《C語言程序設(shè)計 》課件-第5章

項目五函數(shù)——小孩分糖任務(wù)一了解函數(shù)任務(wù)二函數(shù)的實現(xiàn)任務(wù)三實例體驗任務(wù)四算法歸納任務(wù)五畫流程圖任務(wù)六項目實現(xiàn)任務(wù)七知識擴(kuò)展思考與練習(xí)

任務(wù)一了解函數(shù)

1．概述函數(shù)是一個自我包含的完成一定相關(guān)功能的執(zhí)行代碼段。我們可以把函數(shù)看成一個“黑盒子”，只要將數(shù)據(jù)送進(jìn)去就能得到結(jié)果，而函數(shù)內(nèi)部究竟是如何工作的，外部程序是不知道的。外部程序所知道的僅限于函數(shù)輸入什么以及函數(shù)輸出什么。

Ｃ語言程序是由函數(shù)組成的。其中，函數(shù)的數(shù)目是沒有限制的。

用戶可把自己的算法編成一個個相對獨立的函數(shù)模塊，然后用調(diào)用的方法來使用函數(shù)?？梢哉fＣ語言程序的全部工作都是由各式各樣的函數(shù)完成的，所以也把Ｃ語言稱為函數(shù)式語言。

C語言程序鼓勵和提倡人們把一個大問題劃分成若干個子問題，對應(yīng)于解決一個子問題編制一個函數(shù)，因此，C語言程序一般是由大量的小函數(shù)而不是由少量大函數(shù)構(gòu)成的，即所謂“小函數(shù)構(gòu)成大程序”。這樣的好處是讓各部分相互充分獨立，并且任務(wù)單一。因而這些充分獨立的小模塊也可以作為一種固定規(guī)格的小“構(gòu)件”，用來構(gòu)成新的大程序。

2．函數(shù)定義的一般形式

函數(shù)定義的一般形式為

類型標(biāo)識符函數(shù)名(形式參數(shù)列表)

{

聲明部分

語句

}

其中類型標(biāo)識符和函數(shù)名稱為函數(shù)頭。類型標(biāo)識符指明了函數(shù)返回值的類型。若函數(shù)沒有返回值，則類型標(biāo)識符可以寫為?void。函數(shù)名是由用戶定義的標(biāo)識符，函數(shù)名后有一個括號，括號里是形式參數(shù)列表(簡稱形參表)。在形參表中給出的參數(shù)稱為形式參數(shù)(簡稱形參)，它們可以是各種類型的變量，各參數(shù)之間用逗號間隔。在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時，主調(diào)函數(shù)將賦予這些形式參數(shù)實際的值。形參既然是變量，必須在形參表中給出形參的類型說明。

在本項目中，我們需要自定義兩個函數(shù)：一個函數(shù)名為judge，其功能為判斷每個孩子手中的糖是否相同；其定義如下：

intjudge(intc[])

{

聲明部分

語句

}

這里的int表明該函數(shù)返回值的類型為整型，judge為該函數(shù)的函數(shù)名，括號中的intc[]為形式參數(shù)。

另一個函數(shù)名為print，其功能是輸出當(dāng)前每個孩子手中的糖數(shù)。其定義如下：

voidprint(ints[])

{

聲明部分

語句

}

這里的void表明該函數(shù)無返回值，print為該函數(shù)的函數(shù)名，括號中的ints[]為形式參數(shù)。

3．函數(shù)的聲明

在主調(diào)函數(shù)中調(diào)用某函數(shù)之前應(yīng)對該被調(diào)函數(shù)進(jìn)行聲明，這與使用變量之前要先進(jìn)行變量說明是一樣的。在主調(diào)函數(shù)中對被調(diào)函數(shù)作說明的目的是使編譯系統(tǒng)知道被調(diào)函數(shù)返回值的類型，以便在主調(diào)函數(shù)中按此種類型對返回值作相應(yīng)的處理。

其一般形式為

類型說明符被調(diào)函數(shù)名(類型形參，類型形參……);

