第6章函数与编译预处理.ppt

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1、第六章 函数与编译预处理,6.1 模块化程序设计与函数6.2 函数的定义与调用6.3 函数的递归调用6.4 变量作用域与存储方式6.5 编译预处理6.6 函数设计举例,教学目的和基本要求：,要求学生了解模块化程序设计的思想，掌握函数的定义及调用，理解变量的作用域与存储方式的概念，理解编译预处理的概念。,教学重点：（读程序写结果常考知识点）,函数的定义及调用；递归调用；参数传递（单向传值和传地址）的区别；变量的存储属性；带参数的宏定义。,6.1 模块化程序设计与函数,一、模块化程序设计1、基本思想：将一个大的程序按功能分割成一些小模块2、特点：各模块相对独立、功能单一、结构清晰、接口简单控制了程

2、序设计的复杂性提高元件的可靠性缩短开发周期避免程序开发的重复劳动易于维护和功能扩充3、开发方法:自上向下,逐步分解，分而治之,C程序结构,C是函数式语言必须有且只能有一个名为main的主函数C程序的执行总是从main函数开始，在main中结束函数不能嵌套定义,可以嵌套调用,看这样一个问题：求200,1000的双胞胎数的对数。双胞胎数：两素数差为2称为双胞胎数。这是我们上一章结束的一道练习题，下面的左边是我们当时编的程序。,main()int a,b,n=0,i;for(a=200;a=998;a+)for(i=2;ia;i+)if(a%i=0)break;if(a=i)b=a+2;for(i=

3、2;ib;i+)if(b%i=0)break;if(b=i)n+;printf(“n%d”,n);,我们注意到，程序中用 筐住的部分是完成了相同的功能，即判断一个数(a或b)是否是素数。我们可以考虑用一个独立的函数来完成判断素数的功能，在主函数中调用此函数即可。如下：,main()int a,b,n=0;int f(int x);for(a=200;a=998;a+)if(f(a)=1)b=a+2;if(f(b)=1)n+;printf(“n%d”,n);,int f(int x)int i;for(i=2;ix;i+)if(x%i=0)break;if(x=i)return 1;else r

4、eturn 0;,二、模块与函数,三、函数分类从用户角度标准函数（库函数）：由系统提供用户自定义函数从函数形式无参函数有参函数,使用库函数应注意：1、函数功能2、函数参数的数目和顺序，及各参数意义和类型3、函数返回值意义和类型4、需要使用的包含文件,Ch7_201.c,6.2 函数的定义与调用,6.2.1 函数的定义,合法标识符,函数返回值类型缺省int型无返回值void,函数体,函数类型 函数名（形参类型说明表）说明部分语句部分,例 无参函数 printstar()printf(“*n”);或 printstar(void)printf(“*n”);,例 有参函数 int max(int x

5、,int y)int z;z=xy?x:y;return(z);,6.2.2 函数的返回值返回语句形式：return(表达式)；或 return 表达式;或 return;功能：使程序控制从被调用函数返回到调用函数中，同时把返值带给调用函数说明：函数中可有多个return语句若无return语句，遇时，自动返回调用函数若函数类型与return语句中表达式值的类型不一致，按前者为准，自动转换-函数调用转换void型函数,例 无返回值函数 void swap(int x,int y)int temp;temp=x;x=y;y=temp;,printstar()printf(*);main()int

6、 a;a=printstar();printf(%d,a);,例 函数带回不确定值,输出：10,void printstar()printf(*);main()int a;a=printstar();printf(%d,a);,编译错误！,例 函数返回值类型转换,main()float a,b;int c;scanf(%f,%f,6.2.3 函数的调用调用形式函数名(实参表);说明：实参与形参个数相等，类型一致，按顺序一一对应实参表求值顺序，因系统而定（Turbo C 自右向左）,调用方式函数语句：例:printstar();printf(“Hello,World!n”);函数表达式：例:m=

7、max(a,b)*2;函数参数：例:printf(“%d”,max(a,b);m=max(a,max(b,c);,函数说明对被调用函数要求：必须是已存在的函数库函数:#include 用户自定义函数:函数类型说明函数声明一般形式：函数类型 函数名(形参类型 形参名,.);或 函数类型 函数名();作用：告诉编译系统函数类型、参数个数及类型，以便检验函数定义与函数说明不同函数说明位置：程序的数据说明部分（函数内或外）下列情况下，可不作函数说明若函数返值是char或int型，系统自动按int型处理被调用函数定义出现在主调函数之前有些系统(如Borland C+)要求函数说明指出函数返值类型和形参类

