c语言第六章函数与宏定义.ppt

2023/11/7,1,第六章 函数与宏定义,6.1 函数概念,6.2 变量作用域和存储类型,6.3 内部函数与外部函数,6.4 递归函数设计和调用,6.6 综合范例,2023/11/7,2,6.1 函数概念,C语言允许把问题设计成一个一个的模块，程序通过调用模块功能来解决问题。这些模块通常都是通过函数来实现的，又可称其为函数模块。,C语言中，函数可分为两类：,一类是由系统定义的标准函数，又称为库函数，其函数声明一般是放在系统的include目录下以.h为后缀的头文件中，如在程序中要用到某个库函数，必须在调用该函数之前用#include命令将库函数信息包含到本程序中。,另一类函数是自定义函数，两种形式：,第一种：函数声明、函数调用、函数定义。第二种：函数定义、函数调用。,2023/11/7,3,6.1.1 函数定义,函数定义的一般形式可以有两种。,形式一：,存储类型符 返回值类型符 函数名(形参说明表)函数语句体,形式二：,存储类型符 返回值类型型符 函数名(形参表)形参说明；函数语句体,2023/11/7,4,说明：,1存储类型符指的是函数的作用范围，它只有两种形式：static和extern。static说明函数只能作用于其所在的源文件，用static说明的函数又称为内部函数。extern说明函数可被其它源文件中的函数调用，用extern说明的函数，又称为外部函数。缺省情况为extern。,2返回值类型符指的是函数体语句执行完成后，函数返回的值的类型，如int，float,char等等，若函数无返回值，则用空类型void来定义函数的返回值。缺省情况为int型。,2023/11/7,5,3函数名由任何合法的标识符构成。建议将函数名的命名与函数内容有一定关系。,4在第一种函数定义的形式中，形参说明表是一系列用逗号分开的每个形参变量说明。如：int x,int y,int z这表示形参变量有三个：x,y,z。它们的类型都是int型。在第二种函数定义的形式中，形参表是一系列用逗号分开的形参变量。如：x,y,z,5函数语句体是放在一对花括号 中，由局部数据类型描述和功能实现两部分组成。,2023/11/7,6,6函数返回语句的形式有以下两种：函数无返回值的情况：return；函数有返回值的情况：return(表达式的值)；在第种情况下要注意“表达式的值”的类型必须与函数返回值的类型相一致。,例如：求两个任意整数的绝对值的和，用函数abs_sum()实现。,/*直接调用库函数来计算m和n的绝对值*/int abs_sum(int m,int n)return(abs(m)+abs(n)；/*函数abs()是在头文件math.h中声明的*/,2023/11/7,7,函数定义如下：int abs_sum(int m,int n)if(m0)m=-m;if(n0)n=-n;return(m+n);,6.1.2 函数声明和调用,一函数的声明函数声明的一般形式：,存储类型符 返回值类型符 函数名(形参说明表)；如：int abs-sun(int m,int n)；,2023/11/7,8,二函数调用函数调用是通过函数调用语句来实现的，分两种形式：,无返回值的情况：函数名(实参表)；有返回值的情况：变量名函数名(实参表)；该变量名的类型必须与函数的返回值类型相同。,函数调用时都会去执行函数语句中的内容，函数执行完毕后，回到函数的调用处，继续执行下面的语句。,2023/11/7,9,6.1.3 函数的传值方式,函数的传值方式：采用实参表将每一个实参的值相应地传递给每一个形参变量，形参变量在接收到实参表传过来的值时，会在内存临时开辟新的空间，以保留形参变量的值，当函数执行完毕时，这些临时开辟的内存空间会被释放，并且形参的值在函数中不论是否发生变化，都不会影响到实参变量的值的变化，这就是函数的传值方式。,自定义函数在程序中的使用顺序有两种形式：,先进行函数声明，再进行函数调用，函数定义放在函数调用之后。函数声明在函数调用之前。函数定义放在函数调用之前。,2023/11/7,10,【例6-1】编程序，通过调用函数abs-sum()，求任意两个整数的绝对值的和。,/*exam6_1.c 调用函数求两整数绝对值的和*/#include int abs_sum(int m,int n);main()int x,y,z;scanf(%d%d,程序运行结果:7 12sum is 19,2023/11/7,11,用传值方式调用函数时，实参也可以是函数调用语句,【例6-2】求任意三个数的绝对值的和。,/*exam6_2.c 调用函数求三个整数绝对值的和*/#include int abs_sum(int m,int n);main()int x,y,z,sum;scanf(%d%d%d,程序运行结果:7 12 5sum is 24,2023/11/7,12,注意：,对于有返回值的函数，调用时若没有把它赋给某个变量，仍然是可以的，只是函数的返回值有可能会被丢失。,【例6-3】求任意两数的乘积。,自定义一个函数mul()，用于求两数的乘积，程序：/*exam6_3.c 求两个数的乘积*/#include float mul(float a,float b);main()float x,y,z;scanf(%f%f,/*/,2023/11/7,13,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)return a*b;,程序运行结果:5 6z=30.000000,mul(30.000000,-8.000000)=-240.000000,2023/11/7,14,程序说明：,注释处调用函数后的返回值赋给变量z。,注释处调用函数后的返回值没有赋给任何变量，函数的返回值被丢失。,注释处调用函数后的返回值成为了printf()函数的参数。,2023/11/7,15,6.2 变量作用域和存储类型,一变量的作用域,变量的作用域：指的是变量的有效范围，针对变量不同的作用域，可把变量分为局部变量和全局变量。,局部变量：在函数内部或某个控制块的内部定义的变量为局部变量，局部变量的有效范围只限于本函数内部，退出函数，该变量自动失效。,全局变量：在函数外面定义的变量称为全局变量，全局变量的作用域是从该变量定义的位置开始，直到源文件结束。在同一文件中的所有函数都可以引用全局变量。