或為

類型說明符被調(diào)函數(shù)名(類型，類型……);

括號內(nèi)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(jìn)行檢錯，以防止可能出現(xiàn)的錯誤。

本項目中，用戶定義兩個函數(shù)的聲明如下：

intjudge(intc[]);或intjudge(int);

voidprint(ints[]);或voidprint(int);

C語言中規(guī)定在以下幾種情況時可以省去主調(diào)函數(shù)中對被調(diào)函數(shù)的函數(shù)說明。

(1)如果被調(diào)函數(shù)的返回值是整型或字符型，可以不對被調(diào)函數(shù)作說明，而直接調(diào)用。這時系統(tǒng)將自動對被調(diào)函數(shù)返回值按整型處理。

(2)當(dāng)被調(diào)函數(shù)的函數(shù)定義出現(xiàn)在主調(diào)函數(shù)之前時，在主調(diào)函數(shù)中也可以不對被調(diào)函數(shù)再作說明而直接調(diào)用。

(3)如在所有函數(shù)定義之前，在函數(shù)外預(yù)先說明了各個函數(shù)的類型，則在以后的各主調(diào)函數(shù)中，可不再對被調(diào)函數(shù)作說明。

(4)對庫函數(shù)的調(diào)用不需要再作說明，但必須把該函數(shù)的頭文件用#include命令包含在源文件前部。

4．函數(shù)的返回值

函數(shù)的返回值是指函數(shù)被調(diào)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(diào)函數(shù)的值。對函數(shù)返回值有以下一些說明。

(1)函數(shù)的返回值只能通過return語句返回主調(diào)函數(shù)。

return語句的一般形式為

return表達(dá)式;或者為return(表達(dá)式);

該語句的功能是計算表達(dá)式的值，并返回給主調(diào)函數(shù)。在函數(shù)中允許有多個?return語句，但每次調(diào)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。

(2)函數(shù)返回值的類型和函數(shù)定義中函數(shù)的類型應(yīng)保持一致。如果兩者不一致，則以函數(shù)類型為準(zhǔn)，自動進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。

(3)如函數(shù)返回值為整型，在函數(shù)定義時可以省去類型說明。

(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”。為了使程序有良好的可讀性并減少出錯，凡不要求返回值的函數(shù)都應(yīng)定義為空類型。

5．函數(shù)的調(diào)用

在程序中是通過對函數(shù)的調(diào)用來執(zhí)行函數(shù)體的，其過程與其他語言的子程序調(diào)用相似。

Ｃ語言中，函數(shù)調(diào)用的一般形式為

函數(shù)名(實際參數(shù)表)

對無參函數(shù)調(diào)用時則無實際參數(shù)表。實際參數(shù)表中的參數(shù)可以是常數(shù)、變量或其他構(gòu)造類型的數(shù)據(jù)及表達(dá)式，各實參之間用逗號分隔。

在本項目中，函數(shù)的調(diào)用如下：

print(sweet);

judge(sweet);

任務(wù)二函數(shù)的實現(xiàn)

本項目中定義了兩個函數(shù)print和judge。其中，函數(shù)print的主要功能是打印出當(dāng)前每個小孩手里糖果的數(shù)目。具體實現(xiàn)如下。

這里的數(shù)組s[]是存儲每個小孩手里糖果的數(shù)目，整型變量j存儲的是分糖的次數(shù)。

另一個函數(shù)judge的主要功能是判斷每個小孩手里糖果的數(shù)目是否一致，如果不一致則返回1；一致則返回0。具體實現(xiàn)如下。

任務(wù)三實例體驗

在設(shè)計完整的項目之前，我們先演示一下分糖的過程，這樣大家可以體會本項目的處理過程。這種思想可以應(yīng)用到更多的問題和應(yīng)用上，總結(jié)起來，就是“數(shù)據(jù)驅(qū)動，手腦并用，步步模擬，豁然貫通”。

