第6章函數(shù)與宏定義.ppt

1、03:34,1/49,第六章 函數(shù)與宏定義,6.1 函數(shù)概念,6.2 變量作用域和存儲(chǔ)類(lèi)型,6.3 內(nèi)部函數(shù)與外部函數(shù),6.4 遞歸函數(shù)設(shè)計(jì)和調(diào)用,6.6 綜合范例,03:34,2/49,6.1 函數(shù)概念,C語(yǔ)言允許把問(wèn)題設(shè)計(jì)成一個(gè)一個(gè)的模塊，程序通過(guò)調(diào)用模塊功能來(lái)解決問(wèn)題。這些模塊通常都是通過(guò)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，又可稱(chēng)其為函數(shù)模塊。,C語(yǔ)言中，函數(shù)可分為兩類(lèi) ：,一類(lèi)是由系統(tǒng)定義的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，又稱(chēng)為庫(kù)函數(shù)，其函數(shù)聲明一般是放在系統(tǒng)的include目錄下以.h為后綴的頭文件中，如在程序中要用到某個(gè)庫(kù)函數(shù)，必須在調(diào)用該函數(shù)之前用#include命令將庫(kù)函數(shù)信息包含到本程序中。,另一類(lèi)函數(shù)是自定義函數(shù) ，

2、兩種形式：,第一種：函數(shù)聲明、函數(shù)調(diào)用、函數(shù)定義。 第二種：函數(shù)定義、函數(shù)調(diào)用。,03:34,3/49, 6.1.1 函數(shù)定義,函數(shù)定義的一般形式可以有兩種。,形式一：,存儲(chǔ)類(lèi)型符 返回值類(lèi)型符 函數(shù)名(形參說(shuō)明表) 函數(shù)語(yǔ)句體 ,形式二：,存儲(chǔ)類(lèi)型符 返回值類(lèi)型型符 函數(shù)名(形參表) 形參說(shuō)明； 函數(shù)語(yǔ)句體 ,03:34,4/49,說(shuō)明：,1存儲(chǔ)類(lèi)型符指的是函數(shù)的作用范圍，它只有兩種形式：static和extern。 static說(shuō)明函數(shù)只能作用于其所在的源文件，用static說(shuō)明的函數(shù)又稱(chēng)為內(nèi)部函數(shù)。 extern說(shuō)明函數(shù)可被其它源文件中的函數(shù)調(diào)用，用extern說(shuō)明的函數(shù)，又稱(chēng)為外部函數(shù)

3、。 缺省情況為extern。,2返回值類(lèi)型符指的是函數(shù)體語(yǔ)句執(zhí)行完成后，函數(shù)返回的值的類(lèi)型，如int， float, char等等，若函數(shù)無(wú)返回值，則用空類(lèi)型void來(lái)定義函數(shù)的返回值。 缺省情況為int型。,03:34,5/49,3函數(shù)名由任何合法的標(biāo)識(shí)符構(gòu)成。建議將函數(shù)名的命名與函數(shù)內(nèi)容有一定關(guān)系。,4在第一種函數(shù)定義的形式中，形參說(shuō)明表是一系列用逗號(hào)分開(kāi)的每個(gè)形參變量說(shuō)明。 如：int x, int y, int z 這表示形參變量有三個(gè)：x, y, z。它們的類(lèi)型都是int型。 在第二種函數(shù)定義的形式中，形參表是一系列用逗號(hào)分開(kāi)的形參變量。如：x, y, z,5函數(shù)語(yǔ)句體是放在一對(duì)花括

4、號(hào) 中，由局部數(shù)據(jù)類(lèi)型描述和功能實(shí)現(xiàn)兩部分組成。,03:34,6/49,6函數(shù)返回語(yǔ)句的形式有以下兩種： 函數(shù)無(wú)返回值的情況：return； 函數(shù)有返回值的情況：return(表達(dá)式的值)； 在第種情況下要注意“表達(dá)式的值”的類(lèi)型必須與函數(shù)返回值的類(lèi)型相一致。,例如：求兩個(gè)任意整數(shù)的絕對(duì)值的和，用函數(shù)abs_sum()實(shí)現(xiàn)。,/*直接調(diào)用庫(kù)函數(shù)來(lái)計(jì)算m和n的絕對(duì)值 */ int abs_sum(int m, int n) return (abs(m)+abs(n)； /*函數(shù)abs()是在頭文件math.h中聲明的*/,03:34,7/49,函數(shù)定義如下： int abs_sum(int m,

