C程序设计(第三版)课件第8章函数.ppt
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1、,第八章,函数,本章要点,函数的概念函数的定义与调用函数的递归调用 变量的作用域函数的作用域,主要内容,8.1 概述 8.函数定义的一般形式 8.函数参数和函数的值 8.函数的调用 8.函数的嵌套调用 8.函数的递归调用 8.数组作为函数参数 8.8 局部变量和全局变量 8.变量的存储类别 8.10 内部函数和外部函数,8.1 概述,一个程序可由一个主函数和若干个其他函数构成。一个较大的程序可分为若干个程序模块,每一个模块用来实现一个特定的功能。在高级语言中用子程序实现模块的功能。子程序由函数来完成。函数间的调用关系:由主函数调用其他函数,其他函数也可以互相调用。同一个函数可以被一个或多个函数
2、调用任意多次。,例8.1先举一个函数调用的简单例子#include void main()void printstar();/*对printstar函数声明*/void print_message();/*对print_message函数声明*/printstar();*调用printstar函数*print_message();/*调用print_message函数*/printstar();*调用printstar函数*/,void printstar()*定义printstar函数*printf(*n);void print_message()*定义print_message函数*pri
3、ntf(How do you do!n);,运行情况如下:*How do you do!*,说明:(1)一个程序由一个或多个程序模块组成,每一个程序模块作为一个源程序文件。对于较大的程序,通常将程序内容分别放在若干个源文件中,再由若干源程序文件组成一个C程序。这样便于分别编写、分别编译,提高调试效率。一个源程序文件可以为多个C程序公用。,(2)一个源程序文件由一个或多个函数以及其他有关内容(如命令行、数据定义等)组成。一个源程序文件是一个编译单位,在程序编译时是以源程序文件为单位进行编译的,而不是以函数为单位进行编译的。,(3)程序的执行是从main函数开始的,如果在main函数中调用其他函数
4、,在调用后流程返回到main函数,在main函数中结束整个程序的运行。,(4)所有函数都是平行的,即在定义函数时是分别进行的,是互相独立的。一个函数并不从属于另一函数,即函数不能嵌套定义。函数间可以互相调用,但不能调用main函数。main函数是系统调用的。,(5)从用户使用的角度看,函数有两种:标准函数,即库函数。这是由系统提供的,用户不必自己定义这些函数,可以直接使用它们。不同的C系统提供的库函数的数量和功能会有一些不同,但许多基本的函数是共同的。用户自己定义的函数。用以解决用户的专门需要。,(6)从函数的形式看,函数分两类:无参函数。无参函数一般用来执行指定的一组操作。在调用无参函数时,
5、主调函数不向被调用函数传递数据。有参函数。主调函数在调用被调用函数时,通过参数向被调用函数传递数据。,8.函数定义的一般形式,8.2.1 无参函数的定义一般形式,定义无参函数的一般形式为:类型标识符函数名()声明部分 语句部分,8.2.2 有参函数定义的一般形式,定义有参函数的一般形式为:类型标识符函数名(形式参数表列)声明部分 语句部分,例如:(int,int);/*函数体中的声明部分*?;return();,8.2.3 空函数,定义空函数的一般形式为:类型标识符函数名()例如:(),主调函数调用空函数时,只表明这里要调用一个函数,但函数本身什么工作也不做等,以后扩充函数功能时补充上。,8.
6、函数参数和函数的值,8.形式参数和实际参数,形式参数:函数名后面括号中的变量名称为“形式参数”(简称“形参”)。实际参数:主调函数中调用一个函数时,函数名后面括号中的参数(可以是一个表达式)称为“实际参数”(简称“实参”)。函数返回值:return后面的括号中的值作为函数带回的值(称函数返回值)。,主调函数和被调用函数之间有数据传递的关系。在不同的函数之间传递数据,可以使用的方法有:参数:通过形式参数和实际参数返回值:用return语句返回计算结果全局变量:外部变量,例8.调用函数时的数据传递#include void()int max(int,int);/*对函数的声明*/int,;scan
7、f(,);(,);printf(,);,int max(int,int)*定义有参函数max*int;?;return();,运行情况如下:,,通过函数调用,可使两个函数中的数据发生联系。,关于形参与实参的说明:,(1)在定义函数中指定的形参,在未出现函数调用时,它们并不占内存中的存储单元。只有在发生函数调用时,函数max中的形参才被分配内存单元。在调用结束后,形参所占的内存单元也被释放。,(2)实参可以是常量、变量或表达式,例如:max(,);但要求它们有确定的值。在调用时将实参的值赋给形参。,(3)在被定义的函数中,必须指定形参的类型。,(4)实参与形参的类型应相同或赋值兼容。,(5)值传
8、递:实参向形参的数据传递是单向“值传递”,只能由实参传给形参,而不能由形参传回来给实参。在调用函数时,给形参分配存储单元,并将实参对应的值传递给形参,调用结束后,形参单元被释放,实参单元仍保留并维持原值。,8.3.2 函数的返回值,函数的返回值是通过函数调用使主调函数得到的确定值。例如:例8.中,max(,)的值是,max(,)的值是5。赋值语句将这个函数值赋给变量。,说明:(1)函数的返回值是通过函数中的return语句获得的。一个函数中可以有一个以上的return语句,执行到哪一个return语句,哪一个语句起作用。return语句后面的括弧也可以不要例如:“return;”等价于“ret
