《函数与宏定义》PPT课件.ppt

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1、,C程序由一个主函数main()和任意个函数组成。由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用，且同一函数可以被一个或多个函数调用任意次。以此完成下面两个功能：,（1）使程序具有“积木”功能。(模块化),（2）使程序具有“重构”功能,main()a()b()c(),a()a1()b()b1()b2()c()c1(),a1()b1()b2()c1(),1)除main外,其它为标准库函数、用户自定义函数,标准库函数：由系统提供，用户可调用。用户自定义函数：由用户按语法规则编写。,C程序由一个main和任意个函数组成。,在C语言中，函数的含义不是数学中的函数关系，而是一个处理。它可以进行数值运算、信

2、息处理、控制决策，即把一段程序的工作放在函数中进行。,2)除main函数外,其它函数可相互调用,3)函数不可嵌套定义,具有全局性、平行性,4)函数分为有参与无参函数,5)程序从main开始执行,最后又回到main函 数结束。,库函数简介,系统自带的标准库函数根据不同的功能作用放在不同的头文件中。,stdio.h 用于标准输入/输出math.h 用于数学计算ctype.h 用于字符处理string.h 用于字串处理time.h 用于时间/日期的处理dir.h 用于控制目录和路径graphics.h 用于图形操作,dos.h,bios.h,用于接口处理,库函数的作用,（1）使程序更具有“独立性”和

3、“可移植”性。,（2）使用时只需在程序的开头加上一条语句：,#include,根据使用的函数来确定,（3）使程序具有“模块化”。,6.1 函数概念,6.1.1 函数定义,存储类型符 类型标识符 函数名(形参列表),形参说明,说明部分 执行部分,存储类型符 类型标识符 函数名(形参说明表),说明部分 执行部分,例:求二数之最大值 int max(x,y)int x,y;int z;z=xy?x:y;return(z)；,本函数中出现了return,语句，其返回值一般与函数类型一致.,int max(int x,int y)int z;z=xy?x:y;return(z)；,6.1.2 函数声明和

4、调用,调用函数时应对被调用函数进行声明(说明)，使系统知道本函数将要用到某个函数及它的类型，以便主调函数值作处理。(函数名相当于一变量,但应有所区别),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 min(int x,int y);,一、函数的声明,例:求二实数之和。main()float add();float a,b,c；scanf(%f,%f,函数声明,以下几种情况可省略对被调函数的声明：,(1)当返回值为整型、字符型。,(2)在调用之前定义函数。,(3)在整个文件的开头定义函数。,（1）无返回值的情况 函数名(实参表列);（2）有返回值的情况变量名函数名

5、(实参表列);,二、调用方式,例:,int max(int x,int y)int z;z=xy?x:y;return(z)；,main(),int a,b,c;,scanf(%d,%d,c=max(a,b);,printf(max=%dn,c);,上例函数调用中参数传递过程为：,c=max(a,b);在main主函数中,max(x,y),int x,y;,int z;,z=xy?x:y;,return(z);,a,b,c,x,y,z,10,15,15,10,15,15,例 阅读下列程序，写出运行结果,swap(x,y),int x,y；,int t;,t=x;x=y;y=t;,printf(

6、x=%d,y=%dn,x,y);,main(),int a,b;,scanf(%d,%d,if(ab)swap(a,b);,printf(a=%d,b=%dn,a,b);,a,b,x,y,t,15,19,15,19,15,19,15,函数被调用时，临时分配单元给形参,调用完毕，这些单元被释放。,实参:出现在调用函数中的参数。,形参:出现被调用函数中的参数。,6.1.3 函数传值方式,一、函数参数,实参可为表达式,其传递为值传递。,实参可为常 量、变量或表达式，实参与形参类型必须一致。,在被定义的函数中，必须指定形参的类型，可在形参说明部分说明，也可在形参表列中说明。如,如：int max(in

7、t x,int y),注：,二、函数返回值语句,或 return 表达式;,通过函数调用使用函数能得到一个确定的值，这就是函数的返回值。,说明：(1)函数的返回值由return获得；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，则哪一个语句起作用。,return(表达式);,1、函数无返回值的情况,2、函数有返回值的情况,return;,如：#include stdio.h,main(),int n=4,x=2,s;,s=fun(x,n);,printf(s=%dn,s);,fun(int x,int n),if(n=1)return(x);,else return