8、型，并且对void 和 int 型函数也要进行函数说明,P76 例6.4 计算x的n次乘方,C规定：函数定义不可嵌套，但可以嵌套调用函数,嵌套调用,long fac(int k)long f=1;int i;for(i=1;i=n;i+)f=f*i;retrun f;long combination(int n,int m)long c;int i;c=fac(m)/(fac(n)*fac(m-n);retrun c;,main()int n,m;long c;scanf(“%d,%d”,例 用弦截法求方程根,运行情况：Input x1,x2:2,6A root of equation is

9、5.0000,6.2.4 函数参数及其传递方式形参与实参形式参数：定义函数时函数名后面括号中的变量名实际参数：调用函数时函数名后面括号中的表达式,例 比较两个数并输出大者,main()int a,b,c;scanf(%d,%d,说明：实参必须有确定的值形参必须指定类型形参与实参类型一致，个数相同若形参与实参类型不一致，自动按形参类型转换函数调用转换形参在函数被调用前不占内存;函数调用时为形参分配内存；调用结束，内存释放,参数传递方式值传递方式方式：函数调用时,为形参分配单元,并将实参的值复制到形参中；调用结束，形参单元被释放，实参单元仍保留并维持原值特点：形参与实参占用不同的内存单元单向传递,

10、例 交换两个数,#include main()int x=7,y=11;printf(x=%d,ty=%dn,x,y);printf(swapped:n);swap(x,y);printf(x=%d,ty=%dn,x,y);swap(int a,int b)int temp;temp=a;a=b;b=temp;,地址传递方式：函数调用时，将数据的存储地址作为参数传递给形参特点：形参与实参占用同样的存储单元“双向”传递实参和形参必须是地址常量或变量,swap(int*p1,int*p2)int p;p=*p1;*p1=*p2;*p2=p;main()int a,b;scanf(%d,%d,例 交

11、换两个数,例:参数传递的区别举例(等级考试考题)#include sub(int x,int y,int*z)*z=y-x;main()int a,b,c;sub(10,5,程序的运行结果是（B）A5,2,3 B-5,-12,-7 C-5,-12,-17 D5,-2,-7,6.3 函数的递归调用,说明C编译系统对递归函数的自调用次数没有限制每调用函数一次，在内存堆栈区分配空间，用于存放函数变量、返回值等信息，所以递归次数过多，可能引起堆栈溢出,int f(int x)int y,z;z=f(y);.return(2*z);,定义：函数直接或间接的调用自身叫函数的递归调用,例 求n的阶乘,#in

12、clude int fac(int n)int f;if(n0)printf(n0,data error!);else if(n=0|n=1)f=1;else f=fac(n-1)*n;return(f);main()int n,y;printf(Input a integer number:);scanf(%d,例:兔子问题:第1个月有1对兔子 过2个月,兔子就可每个月生1对兔子 问第n个月有多少对兔子?分析:设第n个月有f(n)对兔子 根据题意有 f(0)=0,f(1)=1 f(n)=f(n-1)+f(n-2)f(n-1):前一个月的兔子数 f(n-2):本月生的兔子数,long f(in

13、t n)switch(n)case 0:return 0;break;case 1:return 1;break;default:return f(n-1)+f(n-2);,void main()long f(int n);int n;printf(“n input n:”);scanf(“%d”,P82 例6.9辗转相除法求最大公约数,求 m和 n 的公约数算法 if(m%n)=0 n 是公约数;else 求 n 和 m%n 的公约数;,int gcd(int m,int n)if(m%n)=0 return n;else return gcd(n,m%n);,void main()int

14、m,n,t;int gcd(int m,int n);scanf(“%d%d”,m n=0gcd(m,n)=gcd(n,m%n)n0,例 Hanoi问题,void move(char getone,char putone)printf(%c-%cn,getone,putone);void hanoi(int n,char one,char two,char three)if(n=1)move(one,three);else hanoi(n-1,one,three,two);move(one,three);hanoi(n-1,two,one,three);main()int m;printf(I