,2023/11/7,16,局部变量和全局变量的作用域如图所示：,2023/11/7,17,【例6-4】变量作用域应用举例，阅读下面的程序，注意区分局部变量和全局变量的作用域。,/*exam6_4.c 变量作用域举例*/#include void a(void);void b(void);void c(void);int x=1;main()int x=5;printf(local x in outer scope of main is%dn,x);,2023/11/7,18,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();,前三次输出结果:local x in outer scope of main is 5local x in inner scope of main is 7local x in outer scope of main is 5,2023/11/7,19,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);,2023/11/7,20,void b(void)static int x=50;printf(nlocal static x is%d on entering 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);,2023/11/7,21,程序运行结果:后6次函数调用,local x in a is 25 after entering alocal x in a is 26 before exiting alocal static x is 50 on entering blocal static x is 51 on exiting bglobal x is 1 on entering cglobal x is 10 on exiting clocal x in a is 25 after entering alocal x in a is 26 before exiting alocal static x is 51 on entering blocal static x is 52 on exiting bglobal x is 10 on entering cglobal x is 100 on exiting c,最后一次输出：local x in main is 5,2023/11/7,22,二变量的存储类型,变量的存储类型：指的是变量的存储属性，它说明变量占用存储空间的区域。,在内存中，供用户使用的存储区由程序区、静态存储区和动态存储区三部分组成。,变量的存储类型有四种：auto型、register型、static型和extern型。,auto型变量存储在内存的动态存储区。register型变量保存在寄存器中。static型变量和extern型变量存储在静态存储器。,2023/11/7,23,局部变量的存储类型缺省值为auto型。全局变量的存储类型缺省值为extern型。,auto型变量和register型变量只用于定义局部变量。static型变量即可定义成局部变量，又可定义成全局变量。,【例6-5】设计一个函数：long fac(int n)，可用来计算15的阶乘。,分析：可在函数中定义一个static型变量，用来保存上次的计算结果。,2023/11/7,24,/*exam6_5.c 用static型变量保留上次阶乘的值*/#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);,程序运行结果:1!=1 2!=2 3!=6 4!=24 5!=120,局部变量f被定义成static型的，因此，它只在该函数第1次被调用的时候初始化其值为1，以后再调用该函数时，不再进行初始化，而是使用上一次调用的值。,2023/11/7,25,6.3 内部函数与外部函数,一内部函数,若函数的存储类型为static型，则称其为内部函数或称静态函数，它表示在同一个程序中（由多个源文件组成），该函数只能在一个文件中存在，在其它文件中不可使用。,如：static int fun-name()；内部函数只能被其所在的源文件调用。,二外部函数,若函数的存储类型定义为extern型，则称其为外部函数，它表示该函数能被其它源文件调用。函数的缺省存储类型为extern型。,注意：在需要用到外部函数的文件中，其函数声明必须用extern进行说明。,2023/11/7,26,例如：有两个源文件file1.c和file2.c如下所示：,/*file1.c 调用外部函数*/#include int mod(int a,int b);extern int add(int m,int n);/*外部函数声明*main()int x,y,result;scanf(“%d%d”,2023/11/7,27,int mod(int a,int b)return(a%d);/*file2.c外部函数*/extern int add(int m,int n)return(m+n);,说明：,1在文件1(file1.c)中的函数声明：int mod(int a,int b);实际上相当于：extern int mod(int a,int b);,2023/11/7,28,2在文件2(file2.c)中的函数定义：extern int add(int m,int n)return(m+n);实际上相当于：int add(int m,int n)return(m+n);,3由多个源文件组成一个程序时，main()函数只能出现在一个源文件中。,2023/11/7,29,4多个源文件的连接方式有三种：,将各源文件分别编译成目标文件，得到多个目标文件（.obj后缀），然后用连接命令（tlink）把多个.obj文件连接起来，在Turbo c上用如下命令：tlink file1.obj+file2.obj+filen.obj生成一个file1.exe的可执行文件。,建立项目文件（.prj后缀），具体操作可参阅各种C编译手册。,使用文件包含命令。,2023/11/7,30,6.4 递归函数设计和调用,C语言中一个函数中的语句可以是对另一个函数的调用。,函数嵌套调用图例：,调用过程按图中箭头所示的方向和顺序进行，属于一种线性调用关系，每次调用后，最终返回到原调用点，继续执行以下语句。