8、(xfun(x,n1);,不加类型说明的函数，一律按int型处理。,(2)函数返回值的类型，就是定义函数时指定函数值的类型。,如：int max(x,y),char letter(c1,c2),double f(a,b),函数值为整型,函数值为字符型,函数值为双精度型,(3)当函数值的类型与return语句中表达式类型不一致时，以函数类型为准。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。(这种方法初学者最好不用),(4)若被调函数中没有return语句，将不带加一个确定的、用户希望的函数值。但实际上，并非不带回值，而只是不带回有用的值，带回的是一个不确定的值。,main()

9、,a=printstar();,b=print_message();,c=printstar();,printstar(),printf(*n);,print_message(),printf(How do you do!n);,int a,b,c;,printf(a=%d,b=%d,c=%dn,a,b,c);,如：,则运行结果为：,*How do you do!*,a=16,b=15,c=16,（5）关于main函数的参数,一般情况下，main函数均无参数，但这并不表示main 函数必须为无参函数，在必要时，main函数也可以带有参数。,（6）实参传递给形参时,实参的计算有的系统自左至右,有

10、的自右至左。,例main()int i=2,p;p=f(i,+i);printf(%d,p);int f(int a,int b)int c;if(ab)c=1;else if(a=b)c=0;else c=1;return(c);,我们现在通用的Turbo C是按自右至左的顺序求实参表的值，所以上机运运行结果为0。,(1)若实参表的求值顺序为自左至右，则函数调用相当于f(2,3)；,这时，运行结果为：1,(2)若实参表的求值顺序为自右至左，则函数调用相当于f(3,3)；,这时，运行结果为：0,说明：,三、函数调用,函数不能嵌套定义，但可嵌套调用,主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用。,

11、例 编写求组合数的函数。组合数的计算公式为：,/*求阶和乘*/unsigned long fac(unsigned int k)unsigned long f=1;unsigned int i;for(i=1;i=k;i+)f=f*i;return f;,/*求组合数*/unsigned long comb(unsigned int n,unsigned int m)unsigned long c;c=fac(m)/(fac(n)*fac(m-n);,#include main()unsigned int n,m;unsigned long c;scanf(“%u,%u”,从程序中可以看到：,

12、(2)二个函数的定义均在主函数之前，所以在主函数中不必再对它们进行声明(说明)；,(1)在定义函数时，函数fac、comb是互相独立的；,(3)程序从主函数main()开始执行，首先执行的scanf(),输入数，然后调用comb(n,m),调用comb的过程中，要调用fac()。fac()的调用是嵌套在函数comb()的调用中进行的，其嵌套调用过程如下：,6.2 变量作用域及存储类型,1、局部变量,凡在函数(含main 函数)内部定义的变量称为局部变量。,局部性:局部变量仅在函数内部有效,它包括：,一、变量作用域,根据变量的有效作用范围，变量可分为局部变量和全局变量。,2.形式参数；,3.在复

13、合语句中可定义仅复合语句中有效的临时变量。,不同的函数可具有同名的变量,它们占不同的内存单元,互不影响。,1.函数中定义的变量；,2、全局变量,一个源文件中,在所有函数之外定义的变量为全局变量。,有效性:自定义位置开始至文件结尾全部有效。,char f2(x,y);int c,y;int i,j;main(),例:int p=1,q=5;float f1(a)int a;int b,c;char c1,c2;,p,q的作用范围,c1,c2的作用范围,1.全局变量所作用到的函数，相当于这些函数的公共变量。于是,当一个函数对其值进行改变后,另一个函数使用该变量的值亦相应改变。好处:函数之间值传递。

14、,2.不要随意使用全局变量。一是始终占据内存单元；二是由于函数依赖于外部定义的变量，减少了通用性。,3.不在全局变量作用域内的函数。若要使用全局(外)变量，需在函数体内加上extern保留字于以说明。,4.全局和局部变量同名时,局部变量有效。,例：分析m作为全局变量和局部变量在程序中各个部分时的值。,其运行结果为：,m2=13/*全局变量的m的值*/,m1=3/*局部变量m的值*/,3/*函数调用的结果*/,float f1(x)int x;extern int a,b;int a0；b=1 main(),a,b作用域,例：,二、变量的存储类型,1、变量的存储类别,C语言特有的方式。表达了一个