當(dāng)老師最初分給第一個小孩10塊，第二個小孩2塊，第三個小孩8塊，第四個小孩22塊，第五個小孩16塊，第六個小孩4塊，第七個小孩10塊，第八個小孩6塊，第九個小孩14塊，第十個小孩20塊，然后所有的小孩同時將手中的糖分一半給右邊的小孩；糖塊數(shù)為奇數(shù)的人可向老師要一塊。其步驟如下。

任務(wù)四算法歸納

根據(jù)任務(wù)一細(xì)化的功能和任務(wù)四中的實例，設(shè)計以下幾步實現(xiàn)功能，這些步驟即可稱為算法。

任務(wù)五畫流程圖

用流程圖的方式表示上述算法，如圖5.1所示。圖5.1流程圖

任務(wù)六項目實現(xiàn)

運行結(jié)果如圖5.2所示。

圖5.2運行結(jié)果

任務(wù)七知識擴(kuò)展

1．函數(shù)的嵌套調(diào)用

C語言中不允許作嵌套的函數(shù)定義，因此各函數(shù)之間是平行的，不存在上一級函數(shù)和下一級函數(shù)的問題。但是Ｃ語言允許在一個函數(shù)的定義中出現(xiàn)對另一個函數(shù)的調(diào)用，這樣就出現(xiàn)了函數(shù)的嵌套調(diào)用，即在被調(diào)函數(shù)中又調(diào)用其他函數(shù)。這與其他語言子程序嵌套的情形是類似的。其關(guān)系可由圖5.3表示。圖5.3函數(shù)的嵌套調(diào)用

圖5.2表示了兩層嵌套的情形。其執(zhí)行過程是：執(zhí)行main函數(shù)中調(diào)用a函數(shù)的語句時，即轉(zhuǎn)去執(zhí)行a函數(shù)，在a函數(shù)中調(diào)用b函數(shù)時，又轉(zhuǎn)去執(zhí)行b函數(shù)，b函數(shù)執(zhí)行完畢返回a函數(shù)的斷點繼續(xù)執(zhí)行，a函數(shù)執(zhí)行完畢返回main函數(shù)的斷點繼續(xù)執(zhí)行。

2．函數(shù)的遞歸調(diào)用

一個函數(shù)在它的函數(shù)體內(nèi)調(diào)用它自身稱為遞歸調(diào)用，這種函數(shù)稱為遞歸函數(shù)。Ｃ語言允許函數(shù)的遞歸調(diào)用。在遞歸調(diào)用中，主調(diào)函數(shù)又是被調(diào)函數(shù)。執(zhí)行遞歸函數(shù)將反復(fù)調(diào)用其自身，每調(diào)用一次就進(jìn)入新的一層。

例如有函數(shù)f如下：

intf(intx)

{

inty;

z=f(y);

returnz;

}

這個函數(shù)是一個遞歸函數(shù)，但是運行該函數(shù)將無休止地調(diào)用其自身，這當(dāng)然是不正確的。為了防止遞歸調(diào)用無終止地進(jìn)行，必須在函數(shù)內(nèi)有終止遞歸調(diào)用的手段。常用的辦法是加條件判斷，滿足某種條件后就不再作遞歸調(diào)用，然后逐層返回。下面舉例說明遞歸調(diào)用的執(zhí)行過程。

【例5-1】用遞歸法計算n！。

用遞歸法計算n!可用下述公式表示：

按公式可編程如下：

程序中給出的函數(shù)ff是一個遞歸函數(shù)。主函數(shù)調(diào)用ff后即進(jìn)入函數(shù)ff執(zhí)行，無論n<0，n=0或n=1都將結(jié)束函數(shù)的執(zhí)行，否則就遞歸調(diào)用ff函數(shù)自身。每次遞歸調(diào)用的實參為n-1，即把n-1的值賦予形參n，最后當(dāng)n-1的值為1時再作遞歸調(diào)用，形參n的值也為1，將使遞歸終止。然后可逐層退回。