9、urn();”return后面的值可以是一个表达式。例如:(int,int)return(?:);,(2)函数的返回值应当属于某一个确定的类型,在定义函数时指定函数返回值的类型。例如:下面是3个函数的首行:int max(float,float)/*函数值为整型*/char letter(char c1,char c2)/*函数值为字符型*/double min(int,int)/*函数值为双精度型*/,注意:凡不加类型说明的函数,自动按整型处理。,(3)在定义函数时指定的函数类型一般应该和return语句中的表达式类型一致。如果函数值的类型和return语句中表达式的值不一致,则以函数类型为
10、准。对数值型数据,可以自动进行类型转换。即函数类型决定返回值的类型。,(4)对于不带回值的函数,应当用“void”定义函数为“无类型”(或称“空类型”)。此时在函数体中不得出现return语句。,例 8.返回值类型与函数类型不同#include void main()int(float,float);float,;int;scanf(,);(,);printf(,);int max(float,float)float;/*z为实型变量*/?;return();,运行情况如下:,Max is,8.函数的调用,8.1 函数调用的一般形式,函数调用的一般形式为:函数名(实参表列),说明:(1)如果是
11、调用无参函数,则“实参表列”可以没有,但括弧不能省略。,(3)如果实参表列包括多个实参,对实参求值的顺序并不是确定的,有的系统按自左至右顺序求实参的值,有的系统则按自右至左顺序。,(2)如果实参表列包含多个实参,则各参数间用逗号隔开。实参与形参的个数应相等,类型应匹配。实参与形参按顺序对应,一一传递数据。,例 8.4 实参求值的顺序#include void main()int f(int a,int b);/*函数声明*/int i=2,p;p=f(i,+i);/*函数调用*/printf(%dn,p);,int f(int a,int b)/*函数定义*/int c;if(ab)c=1;e
12、lse if(a=b)c=0;else c=-1;return(c);,如果按自左至右顺序求实参的值,则函数调用相当于(,),如果按自左至右顺序求实参的值,则函数调用相当于(3,),对于函数调用 int i=2,p;p=f(i,+i);,8.4.2 函数调用的方式,函数语句把函数调用作为一个语句。这时不要求函数带回值,只要求函数完成一定的操作。,函数表达式函数出现在一个表达式中,这种表达式称为函数表达式。这时要求函数带回一个确定的值以参加表达式的运算。例如:*(,);,按函数在程序中出现的位置来分,可以有以下三种函数调用方式:,函数参数函数调用作为一个函数的实参。例如:m=max(a,max(
13、b,c);其中max(b,c)是一次函数调用,它的值作为max另一次调用的实参。m的值是a、b、c三者中的最大者。,8.4.3 对被调用函数的声明和函数原型,在一个函数中调用另一函数(即被调用函数)需要具备哪些条件呢?,1.首先被调用的函数必须是已经存在的函数(是库函数或用户自己定义的函数)。但光有这一条件还不够。,3.如果使用用户自己定义的函数,而该函数的位置在调用它的函数(即主调函数)的后面,应该在主调函数中对被调用的函数作声明。,2.如果使用库函数,还应该在本文件开头用#include 命令将调用有关库函数时所需用到的信息“包含”到本文件中来。,函数原型的一般形式为:1.函数类型 函数名
14、(参数类型1,参数类型2);2.函数类型 函数名(参数类型1,参数名1,参数类型2,参数名2);,声明的作用是把函数名、函数参数的个数和参数类型等信息通知编译系统,以便在遇到函数调用时,编译系统能正确识别函数并检查调用是否合法。,注意:函数的“定义”和“声明”的区别:函数的定义是指对函数功能的确立,包括指定函数名,函数值类型、形参及其类型、函数体等,它是一个完整的、独立的函数单位。函数的声明的作用则是把函数的名字、函数类型以及形参的类型、个数和顺序通知编译系统,以便在调用该函数时系统按此进行对照检查。,例8.对被调用的函数作声明#include void main()float add(flo
15、at x,float y);*对被调用函数add的声明*float a,b,c;scanf(f,f,a,b);cadd(a,b);printf(sum is f n,c);float add(float,float)*函数首部*float;/*函数体*/z;return(z);,例8 对被调用的函数作声明#include float add(float,float)*函数首部*float;/*函数体*/z;return(z);void main()float a,b,c;scanf(f,f,a,b);cadd(a,b);printf(sum is f n,c);,8.函数的嵌套调用,嵌套定义就
16、是在定义一个函数时,其函数体内又包含另一个函数的完整定义。,例 8.用弦截法求方程 f(x)=x3-5x2+16x-80=0 的根,1.取两个不同点x1,x2,如果f(x1)和f(x2)符号相反,则(x1,x2)区间内必有一个根。如果f(x1)与f(x2)同符号,则应改变x1,x2,直到f(x1)、f(x2)异号为止。注意x1、x2的值不应差太大,以保证(x1,x2)区间内只有一个根。,2.连接(x1,f(x1)和(x2,f(x2)两点,此线(即弦)交x轴于x。,方法:,3.若f(x)与f(x1)同符号,则根必在(x,x2)区间内,此时将x作为新的x1。如果f(x)与f(x2)同符号,则表示根