15、变量存在的时间。,静态存储变量:存放于静态存储区,在程序整个运行过程中,始终占据固定的内存单元。,动态存储变量:存放于动态存储区,根据程序的运行状态(如：函数调用)而临时分配的单元，且单元并不固定。,以上为两大类,又分为四种具体形式,2.静态(static)变量,3.寄存器型变量,4.外部(extern)变量,前面学习的局部、全局变量均以上述方式中的一种形式存储。,1.自动型变量(auto),局部变量既可以静态方式,又可以动态方式存储。动态方式:auto int a,b;,2、局部变量存储形式,则:a,b为自动型，存入动态区。在该函数被调用时才分配单元，函数调用结束时释放。,auto一般省略。

16、以前用到的变量均为auto型,(除加static说明的之外)。,(1)若定义时赋初值，则程序运行中仅在第一次调用时赋初值，第二次调用不再赋初值，而是使用上一次调用的值。,则:a,b存入静态区。函数中的a,b始终占据固定存储单元。,静态方式:static int a,b;,int fac(n)int n;static int f=1;f=fn;return(f);main()int i;for(i=1;i=5;i+)printf(%d!=%dn,i,fac(i);,例：求n!,运行结果为：1！1 2！2 3！6 4！24 5！120,每一次调用fac(i),打印一个i!，同时保留这个i!的值以便

17、下次再乘(i+1)。,(2)若不赋初值,则系统置初值0,而动态变量不赋初值则值不确定。,当动态局部变量在一个函数中反复被用达到数百次以上时，为了提高效率，可将其存入寄存器中(有限个)，不存入内存的动态区中。,说明方式 register int i,j=1;,不可多，一般13个,必要时使用。,2、全局变量存储形式,在函数外部中定义，它们一定存放在静态存贮区中。,全局变量即可被本文件中各函数用,亦可被其它源文件中的函数引用。,(1)只被本文件中的函数引用,全局变量本身一定是存放在静态区的。但若加上 static.即:,static int a,b;float f1(x)int,则表明a,b只被本文

18、件中各函数引用，即使与其它文件中的全局变量同名，也互不影响。,(2)可被其它文件中的函数引用,int a;main(),extern int a;fac(x)int x z=a,文件f1.c,文件f2.c用到f1.c 中的a,f2.c中的extern在函数外说明,在函数内说明已叙述过。,存储类别,总结,函数内,函数外,作用域,存在性,作用域,存在性,auto,register,static 局部,static 外部,不加 static 全局(外部),(只限本文件),6.3 内部函数与外部函数,函数本身在一个文件中为全局的。即一个文件中定义的函数可被该文件的所有其它函数引用。,一、内部函数只能在

19、本文件中调用,但函数能否被其它文件中的函数所引用呢?,为此分为:内部函数、外部函数,static 类型标识符 函数名(形参表),例:static int max(a,b)int a,b;,则该函数max只能被本文件中的其它函数引用,而不能被其它文件中的函数引用。即如果在不同的文件中有同名的内部函数，将互不干扰。,既可被本文件中的函数调用，也可被其它文件中的函数调用。,extern 类型标识符 函数名(形参表),一般系统在调用外部函数的函数中用extern说明外部函数。,二、外部函数,extern 可省略,例:p110。,/*file1.c*/#includeint mod(int a,int

20、b);extern int add(int m,int n);main()int x,y,result;scanf(“%d%d”,/*file2.c*/extern int add(int m,int n)return(m+n);,首先要生成两个源文件(file1.c 和file2.c)。再构造project文件，在编辑状态下，编辑一个后缀为prj的文件（文件名可由用户选择，如：ff.prj)此文件内容如下：file1 file2,后缀.c可有可无，file1,file2顺序无关，如是果file1.c和file2.c不在一个目录中时，可在project文件ff.prj中给出各自的路径。选择pr

21、oject功能项，在project name输入ff.prj。然后按F9，产生相应的执行文件ff.exe。,递归调用:,6.4 递归函数设计和调用,在函数内调用函数本身，称为函数的递归调用。函数直接调用本身，称为直接递归。函数调用其他函数，其他函数又调用了本函数，称为间接递归。,直接调用 int f(x)int x;int y,z;z=f(y);,间接调用 int f1(x)int x;int y,z;z=f2(y);,int f2(t)int t;int a,b;a=f1(y);,以上仅给出了递归的概念.,显然:上述例子会无限递归(无限执行)。所以,在递归调用时都有条件限制。,即:条件成立,