5、 int n) if (m0) m=-m; if(n0) n=-n; return(m+n); ,6.1.2 函數(shù)聲明和調(diào)用,一函數(shù)的聲明 函數(shù)聲明的一般形式：,存儲(chǔ)類(lèi)型符 返回值類(lèi)型符 函數(shù)名(形參說(shuō)明表)； 如：int abs-sun(int m, int n)；,03:34,8/49,二函數(shù)調(diào)用 函數(shù)調(diào)用是通過(guò)函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分兩種形式：,無(wú)返回值的情況： 函數(shù)名(實(shí)參表)； 有返回值的情況： 變量名函數(shù)名(實(shí)參表)； 該變量名的類(lèi)型必須與函數(shù)的返回值類(lèi)型相同。,函數(shù)調(diào)用時(shí)都會(huì)去執(zhí)行函數(shù)語(yǔ)句中的內(nèi)容，函數(shù)執(zhí)行完畢后，回到函數(shù)的調(diào)用處，繼續(xù)執(zhí)行下面的語(yǔ)句。,03:34,9/49,6.

6、1.3 函數(shù)的傳值方式,函數(shù)的傳值方式： 采用實(shí)參表將每一個(gè)實(shí)參的值相應(yīng)地傳遞給每一個(gè)形參變量，形參變量在接收到實(shí)參表傳過(guò)來(lái)的值時(shí)，會(huì)在內(nèi)存臨時(shí)開(kāi)辟新的空間，以保留形參變量的值，當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完畢時(shí)，這些臨時(shí)開(kāi)辟的內(nèi)存空間會(huì)被釋放，并且形參的值在函數(shù)中不論是否發(fā)生變化，都不會(huì)影響到實(shí)參變量的值的變化，這就是函數(shù)的傳值方式。,自定義函數(shù)在程序中的使用順序有兩種形式：, 先進(jìn)行函數(shù)聲明，再進(jìn)行函數(shù)調(diào)用，函數(shù)定義放在函數(shù)調(diào)用之后。函數(shù)聲明在函數(shù)調(diào)用之前。 函數(shù)定義放在函數(shù)調(diào)用之前。,03:34,10/49,【例6-1】 編程序，通過(guò)調(diào)用函數(shù)abs-sum()，求任意兩個(gè)整數(shù)的絕對(duì)值的和。,/*exam6

7、_1.c 調(diào)用函數(shù)求兩整數(shù)絕對(duì)值的和*/ #include int abs_sum(int m,int n); main() int x,y,z; scanf(%d%d, ,程序運(yùn)行結(jié)果: 7 12 sum is 19,03:34,11/49,用傳值方式調(diào)用函數(shù)時(shí)，實(shí)參也可以是函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句,【例6-2】求任意三個(gè)數(shù)的絕對(duì)值的和。,/*exam6_2.c 調(diào)用函數(shù)求三個(gè)整數(shù)絕對(duì)值的和*/ #include int abs_sum(int m,int n); main() int x,y,z,sum; scanf(%d%d%d, ,程序運(yùn)行結(jié)果: 7 12 5 sum is 24,03:34,12

8、/49,注意：,對(duì)于有返回值的函數(shù)，調(diào)用時(shí)若沒(méi)有把它賦給某個(gè)變量，仍然是可以的，只是函數(shù)的返回值有可能會(huì)被丟失。,【例6-3】 求任意兩數(shù)的乘積。,自定義一個(gè)函數(shù)mul()，用于求兩數(shù)的乘積，程序： /*exam6_3.c 求兩個(gè)數(shù)的乘積*/ #include float mul(float a,float b); main() float x,y,z; scanf(%f %f, /* */,03:34,13/49,x=x*2; y=y*2; printf(z=%f,mul(%f,%f)=%fn,z,x,y,mul(x,y); /* */ float mul(float a,float b)

