C语言函数与宏定义课件.ppt

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1、*,1/49,第1章 函数与宏定义,1.1 函数概念,1.2 变量作用域和存储类型,1.3 内部函数与外部函数,1.4 递归函数的设计和调用,1.5 预处理,1.6 综合范例,*,2/49,1.1 函数概念,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,*,3/49,1.1.1 函数定义,存储类型符 返回值类型符 函数名(形参说明表)函数语句体,*,4/49,说明：,1存储类型符

2、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。,*,5/49,3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 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,i

3、nt 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。,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。,*,6/49,6函数返回语句的形式有以下两种：函数无返回值的情况：return；或者什么也不写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mat

4、h.h中声明的*/,*,7/49,函数定义如下：int abs_sum(int m,int n)if(m0)m=-m;if(n0)n=-n;return(m+n);,1.1.2 函数声明和调用,1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)；,*,8/49,2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

5、执行下面的语句。,*,9/49,1.1.3 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。,*,10/49,【例1-1】编程序，通过调用函数abs_sum()，求任意两个整数的绝对值的

6、和。,/*exam1_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,*,11/49,用传值方式调用函数时，实参也可以是函数调用语句,【例1-2】求任意三个数的绝对值的和。,/*exam1_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,*,12/49,注意：,对于有返回值

7、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1-3】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：/*exam1_3.c 求两个数的乘积*/#include float mul(float a,float b);main()float x,y,z;scanf(%f%f,/*/,*,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)return a*b;,程序运行结果:5 6z=30.000000,m

8、ul(30.000000,-8.000000)=-240.000000,*,14/49,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。,*,15/49,1.2 变量作用域和存储类型,1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

9、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。,*,16/49,局部变量和全局变量的作用域如图所示：,*,17/49,【例1-4】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。,/*exam9_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);,*,18/49,int x=7;printf(local x in inner

10、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,*,19/49,printf(local x in main is%dn,x);getchar();return 0;void a(void)int x=25;printf(nloc

11、al x in a is%d after entering an,x);+x;printf(local x in a is%d before exiting an,x);,*,20/49,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 exi

12、ting cn,x);,*,21/49,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 aloca

13、l 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,*,22/49,2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。

14、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。,*,23/49,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1-5】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。,*,24/49,/*exam1_5.c 用static型变量保留上次阶乘的值*/#include long fac(int n)stat

15、ic 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。,*,25/49,1.3 内部函数与外部函数,1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：st

16、atic int fun-name()；内部函数只能被其所在的源文件调用。,2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。,*,26/49,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”

17、,*,27/49,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);,*,28/49,2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

18、，main()函数只能出现在一个源文件中。,*,29/49,4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。,*,30/49,1.4 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

19、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。,*,31/49,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);,*,32/49,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。,*,33/49,【例1-6】编程，从键盘输入一个正整数n，求n!。,n!的数

20、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);,*,34/49,完整程序如下：,/*exam1_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;,*,35/49,scanf(%d,程序运行结果:66!=7

21、20,*,36/49,【例1-7】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，,*,37/49,程序如下所示：,/*exam1_7.c 求第n项Fibonacci数列的值*/#include long fibonacci(int n);main()int x=0;long result;do

22、result=fibonacci(x);printf(fibonacci(%d)=%ldn,x,result);scanf(%d,*,38/49,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,*,39/49,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。,“编译预处理”是C与其它高级语言的一个重要区别

23、。它们主要是：宏定义 文件包含 条件编译,1.5 预处理,1)不带参数的宏定义 用指定的标识符(宏名)代表一串字符。#define 宏名 字符串,1.5.1 宏定义,例 求正圆锥体的底周长、底面积和它的体积。#define PI 3.1415926/*宏名PI用大写，行末无分号*/main()float l,s,r,v;scanf(%f,进行宏定义时，可以引用已定义的宏名，层层置换。对程序中用双引号括起来的字符串，即使与宏名相同，也不会被置换。,宏名的有效范围为该宏定义命令之后至本源文件结束。通常，宏定义命令一般写在文件开头或函数之前作为该文件的一部分。,可以用#undef 命令终止宏定义的作