22、调用递归,否则结束。,一个最常用的例子:求n!,1.从数学上定义,2.程序 float fac(n)int n;float f;if(n0)printf(input error!n);else if(n=0 n=1)f=1;else f=nfac(n 1);return(f);,main()int n;float y;printf(input a integer!);scanf(%d,3.执行过程:设输入n5,main()f=5fac(4);,fac(4)f=4fac(3);return f;,fac(3)f=3fac(2);return f;,fac=4!,n=4,n=3,fac=3!,fa

23、c(2)f=2fac(1);return f;,fac(1)f=f(1);return f;,n=1,fac=1,n=2,fac=2!,可简化表示为,当变成机器代码时,将其拉成直线(线性程序代码)。,6.5 编译预处理,目的:为了简化程序的编写，提高程序的可移植性、可读性、模块化。C语言设计了若干命令编译预处理命令，并可出现于程序当中。,处理流程:第一次编译扫描时,将预编译命令处理完，然后再进行正式编译,生成目标代码。,1.宏定义命令;,有三种类型的预处理命令:,为了与C语句区别,这些命令均以“#”开头。,2.文件包含命令;,3.条件编译命令。,6.5.1 宏定义,简化程序的书写,提高可读性、

24、可移植性。,一、不带参数的宏,#define 标识符 字符串表达式,宏定义分为:无参数和有参数二种形式。,例:#define PAI 3.14159#define Array_size 500 int mArray_size;,实际处理时:用“字符串表达式”替换程序中的标识符(宏名),从开始定义的位置至文件结尾，但允许提前终止。用命令(#undef标识符),#define M 10.5 main()#undef M,1.宏定义的作用域:,#include;,#define PAI 3.14159,main(),float r,s;,r=2.0;,s=PAIrr;,printf(s=%5.3fn

25、,s);,#undef PAI,r=3.0;,s=PAIrr;,printf(s=%5.3fn,s);,运行结果：s=12.566,s=28.274,如果在程序中提前终止宏定义，则编译时会提示：,undefined symbol PAI in function main,#define PI 3.14159#define R 3.0#define L 2R PI#define S PI R R main prinf(L=%fn S=%fn,L,S);,2.可以嵌套定义,即可引用已定义的宏名。,注意:双引号“”中的L不被替换。,结论:(1)凡程序中常用到的字符序列,如:常数,公式,均可用宏定义。

26、,(2)经常会改变的数据可用宏定义。,结果：L=18.84954/*L=23.0 3.14159*/S=28.27131/*S=3.141593.0 3.0*/,二、带参数的宏,形式:#define 宏名(参数表)字符串#define S(r)3.14159 r r S(3.0)/*相当于:3.14159 3.0 3.0*/S(4.0)/*相当于:3.14159 4.0 4.0*/,合适于字符串表达式序列中有变化的字符,将这部分字符可定义为参数。,例1:r23.1415r r 为字符序列,但r是可变的。,main()int x,y,b,z;x=3;y=4;b=x+y;z=f(x+y);编译后:

27、z=f(x+y)变成:x+y*b结果为:z=31(这个结果有可能与初始设想不一致),初始想法有可能是：,若有：f(x+y)则应有：(x+y)b,若有：f(x+y+z)则应有：(x+y+z)b,例2:#define f(a)a*b,1.宏展开实质为严格的字符替换，把参数看一种“字符串”，所以定义宏时要考虑实参(替换)的各种可能,防止出现二义性。如程序例1中:若有#define s(r)3.14159rr 则S(a+b)的结果为:3.24159a+ba+b 为避免出现错误的结果,可将宏定义修改为:#define S(r)3.1415926(r)(r),宏定义时必须注意以下几个方面:,2.宏定义与函