15、nput the number of disks:);scanf(%d,例：下面程序执行时，如果输入字符序列ABCDE!运行结果是()(递归调用知识点等级考试考题),void reverse()char c；c=getchar()；if(c=!)prinf(“%c，c);else reverse();printf(c,c);,#include void main()void reverse()；reverse()；,6.4 变量的作用域与存储方式,6.4.1变量的作用域-即变量的有效范围,变量按作用域分为全局变量和局部变量,局部变量-内部变量 在函数内定义，只在本函数内有效说明main中定义的

16、变量只在main中有效不同函数中同名变量，占不同内存单元形参属于局部变量可定义在复合语句中有效的变量局部变量可用存储类型：auto register static（默认为auto）,全局变量-外部变量定义：在函数外定义，可为本文件所有函数共用有效范围：从定义变量的位置开始到本源文件结束，及有extern说明的其它源文件外部变量说明：extern 数据类型 变量表；外部变量定义与外部变量说明不同若外部变量与局部变量同名，则外部变量被屏蔽外部变量可用存储类型：缺省 或 static,应尽量少使用全局变量，因为：全局变量在程序全部执行过程中占用存储单元降低了函数的通用性、可靠性，可移植性降低程序清晰

17、性，容易出错,如果在全局变量定义之前的函数想引用该外部变量，则应该在该函数中用关键字extern作“外部变量说明”。,#include int a=123;void main()extern a,b;printf(%dt%dn,a,b);/123,456 int a=3,b=2,c=l;c-=+b;b*=a+c;printf(%dt%dt%dn，a,b,c);/3,3,-2 int b=5,c=12;c/=b*2;a-=c;printf(%d,%d,%dn,a,b,c);/2,5,1 a+=-c;printf(“%dt%dn”,a,b);/123,456 int b=456;,变量作用域知识点

18、等级考试典型考题分析-例1.程序的输出结果是(),变量作用域知识点等级考试典型考题分析-例2.程序的输出结果是(5,25),#include int x,y,a=15,b=10;void num()x=a-b;y=a+b;void main()int a=7,b=5;x=x+a;y=y-b;num();printf(“%d,%dn”,x,y);,变量作用域知识点等级考试典型考题分析-例3.程序的输出结果是(4,5),#include int x=1,y=4,z=2;int min(int x,int y)int z;z=xy?x:y;return(z);,main()int x=5,z=6,i

19、=0;while(i2)printf(“%d”,min(x,min(y,z);i+;y+=2;,#include int x=l2,y=7;void main()int x=15,z;z=x-y+;int y,z;while(y=x-)y/=3;if(y%3=0)z=(+y);break;printf(“d,d,n”,x,y,z);printf(“d,d,dn”,x,y,z);,#includeextern int j=1;void main()void add();int sum(int x);int k,s;add();j+;printf(“j=%dn”,j);for(k=1;k=10;k

20、+)s=sum(k);printf(“s=%dn”,s);void add()int j=0;j+;int sum(int j)int x=0;x+=j;return(x);,思考以下两题(03年1次),10,4,410,8,8,2,10,1.变量按存在时间分:静态变量 和动态变量,静态存储类型的变量的生存期为程序执行的整个过程，在该过程中占有固定的存储空间，通常称它们为永久存储。动态存储类型变量只生存在某一段时间内。例如，函数的形参和函数体或分程序中定义的变量，只是在程序进入该函数或分程序时才分配存储空间，当该函数或分程序执行完后，变量对应的存储空间又被撤销了。2.c语言中每一个变量有两个属

21、性:数据类型,存储特性 完整的变量定义:存储特性 数据类型 变量名;,6.4.2 变量的存储特性,3.变量的存储特性 自动型 auto 静态型 static 寄存器型 register 外部型 extern(1)auto型每次进入程序是自动分配内存,不长期占用内存例如:形式参数,自动型局部变量(2)static 型 局部静态变量 全局静态变量 长期占用内存,例1:分析执行结果f(int a)int b=0;static int c=3;b+;c+;printf(“%5d%5d%5d”,a,b,c);return(a+b+c);main()int a=2,k;for(k=0;k3;k+)prin