17、在(x1,x)区间内,将x作为新的x2。,4.重复步骤(2)和(3),直到 f(x)为止,为一个很小的数,例如 10-6.此时认为 f(x)0。,N-S流程图,实现各部分功能的几个函数:,1.用函数f(x)代表x的函数:x3-5x2+16x-80。2.用函数调用xpoint(x1,x2)来求(x1,f(x1)和(x2,f(x2)的连线与x轴的交点x的坐标。3.用函数调用root(x1,x2)来求(x1,x2)区间的 那个实根。显然,执行root函数过程中要用到函 数xpoint,而执行xpoint函数过程中要用 到f函数。,include include float f(float x)*定义
18、函数,以实现f(x)x3-5x2+16x-80*float;=(-.)*+.)*-.;return();,float xpoint(float x1,float x2)*定义xpoint函数,求出弦与x轴交点*/float;=(*()-*()()-();return();,float root(float,float)/*定义root函数,求近似根*/float,;();do xpoint(,);();if(*)/*()与()同符号*/;while(fabs()0.0001);return(,void main()*主函数*/float,;do printf(,:);scanf(,);();(
19、);while(*);(,);printf(root of equation is.n,);,运行情况如下:input,:,root of equation is 5.0000,8.6 函数的递归调用,在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用该函数本身,称为函数的递归调用。语言的特点之一就在于允许函数的递归调用。例如:int f(int),;();return(*);,例 8.7:有个人坐在一起,问第个人多少岁?他说比第个人大岁。问第个人岁数,他说比第个人大岁。问第个人,又说比第个人大岁。问第个人,说比第个人大岁。最后问第个人,他说是岁。请问第个人多大。,age(5)=age(4)+2ag
20、e(4)=age(3)+2age(3)=age(2)+2age(2)=age(1)+2age(1)=10用数学公式表述如下:age(n)=10()age(n-1)+2(),可以用一个函数来描述上述递归过程:int age(int)*求年龄的递归函数*int;*用作存放函数的返回值的变量*if();else();return();,运行结果如下:,用一个主函数调用age函数,求得第5人的年龄。#include void main()printf(,age();,例8.用递归方法求!,求!也可以用递归方法,即!等于!,而!。可用下面的递归公式表示:!(,)()!(),例8.9 Hanoi(汉诺塔)
21、问题:,由上面的分析可知:将个盘子从座移到座可以分解为以下3个步骤:1.将上个盘借助座先移到座上。2.把座上剩下的一个盘移到座上。3.将个盘从座借助于座移到座上。,程序如下:#include void main()void hanoi(int n,char one,char two,char three);/*对hanoi函数的声明*/int m;printf(input the number of diskes:);scanf(“%d”,void hanoi(int n,char one,char two,char three)/*定义hanoi函数,将个盘从one座借助two座,移到thr
22、ee座*/void move(char x,char y);/*对move函数的声明*/if(n=1)move(one,three);else hanoi(n-1,one,three,two);move(one,three);hanoi(n-1,two,one,three);void move(char x,char y)/*定义move函数*/printf(“%c-%cn,x,y);,运行情况如下:input the number of diskes:3 The steps to noving 3 diskes:,8.数组作为函数参数,8.7.1 数组元素作函数实参,由于实参可以是表达式,而
23、数组元素可以是表达式的组成部分,因此数组元素可以作为函数的实参,与用变量作实参一样,是单向传递,即“值传送”方式。,例 8.10 有两个数组和,各有个元素,将它们对应地逐个相比(即与比,与比)。如果数组中的元素大于数组中的相应元素的数目多于b数组中元素大于a数组中相应元素的数目(例如,aibi6次,biai3次,其中i每次为不同的值),则认为a数组大于b数组,并分别统计出两个数组相应元素大于、等于、小于的次数。,#include void main()int large(int x,int y);/*函数声明*/int 10,10,,;printf(enter array a);for(;)s
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- 程序设计 第三 课件 函数
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