,2023/11/7,31,C语言中还允许在函数中调用自身，或函数之间相互调用，这种调用方式称之为递归。递归又分为直接递归调用和间接递归调用。,直接递归调用；函数直接调用自身。,间接递归调用：函数互相调用对方。,直接递归：,int temp(int x)int y,z;z=temp(y);,2023/11/7,32,间接递归：,显然，递归有可能陷入无限递归状态，最终导致错误发生。因此，设计一个递归问题必须具备两个条件：,1后一部分与原始问题类似。2后一问题是原始问题的简化。,2023/11/7,33,【例6-6】编程，从键盘输入一个正整数n，求n!。,n!的数字表达式为：n!=,定义一个求n!的函数：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);,2023/11/7,34,完整程序如下：,/*exam6_6.c 用递归法求n!*/#include long fac(int n)long result;if(n=0|n=1)result=1;elseresult=n*fac(n-1);return result;main()int x;long f;,2023/11/7,35,scanf(%d,程序运行结果:66!=720,2023/11/7,36,【例6-7】求Fibonacci数列第i项的值。Fibonacci数列：0,1,1,2,3,5,8,13,21,其数字表达式为：fibonacci(0)=0 fibonacci(1)=1 fibonacci(n)=fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2)(n1),设计一个函数：long fibonacci(int n)用于计算数列中第n项的值，,2023/11/7,37,程序如下所示：,/*exam6_7.c 求第n项Fibonacci数列的值*/#include long fibonacci(int n);main()int x=0;long result;doresult=fibonacci(x);printf(fibonacci(%d)=%ldn,x,result);scanf(%d,2023/11/7,38,long fibonacci(int n)if(n=0|n=1)return n;elsereturn fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2);,程序运行结果:fibonacci(0)=03fibonacci(3)=24fibonacci(4)=36,2023/11/7,39,以x=4为例，下图说明了fibonacci函数是怎样计算fibonacci(4)的。图中把fibonacci简写成f。,2023/11/7,40,6.6 综合范例,【例6-12】在屏幕上画一个1818大小的棋盘。,程序如下：,/*exam6_12.c 在屏幕上画一个棋盘*/#include#include#include/*定义画棋盘所需的制表符*/#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/*左边*/#define R 0 xb4/*右边*/,2023/11/7,41,#define U 0 xc2/*上边*/#define D 0 xc1/*下边*/#define CROSS 0 xc5/*十字叉*/*棋盘左上角坐标*/#define MAP_X 5#define MAP_Y 5void draw_cross(int x,int y);void draw_map();main()textmode(C40);draw_map();,2023/11/7,42,/*函数定义:*/void draw_map()/*画棋盘*/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=0,2023/11/7,43,if(x=0,2023/11/7,44,if(x=0)putch(L);/*画左边*/return;if(x=18)putch(R);/*画右边*/return;if(y=0)putch(U);/*画上边*/return;,2023/11/7,45,if(y=18)putch(D);/*画下边*/return;putch(CROSS);/*画十字叉*/,程序中宏定义的制表符的值可从ASC码表中查得，如：0 xbf为十六进制表示，它代表右上角制表符“”。,该程序必须在纯DOS模式下运行，其运行结果是在屏幕上显示一个绿色的1818大小的方格棋盘，如后图所示。,2023/11/7,46,该程序显示一个绿色的1818大小的方格棋盘,2023/11/7,47,【例6-13】将一个字符串的字符反向输出到屏幕。,采用递归函数调用方法，程序如下：,/*exam6_13.c 反向显示字符串*/#include#include void backwards(char s,int index);/*函数声明*/main()char str80;/*定义字符数组*/int index=0;strcpy(str,Show this string.);/*字符串拷贝*/backwards(str,index);/*函数调用*/,2023/11/7,48,void backwards(char s,int index)/*函数定义*/if(sindex)printf(%c,sindex);/*输出字符*/backwards(s,index+1);/*递归调用*/printf(%c,sindex);/*输出字符*/,程序运行结果:Show this string.gnirts siht wohS,2023/11/7,49,小结：,介绍了函数的定义和传值调用函数的使用方法。,注意：若用全局变量作为函数的参数，则在函数中可以使得该全局变量的值发生变化。,对于递归函数的设计一定要有可使递归结束的条件，否则会使程序产生无限递归。,使用预处理命令时，要注意以下几点：1宏替换定义的末尾不能使用分号“;”。2在有参数的宏定义中，参数加括号和不加括号有时会有区别。3使用文件包含时，要避免出现变量和函数发生重定义的现象。4要区分条件编译与条件语句的作用。,