)longg7.函數(shù)重載(FunctionOverload)函數(shù)重載：一組概念相同，處理對象（參數(shù)）不同的過程，出于方便編程的目的，用同一個函數(shù)名字來命名的技術稱為函數(shù)重載參數(shù)默認：一個函數(shù)，既可以嚴謹和地道的調用，也可以省略參數(shù)，輕靈地調用，達到此種方便編程目的的技術稱為參數(shù)默認重載與參數(shù)默認：它們都是通過參數(shù)的變化來分辨處理任務的不同．如果參數(shù)決定了不同的處理過程，則應重載，否則參數(shù)默認更簡捷一些8/8/2023237.函數(shù)重載(FunctionOverload重載是不同的函數(shù)，以參數(shù)的類型，個數(shù)和順序來分辨voidprint(double);voidprint(int);voidfunc(){print(1);//voidprint(int);print(1.0);//voidprint(double);print(‘a(chǎn)’);//voidprint(int);print(3.1415f);//voidpirnt(double);}8/8/202324重載是不同的函數(shù)，以參數(shù)的類型，個數(shù)和順序來分辨voidp參數(shù)默認是通過不同參數(shù)來分辨一個函數(shù)調用中的行為差異voiddelay(inta=2);//函數(shù)聲明時intma