下面我們再舉例說明該過程。設(shè)執(zhí)行本程序時輸入為5，即求5!。在主函數(shù)中的調(diào)用語句即為y=ff(5)，進(jìn)入ff函數(shù)后，由于n=5，不等于0或1，故應(yīng)執(zhí)行f=ff(n-1)*n，即f=ff(5-1)*5。該語句對ff作遞歸調(diào)用即ff(4)。

進(jìn)行4次遞歸調(diào)用后，ff函數(shù)形參取得的值變?yōu)?，故不再繼續(xù)遞歸調(diào)用而開始逐層返回主調(diào)函數(shù)。ff(1)的函數(shù)返回值為1，ff(2)的返回值為1*2=2，ff(3)的返回值為2*3=6，ff(4)的返回值為6*4=24，最后ff(5)的返回值為24*5=120。

也可以不用遞歸的方法來完成。如可以用遞推法，即從1開始乘以2，再乘以3…直到n。遞推法比遞歸法更容易理解和實現(xiàn)。

思?考?與?練?習(xí)

一、選擇題

1．若調(diào)用一個函數(shù)，且此函數(shù)中沒有return語句，則關(guān)于該函數(shù)的說法正確的是()。

A．沒有返回值

B．返回若干個系統(tǒng)默認(rèn)值

C．能返回一個用戶所希望的函數(shù)值

D．返回一個不確定的值

2．在C語言中，以下不正確的說法是()。

A．實參可以是常量、變量或表達(dá)式

B．形參可以是常量、變量或表達(dá)式

C．實參可以是任意類型

D．實參與其對應(yīng)的形參類型一致

3．有以下函數(shù)定義：

viodfun(intn,doublex){........}

若以下選項中的變量都已經(jīng)正確定義并賦值，則對函數(shù)fun的正確調(diào)用語句是()。

A．fun(inty，doublem);

B．k=fun(10，12.5);

C．fun(x，n); D．voidfun(n，x);

4．以下程序運行后，輸出結(jié)果是()。

A．84 B．99 C．95 D．44

5．若程序中定義了以下函數(shù)：

doublemyadd(doublea,doubleb){

return(a+b);

}

并將其放在調(diào)用語句之后，則在調(diào)用之前應(yīng)該對該函數(shù)進(jìn)行說明，以下選項中的錯誤說明是()。

A．doublemyadd(doublea，b);

B．doublemyadd(double，double);

C．doublemyadd(doubleb，doublea);

D．doublemyadd(doublex，doubley);

6．以下函數(shù)的類型是()。

fff(floatx){

printf("%d\n",x*x);

}

A．與參數(shù)x的類型相同 B．void類型

C．int類型 D．無法確定

7．有如下函數(shù)調(diào)用語句，則該函數(shù)調(diào)用語句中，含有的實參個數(shù)是()。

fuc(rec1,rec2+rec3,(rec4,rec5));

A．3個

B．4個 C．5個D．無法確定

8．若函數(shù)的形參為一維數(shù)組，則下列說法中正確的是()。

A．調(diào)用函數(shù)時的對應(yīng)實參必為數(shù)組名

B．形參數(shù)組可以不指定大小

C．形參數(shù)組的元素個數(shù)必須等于實參數(shù)組的元素個數(shù)

D．形參數(shù)組的元素個數(shù)必須多于實參數(shù)組的元素個數(shù)

9．若用數(shù)組名作為函數(shù)調(diào)用的實參，傳遞給形參的是()。

A．?dāng)?shù)組的首地址 B．?dāng)?shù)組第一個元素的值

C．?dāng)?shù)組中全部元素的值

D．?dāng)?shù)組元素的個數(shù)