9、return a*b; ,程序運(yùn)行結(jié)果: 5 6 z=30.000000,mul(30.000000,-8.000000)=-240.000000,03:34,14/49,程序說(shuō)明：,注釋處調(diào)用函數(shù)后的返回值賦給變量z。,注釋處調(diào)用函數(shù)后的返回值沒(méi)有賦給任何變量，函數(shù)的返回值被丟失。,注釋處調(diào)用函數(shù)后的返回值成為了printf()函數(shù)的參數(shù)。,03:34,15/49,6.2 變量作用域和存儲(chǔ)類(lèi)型,一變量的作用域,變量的作用域：指的是變量的有效范圍，針對(duì)變量不同的作用域，可把變量分為局部變量和全局變量。,局部變量：在函數(shù)內(nèi)部或某個(gè)控制塊的內(nèi)部定義的變量為局部變量，局部變量的有效范圍只限于本函數(shù)內(nèi)

10、部，退出函數(shù)，該變量自動(dòng)失效。,全局變量：在函數(shù)外面定義的變量稱(chēng)為全局變量，全局變量的作用域是從該變量定義的位置開(kāi)始，直到源文件結(jié)束。在同一文件中的所有函數(shù)都可以引用全局變量。,03:34,16/49,局部變量和全局變量的作用域如圖所示：,03:34,17/49,【例6-4】 變量作用域應(yīng)用舉例，閱讀下面的程序，注意區(qū)分局部變量和全局變量的作用域。,/*exam6_4.c 變量作用域舉例*/ #include void a( void ); void b( void ); void c( void ); int x = 1; main() int x = 5; printf(local x i

11、n outer scope of main is %dn, x );,03:34,18/49, int x = 7; printf( local x in inner scope of main is %dn, x ); printf( local x in outer scope of main is %dn, x ); a(); b(); c(); a(); b(); c();,前三次輸出結(jié)果: local x in outer scope of main is 5 local x in inner scope of main is 7 local x in outer scope of

12、main is 5,03:34,19/49,printf( local x in main is %dn, x ); getchar(); return 0; void a( void ) int x = 25; printf( nlocal x in a is %d after entering an, x ); +x; printf( local x in a is %d before exiting an, x ); ,03:34,20/49,void b( void ) static int x = 50; printf( nlocal static x is %d on enteri

13、ng bn, x ); +x; printf( local static x is %d on exiting bn, x ); void c( void ) printf( nglobal x is %d on entering cn, x ); x *= 10; printf( global x is %d on exiting cn, x ); ,03:34,21/49,程序運(yùn)行結(jié)果: 后6次函數(shù)調(diào)用,local x in a is 25 after entering a local x in a is 26 before exiting a local static x is 50 o

14、n entering b local static x is 51 on exiting b global x is 1 on entering c global x is 10 on exiting c local x in a is 25 after entering a local x in a is 26 before exiting a local static x is 51 on entering b local static x is 52 on exiting b global x is 10 on entering c global x is 100 on exiting

15、c,最后一次輸出： local x in main is 5,03:34,22/49,二變量的存儲(chǔ)類(lèi)型,變量的存儲(chǔ)類(lèi)型：指的是變量的存儲(chǔ)屬性，它說(shuō)明變量占用存儲(chǔ)空間的區(qū)域。,在內(nèi)存中，供用戶(hù)使用的存儲(chǔ)區(qū)由程序區(qū)、靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)三部分組成。,變量的存儲(chǔ)類(lèi)型有四種：auto型、register型、static型和extern型。,auto型變量存儲(chǔ)在內(nèi)存的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)。 register型變量保存在寄存器中。 static型變量和extern型變量存儲(chǔ)在靜態(tài)存儲(chǔ)器。,03:34,23/49,局部變量的存儲(chǔ)類(lèi)型缺省值為auto型 。 全局變量的存儲(chǔ)類(lèi)型缺省值為extern型 。,auto型變量

16、和register型變量只用于定義局部變量。 static型變量即可定義成局部變量，又可定義成全局變量。,【例6-5】 設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)：long fac(int n)，可用來(lái)計(jì)算15的階乘。,分析：可在函數(shù)中定義一個(gè)static型變量，用來(lái)保存上次的計(jì)算結(jié)果。,03:34,24/49,/*exam6_5.c 用static型變量保留上次階乘的值*/ #include long fac(int n) static int f=1; f=f*n; return f; main() int i; for(i=1;i=5;i+) printf(%d!=%ldn,i,fac(i); ,程序運(yùn)行結(jié)果: 1!