24、用域。如：#define G 9.8main()#undef Gfloat f(),G 的作用范围,2带参数的宏定义,语句形式：#define 宏名(形参表)字符串,注意：字符串应包含形参表中的参数例#define PI 3.1415926#define S(r)PI*r*rmain()float a,area;a=3.6;area=S(a);/*area=3.1415926*a*a，但不会置换a为3.6*/printf(r=%f narea=%f n,a,area);getch();,若将area=S(a)改写成 area=S(a+2)，将置换为：area=PI a+2a+2，而不是:are

25、a=PI(a+2)(a+2)。若要达到后者，则应将宏定义命令改写为：#define S(r)PI(r)(r)宏名与括号之间不得有空格，因为宏名与表达式之间的分隔符为空格。如果用#define S(r)PI r r 的话，则被置换为 area=(r)PI r r(a)宏展开并不进行值的传递，即不求表达式的值，也没有“返回值”的概念。宏不存在类型问题，宏名无类型，参数也无类型，表达式可以是任何类型。,注：这里的 t 展开后为 t=(a+b)(c+d)?(a+b):(c+d)如果第一行写成：#define MAX(x,y)xy?x:y 则这里的 t 展开后为 t=a+bc+d?a+b:c+d 因为置

26、换展开是用“表达式”对等的置换“形参表”中的参数。,定义带参数的宏，可以实现一些简单的函数功能。,如：#define MAX(x,y)(x)(y)?(x):(y)main()int a,b,c,t;t=MAX(a+b,c+d);,1.5.2“文件包含”,用#include 命令实现一个文件包含另一个文件。语句形式：#include“文件名”,例#include stdio.h#define N 2#define M N+1#define NUM(M+1)*M/2main()int i,n=0;for(i=1;i=NUM;i+)n+;printf(%2d,n);getch();,输出结果：1 2

27、 3 4 5 6 7 8,一个include命令只能指定一个被包含文件，如果要包含n个文件，则要用n个include命令。,NUM被代换展开后为：(2+1+1)2+1/2,#include命令中，文件名既可用双引“”号(推荐），也可用尖括号括起来。表示被包含在标准目录中(include).“”表示被包含文件在指定目录中，若只有文件名不带路径，则在当前目录中，若找不到，再到标准目录中找。包含文件名可以是.c源文件或.头文件，如#include#include“myhead.h”#include“D:myexammyfile.c”,条件编译语句形式：1#ifdef 宏名程序段1#else程序段2#

28、endif 作用：如果宏名已定义，则编译“程序段1”，否则编译“程序段2”。,所谓“宏名已定义”是无论“宏名”定义为什么内容。条件编译的作用：缩短编译时间，减少目标程序的长度。,作用：如果宏名未定义，则编译“程序段1”，否则编译“程序段2”。3#if 表达式程序段1#else程序段2#endif 作用：当“表达式”值为非0，则编译“程序段1”，否则编译“程序段2”。,2#ifndef 宏名 程序段1#else 程序段2#endif,4#if 表达式1 程序段1#elif 表达式2 程序段2#else 程序段3#endif 作用：当“表达式1”值为非0，则编译“程序段1”，否则判断”表达式2”；

29、当“表达式2”的值为真，则编译“程序段2”，否则编译”程序段3”。,例#define TED 10main()#ifdef TED printf(Hi,Tedn);#else printf(HI,Anyonen);#endif#ifndef PALPH printf(RAPLH not definedn);#endif getch();,例,main()#if MAX99 printf(compile for array greater than 99);#else printf(compile for small array);#endif getch();,例#define N 2#def

30、ine M N+1#define NUM 2*M+1main()int i;for(i=1;i=NUM;i+)printf(%dn,i);getch();程序中的 for 循环执行的次数是多少？,例#define MAX(x,y)(x)(y)?(x):(y)main()int a=5,b=2,c=3,d=3,t;t=MAX(a+b,c+d)*10;printf(%dn,t);/*t的值是多少？*/getch();,*,54/49,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。,