28、数是完全不同的概念,(1)目的：宏调用是为了减少书写量和提高运行速度;函数调用为了实现模程序设计。(2)代码：宏调用展开后的代码是嵌入源程序中，代码是增加的;函数调用没用展开的问题，函数体的代码都不增加。(3)参数：宏定义不需说其类型;函数定义必须说明其类型。(4)工作 时间：宏调用在编译预处理时完成宏展开工作;而函数调用在程序 序运行过程中执行。(5)存储空间：宏调用不存在内存分配问题;函数可能需分配临时空间以存放函数调用之结果。,例:printf中经常有 n,%d 或程序中经常有printf(please input a number)等。则可用宏定义代替，如：,3.灵活运用宏定义,可使程

29、序书写简化.,例：,#include,#define EN printf(please input number:n),#define NL printf(n)#define PRINT(F,V)printf(“F=%dt,V),#define INPUT_ PROMPT printf(),6.5.2 文件包含,C语言允许在一个文件预编译时,将另一个文件原封不动地包含进来。,(2)当一组符号常量的定义为公用时，可作为一个独立的文件被其它文件包含。,目的:(1)当函数不在一个文件中，既可用link连接编译后的obj文件，也可用“文件包含”方式。,格式:#include 文件名,#include

30、f2.c main(),例:,f1.c,f2.c,预编译后:,：main(),f1.c,为f2.c中的内容,再进行正式编译,1.一个include只能写一个文件，包含多个文件需多个include,(1)只在f1.c中用#include.#include f2.c#include f3.c,(2)分别在f1.c,f2.c中用#include 在f1.c中:#include f2.c 在f2.c中:#include f3.c,2.当f1.c包含f2.c,而f2.c又包含f3.c时，有两种包含形式:,3.一般用.h扩展名命名被包含文件。h为head之意以与一般.c文件区别。如系统stdio.h.系统

31、.h文件在子目录INCLUDE下。,4.#include后的文件名既可用,也可用，两者区别:“”首先在当前目录中找,然后再去标准目录中找。只在标准目录(include目录)中找。,5.被包含文件和包含文件最后形成一个文件。因此,全局变量作用域为整个文件。不必用extern说明。,6.5.3 条件编译,有时,C程序的一部分语句是否起作用要根据一定的条件，即由条件而决定是否起作用。,例如:(1)调试程序时,需加多条printf，但调试完则要一一删除。,(2)有的语句也视条件而决定其具体形式。,形式1#ifdef 标识符 程序段1#else 程序段2#endif,功能 当标识符在此之前被定义过(即用

32、#define定义过),则编译程序段1,否则编译程序段2。,其中:程序段即可为语句组，也可为命令行。,条件编译命令的三种形式:,例:为了调试程序，加上以下条件 编译#ifdef DEBUG printf(x=%d,y=%d,z=%d,x,y,z);#endif,另:#else 后面部分可没有，但#endif保留。,只要在此之前有:#define DEBUG 则编译 printf(x=%d,y=%d,z=%d,x,y,z);,例：,include,define EN printf(Please input number:n),main(),int a=123,b=456;,#ifdef EN,p

33、rinft(This is test:a=%dn,a);,#else,prinft(This is test:b=%dn,b);,#endif,编译时会有警告：,b is assigned a value that is never used,运行结果：This is test:a=123,形式2#ifndef 标识符 程序段1#else 程序段2#endif,功能:与形式1的条件正好相反,即:当标识符未被定义，则编译程序段1，否则编译程序段2。,例：,include,define EN printf(Please input number:n),main(),int a=123,b=456;

34、,#ifndef EN,prinft(This is test:a=%dn,a);,#else,prinft(This is test:b=%dn,b);,#endif,编译时会有警告：,a is assigned a value that is never used,运行结果：This is test:b=456,形式3#if 表达式 程序段1#else 程序段2#endif,功能:当表达式0,则编译程序段1,否则编译程序段2。,形式4：#if 常量表达式1 程序段 1#elif 常量表达式2 程序段 2#elif 常量表达式n 程序段n#else 程序段n+1#endif,例:输入一任意字符串，需将其全部转化为大写字母,或者将其转化为小写字母。,只编一个程序，程序中用条件编译，决定是全部转为大写字母还是小写字母。,i=0;while(c=str i)!=o)#if LETTER if(c=a,#define LETTER 1 main()char str5;int i=0;for(i=0;i=5;i+)scanf(%c,程序运行后，若输入：aBcDE,则运行结果为：,str0=a,str1=b,str2=c,str3=d,str4=e,1、习题2、上机练习：第六章函数与宏定义实验,练习,