17、=1 2!=2 3!=6 4!=24 5!=120,局部變量f被定義成static型的，因此，它只在該函數(shù)第1次被調(diào)用的時(shí)候初始化其值為1，以后再調(diào)用該函數(shù)時(shí)，不再進(jìn)行初始化，而是使用上一次調(diào)用的值。,03:34,25/49,6.3 內(nèi)部函數(shù)與外部函數(shù),一內(nèi)部函數(shù),若函數(shù)的存儲(chǔ)類(lèi)型為static型，則稱(chēng)其為內(nèi)部函數(shù)或稱(chēng)靜態(tài)函數(shù)，它表示在同一個(gè)程序中（由多個(gè)源文件組成），該函數(shù)只能在一個(gè)文件中存在，在其它文件中不可使用。,如：static int fun-name()； 內(nèi)部函數(shù)只能被其所在的源文件調(diào)用。,二外部函數(shù),若函數(shù)的存儲(chǔ)類(lèi)型定義為extern型，則稱(chēng)其為外部函數(shù)，它表示該函數(shù)能被其它源

18、文件調(diào)用。函數(shù)的缺省存儲(chǔ)類(lèi)型為extern型。,注意：在需要用到外部函數(shù)的文件中，其函數(shù)聲明必須用extern進(jìn)行說(shuō)明。,03:34,26/49,例如：有兩個(gè)源文件file1.c和file2.c如下所示：,/* file1.c 調(diào)用外部函數(shù)*/ # include int mod(int a, int b); extern int add (int m, int n); /*外部函數(shù)聲明* main() int x, y, result; scanf (“%d%d”, ,03:34,27/49,int mod(int a, int b) return(a%d); /* file2.c外部函數(shù)*

19、/ extern int add(int m, int n) return(m+n); ,說(shuō)明：,1在文件1(file1.c)中的函數(shù)聲明： int mod(int a, int b); 實(shí)際上相當(dāng)于：extern int mod(int a, int b);,03:34,28/49,2在文件2(file2.c)中的函數(shù)定義： extern int add(int m, int n) return(m+n); 實(shí)際上相當(dāng)于：int add(int m, int n) return(m+n); ,3由多個(gè)源文件組成一個(gè)程序時(shí)，main()函數(shù)只能出現(xiàn)在一個(gè)源文件中。,03:34,29/49,4多

20、個(gè)源文件的連接方式有三種：,將各源文件分別編譯成目標(biāo)文件，得到多個(gè)目標(biāo)文件（.obj后綴），然后用連接命令（tlink）把多個(gè).obj文件連接起來(lái)，在Turbo c上用如下命令： tlink file1.obj+file2.obj+filen.obj 生成一個(gè)file1.exe的可執(zhí)行文件。,建立項(xiàng)目文件（.prj后綴），具體操作可參閱各種C編譯手冊(cè)。,使用文件包含命令。,03:34,30/49,6.4 遞歸函數(shù)設(shè)計(jì)和調(diào)用,C語(yǔ)言中一個(gè)函數(shù)中的語(yǔ)句可以是對(duì)另一個(gè)函數(shù)的調(diào)用。,函數(shù)嵌套調(diào)用圖例：,調(diào)用過(guò)程按圖中箭頭所示的方向和順序進(jìn)行，屬于一種線性調(diào)用關(guān)系，每次調(diào)用后，最終返回到原調(diào)用點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)