22、tf(“%5dn”,f(a);,静态变量只初始化一次,结果：2 1 4（a,b,c)7(f(a)2 1 5 82 1 6 9,(3)register型将使用频率高的变量定义为register型,可以提高运行速度.数据内存 运算器 运算器 结果 控制器 数据,寄存器,寄存器变量只限于整型、字符型、指针型的局部变量。寄存器变量是动态变量，而且数目有限,一般仅允许说明两个寄存 器变量。例如:register int d;register char c;,(4)extern型引用:extern 类型 变量名;如果某个模块文件中要用到另一个模块文件中的全局变量，就要用extern说明例如:程序模块fil

23、e1.c中定义了全局变量 int s;而在另一个程序模块file2.c中的函数fun1()中需要使用这个变量s。为此，可以在file2.c的函数fun1()中加上外部变量说明语句:fun1()extern int s;/*表明变量s是在其他文件定义的*/定义时分配内存,其他文件引用时不再分配内存.,变量存储属性知识点等级考试典型考题分析-例1.程序的输出结果是(),main()int i;for(i=0;i2;i+)add();add()int x=0;static int y=0;printf(“%d,%dn”,x,y);x+;y=y+2;,0,00,2,变量存储属性知识点等级考试典型考题分

24、析-例2.程序的输出结果是(30),#include void main()int f(int n);int i,k,s=0;for(i=1;i100)break;s=s+k;printf(“%d”,s);,int f(int n)static int f=1;f=f*n;return f;,第七章 编译预处理,作用：对源程序编译之前做一些处理,生成扩展C源程序种类宏定义#define文件包含#include条件编译#if-#else-#endif等格式：“#”开头占单独书写行语句尾不加分号,6.5 编译预处理,如 if(x=YES)printf(“correct!n”);else if(x=

25、NO)printf(“error!n”);展开后：if(x=1)printf(“correct!n”);else if(x=0)printf(“error!n”);,6.5.1 宏定义不带参数宏定义一般形式：#define 宏名 宏体功能:用指定标识符(宏名)代替字符序列(宏体),宏展开：预编译时,用宏体替换宏名-不作语法检查,如#define YES 1#define NO 0#define PI 3.1415926#define OUT printf(“Hello,World”);,宏体可缺省,表示宏名定义过或取消宏体,定义位置:任意(一般在函数外面)作用域:从定义命令到文件结束#unde

26、f可终止宏名作用域 格式：#undef 宏名,宏定义可嵌套，不能递归,例#define MAX MAX+10(),引号中的内容与宏名相同也不置换,例#define PI 3.14159 printf(“2*PI=%fn”,PI*2);宏展开：printf(“2*PI=%fn”,3.14159*2);,宏定义中使用必要的括号（）,例#define WIDTH 80#define LENGTH WIDTH+40 var=LENGTH*2;宏展开：var=80+40*2;,带参数宏定义一般形式：#define 宏名(参数表)宏体,例#define S(r)PI*r*r相当于定义了不带参宏S,代表字符

27、串“(r)PI*r*r”,宏展开：形参用实参换，其它字符保留宏体及各形参外一般应加括号（）,例#define S(a,b)a*b.area=S(3,2);宏展开：area=3*2;,不能加空格,例#define POWER(x)x*x x=4;y=6;z=POWER(x+y);宏展开：z=x+y*x+y;一般写成：#define POWER(x)(x)*(x)宏展开：z=(x+y)*(x+y);,带参的宏与函数区别,6.5.2 文件包含功能：一个源文件可将另一个源文件的内容全部包含进来一般形式：#include“文件名”或#include,处理过程：预编译时,用被包含文件的内容取代该预处理命令

28、，再对“包含”后的文件作一个源文件编译,直接按标准目录搜索“”先在当前目录搜索，再搜索标准目录可指定路径,被包含文件内容源文件(*.c)头文件(*.h),宏定义数据结构定义函数说明等,文件包含可嵌套,例 文件包含举例,编译预处理部分教学重点:带参数的宏定义，与函数形式的区别；等级考试典型考题分析：,例2.下列程序的输出结果是（6）#define FUN(x,y)x*y void main()int a=2,b=3;printf(“%dn”,FUN(1+a,1+b);,例1.下列程序的运行结果是（-10）#include#define MIN(x,y)(x)(y)?(x):(y)void main()int x=10,y=20,min;min=MIN(x-y,x+y)-10;printf(“min=%dn”,min);,6.6 函数设计举例,教材P98-100 例6.156.18,本章结束,再见！,同学们：,