10．一個函數(shù)返回值的類型是由()。

A．return語句中的表達(dá)式類型決定的

B．定義函數(shù)時所指定的函數(shù)類型決定的

C．調(diào)用該函數(shù)的主調(diào)函數(shù)的類型決定的

D．在調(diào)用函數(shù)時臨時指定的

二、填空題

1．下面程序的運行結(jié)果是________。

2．下列程序在數(shù)組中同時查找最大元素和最小元素的下標(biāo)，分別存放在main()函數(shù)的max和min中，請?zhí)羁铡?/p>

3．下列程序用于求數(shù)組a中所有元素之和。prime()用來判斷自變量是否是素數(shù)，請?zhí)羁铡?/p>

4．以下程序中函數(shù)huiwen的功能是檢查一個字符串是否為回文。當(dāng)字符串是回文時，函數(shù)返回字符串：yes！；否則返回字符串：no！，并在主函數(shù)中輸出。所謂回文即正向與反向的拼寫都一樣，例如，12321就是回文。請?zhí)羁铡?/p>

#include<stdio.h>

三、編程題

1．寫出一個函數(shù)：將某已知數(shù)組的奇數(shù)項組合成一個新的數(shù)組。在主函數(shù)中調(diào)用該函數(shù)，并循環(huán)輸出新數(shù)組的內(nèi)容。要求：

(1)主函數(shù)定義一個初始化的數(shù)組，該數(shù)組的值為：1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11。

(2)寫出一個函數(shù)，該函數(shù)的函數(shù)名為OddArray，函數(shù)需要的參數(shù)個數(shù)為一個，參數(shù)數(shù)據(jù)類型為數(shù)組，函數(shù)的返回值為數(shù)組。函數(shù)體實現(xiàn)功能：將參數(shù)數(shù)組中的奇數(shù)項存入另外一個數(shù)組，并返回該數(shù)組到主函數(shù)中。

(3)在主函數(shù)中定義一個新的數(shù)組，用于取得函數(shù)OddArray的返回值，然后循環(huán)顯示數(shù)組的值。(顯示出來1，3，5，7，9，11)

2．利用遞歸方法求5！。

用遞歸方式求出階乘的值。遞歸的方式為：

5！=4！*5

4！=3！*4

3！=2！*3

2！=1！*2

1！=1

即要求出5！，先求出4！，要求出4！，先求出3！……以此類推。要求：

(1)定義一個函數(shù)，用于求階乘的值。

(2)在主函數(shù)中調(diào)用該遞歸函數(shù)，求出5的階乘，并輸出結(jié)果。

3．利用求n！的方法計算2!+3!+4!+5!的值。要求：

分別利用遞歸和非遞歸方法實現(xiàn)求n！。

4．請編寫函數(shù)FUN，其功能是：將兩個兩位數(shù)的正整數(shù)A、B合并形成一個整數(shù)放在C中。合并的方式是：將A數(shù)的十位和個位數(shù)依次放在C數(shù)的個位和十位上，B數(shù)的十位和個位數(shù)依次放在C數(shù)的百位和千位上。例如，當(dāng)A=16，B=35，調(diào)用該函數(shù)后，C=5361。

5．打印出2～99的同構(gòu)數(shù)。同構(gòu)數(shù)是指這個數(shù)為該數(shù)平方的尾數(shù)，如5的平方為25，6的平方為36，25的平方為625。要求：

調(diào)用帶有一個輸入?yún)?shù)的方法或函數(shù)實現(xiàn)，此方法或函數(shù)用于判斷某個整數(shù)是否為同構(gòu)數(shù)，輸入?yún)?shù)為一個整型參數(shù)，返回值為布爾型。

6．編程實現(xiàn)判斷一個整數(shù)是否為素數(shù)。要求：

用帶有一個輸入?yún)?shù)的函數(shù)實現(xiàn)，返回值為布爾類型。

7．當(dāng)n=5時，求表達(dá)式：1/1!+1/2!+1/3!+…+1/N!的值，保留4位小數(shù)位。要求：

用函數(shù)(遞歸)實現(xiàn)、Round函數(shù)調(diào)用。

8．隨著城市的發(fā)展，公交車變成了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚慕煌üぞ?，而在高?/p>