21、行以下語(yǔ)句。,03:34,31/49,C語(yǔ)言中還允許在函數(shù)中調(diào)用自身，或函數(shù)之間相互調(diào)用，這種調(diào)用方式稱(chēng)之為遞歸。遞歸又分為直接遞歸調(diào)用和間接遞歸調(diào)用。,直接遞歸調(diào)用；函數(shù)直接調(diào)用自身。,間接遞歸調(diào)用：函數(shù)互相調(diào)用對(duì)方。,直接遞歸：,int temp (int x) int y, z; z=temp(y); ,03:34,32/49,間接遞歸：,顯然，遞歸有可能陷入無(wú)限遞歸狀態(tài)，最終導(dǎo)致錯(cuò)誤發(fā)生。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)遞歸問(wèn)題必須具備兩個(gè)條件：,1后一部分與原始問(wèn)題類(lèi)似。 2后一問(wèn)題是原始問(wèn)題的簡(jiǎn)化。,03:34,33/49,【例6-6】 編程，從鍵盤(pán)輸入一個(gè)正整數(shù)n，求n!。,n!的數(shù)字表達(dá)式為：

22、n!=,定義一個(gè)求n!的函數(shù)：long fac(int n) long fac(int n) long result; if (n= = 0 | n= =1) result =1; else result=n*fac(n-1); return(result); ,03:34,34/49,完整程序如下：,/*exam6_6.c 用遞歸法求n!*/ #include long fac(int n) long result; if(n=0|n=1) result=1; else result=n*fac(n-1); return result; main() int x; long f;,03:34

23、,35/49,scanf(%d, ,程序運(yùn)行結(jié)果: 6 6!=720,03:34,36/49,【例6-7】 求Fibonacci數(shù)列第i項(xiàng)的值。 Fibonacci數(shù)列：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21,其數(shù)字表達(dá)式為： fibonacci(0)=0 fibonacci(1)=1 fibonacci(n)=fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2) (n1),設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)：long fibonacci (int n)用于計(jì)算數(shù)列中第n項(xiàng)的值，,03:34,37/49,程序如下所示：,/*exam6_7.c 求第n項(xiàng)Fibonacci數(shù)列的值*/ #incl

24、ude long fibonacci(int n); main() int x=0; long result; do result=fibonacci(x); printf(fibonacci(%d)=%ldn,x,result); scanf(%d, ,03:34,38/49,long fibonacci(int n) if(n=0|n=1) return n; else return fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2); ,程序運(yùn)行結(jié)果: fibonacci(0)=0 3 fibonacci(3)=2 4 fibonacci(4)=3 6,03:34,39/49,以

25、x=4為例，下圖說(shuō)明了fibonacci函數(shù)是怎樣計(jì)算fibonacci(4)的。圖中把fibonacci簡(jiǎn)寫(xiě)成f。,03:34,40/49,6.6 綜合范例,【例6-12】 在屏幕上畫(huà)一個(gè)1818大小的棋盤(pán)。,程序如下：,/*exam6_12.c 在屏幕上畫(huà)一個(gè)棋盤(pán)*/ #include #include #include /*定義畫(huà)棋盤(pán)所需的制表符*/ #define LU 0 xda /*左上角*/ #define RU 0 xbf /*右上角*/ #define LD 0 xc0 /*左下角*/ #define RD 0 xd9 /*右下角*/ #define L 0 xc3 /*左邊

26、*/ #define R 0 xb4 /*右邊*/,03:34,41/49,#define U 0 xc2 /*上邊*/ #define D 0 xc1 /*下邊*/ #define CROSS 0 xc5 /*十字叉*/ /*棋盤(pán)左上角坐標(biāo)*/ #define MAP_X 5 #define MAP_Y 5 void draw_cross(int x,int y); void draw_map(); main() textmode(C40); draw_map(); ,03:34,42/49,/*函數(shù)定義:*/ void draw_map() /*畫(huà)棋盤(pán)*/ int i,j; for(i=0;i19;i+) for(j=0;j19;j+) draw_cross(i,j); void draw_cross(int x,int y) gotoxy(x+MAP_X,y+MAP_Y); textcolor(GREEN); if(x=0 ,03:34,43/49,if(x=0 ,03:34,44/49,if(x=0) putch(L); /*畫(huà)左邊*/ return; if(x=18) putch(R); /*畫(huà)右邊*/ return; if(y=0) putch(U); /*畫(huà)上邊*/ return;