C语言程序设计第4章函数与编译预处理.ppt

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1、1,第4章 函数与编译预处理,C 语言程序设计,2,第4章 函数与编译预处理,4.1 函数概述4.2 函数定义与调用4.3 局部变量和全局变量4.4 变量的生存期和存储类别4.5 编译预处理,3,4.1 函数概述,4.1.1 函数简介,4,【例】,#include void print_line()/*函数定义*/printf(*n);void print_text()/*函数定义*/printf(Welcome to Beijing n);void main()print_line();/*函数调用*/print_text();/*函数调用*/print_line();/*函数调用*/,5,

2、void main函数 调用函数 print_line();,6,一个C源程序可以由一个或多个源程序文件组成。C编译系统在对C源程序进行编译时是以文件为单位进行的。一个C源程序文件可以由一个或多个函数组成。所有函数都是独立的。主函数可以调用其它函数，其它函数可以相互调用。在一个C程序中，有且仅有一个主函数main。C程序的执行总是从main函数开始，调用其它函数后最终回到main函数，在main函数中结束整个程序的运行。,说明,7,函数的种类,从使用的角度看：标准函数（库函数）库函数是由系统提供的。如：getchar()、sin(x)等。在程序中可以直接调用它们。附录B列出了C的部分库函数。用

3、户自定义函数。如:例中的print_line()函数。,8,由C编译系统定义的一种函数，存放在系统函数库中，用户可以根据需要随时调用常用函数如：fabs、sqrt、sin、pow、rand(常用数学函数参见教材P100 表4-1和附录B)函数调用形式：函数名（参数表）例如：sqrt(x),4.1.2 数学库函数,9,例,#include#include void main()float x=4.5;printf(%f,%f,%fn,sqrt(x),pow(x,2),fabs(-x);,输出结果：2.121320,20.250000,4.500000,10,4.2.1 函数的定义,函数定义的一般

4、形式,函数类型 函数名(类型名 形式参数1，)说明语句 执行语句,例如：求两个数的最大值。int max(int x,int y)int z;z=x y?x:y;return(z);,4.2 函数定义及调用,11,#includeint cube(int y);/*函数原型声明*/void main()int x,last,nowcb;last=1;printf(15之间，相邻两数的立方差是：n);for(x=2;x=5;x+)nowcb=cube(x);/*函数调用*/printf(%d,nowcb-last);last=nowcb;printf(n);,/*函数定义*/int cube(i

5、nt y)/*函数首部*/return y*y*y;,例4-1 编写一个函数cube，计算整数的立方。,花括号中也可以为空，这种函数叫空函数。不能在函数体内定义其他函数，即函数不能嵌套定义。,12,函数名（实参表列）,在C语言中，把函数调用也作为一个表达式。因此凡是表达式可以出现的地方都可以出现函数调用。例如：welcome();/*函数调用语句*/if(iabs(a)max)max=iabs(a);/*函数调用构成表达式*/m=max(c,max(a,b);/*函数调用作为函数参数*/,4.2.2 函数的调用,函数调用的一般形式：,13,void swap(int x,int y)int z

6、;z=x;x=y;y=z;printf(nx=%d,y=%d,x,y);main()int a=10,b=20;swap(a,b);printf(na=%d,b=%dn,a,b);,4.2.3 函数参数传递与返回值,1函数的参数传递（值传递）,程序输出结果：x=20,y=10a=10,b=20,形式参数（形参）,实际参数（实参）,【例】编一程序，将主函数中的两个变量的值传递给swap函数中的两个形参，交换两个形参的值。,14,有关形参和实参的说明：,当函数被调用时才给形参分配内存单元。调用结束，所占内存被释放。实参可以是常量、变量或表达式，但要求它们有确定的值。实参与形参类型要一致，字符型与整

7、型兼容。实参与形参的个数必须相等。在函数调用时，实参的值赋给与之相对应的形参。“单向值传递”。,15,函数的返回值是通过return语句带回到主调函数的,功能：终止函数的运行，返回主调函数，若有返回值，将返回值带回主调函数。,说明：若函数没有返回值，return语句可以省略。return语句中的表达式类型一般应和函数的类型一致，如果不一致，系统自动将表达式类型转换为函数类型。,2.函数的返回值,return 语句格式：,return;或 return 表达式;,16,【例】计算并输出圆的面积。,#include s(int r)return 3.14*r*r;void main()int r;

8、scanf(%d,自动转换为int型,程序运行情况如下：212,说明：函数的类型决定了函数返回值的类型。若省略函数的类型，系统默认其为int型。无返回值的函数应将其类型定义为void（空）类型。,17,【例4-8】编写函数实现两组变量的显示,定义2组，共8个整型变量a1a4，b1b4，要求：输入字符a和整数1，显示a1变量的值，输入字符b和整数1，显示b1变量的值,18,#include int ArrayOperating(int i,char ch)int a1=1,a2=0,a3=3,a4=5;int b1=2,b2=0,b3=4,b4=3;switch(i)case 1:switch(

9、ch)case a:return a1;case b:return b1;case 2:case 3:case 4:,void main()int i;char ch;printf(输入显示的变量，形式如：a1或b4：);scanf(%c%d,19,4.2.4 函数的嵌套调用,main函数 调用函数 A;,20,【例】函数的嵌套调用,main()int n=3;printf(%dn,sub1(n);,sub1(int n)int i,a=0;for(i=n;i0;i-)a+=sub2(i);return a;,sub2(int n)return n+1;,程序输出结果：9,21,4.2.5 对

10、被调函数的声明和函数原型,变量要先定义后使用，函数也如此。即被调函数的定义要出现在主调函数的定义之前。如swap函数.,void swap(int x,int y)main()swap(a,b);,main()c=max(a,b);max(int x,int y),允许整型函数（且参数也是整型）的定义出现在主调函数之后。如max函数.,22,对被调函数进行声明的一般形式,函数类型 函数名（参数类型1 参数名1，）;或 函数类型 函数名（参数类型1，参数类型2，）;,第二种形式省略了参数名，此种形式也称为函数的原型。,如果非整型函数在主调函数之后定义，则应在主调函数中或主调函数之前对被调函数进行

11、声明。,23,#include void main()float calc(float x,float y,char opr);float a,b;char opr;printf(n输入四则运算表达式:);scanf(%f%c%f,【例4-12】计算并输出两个数的和、差、积、商。,24,4.3 局部变量和全局变量,变量的作用域：变量在程序中可以被使用的范围。根据变量的作用域可以将变量分为局部变量和全局变量。,局部变量（内部变量）：在函数内或复合语句内定义的变量以及形参。作用域：函数内或复合语句内。,4.3.1 局部作用域和局部变量,【例】分析下面程序的运行结果及变量的作用域。,25,void

12、sub(int a,int b)int c;a=a+b;b=b+a;c=b-a;printf(sub:ta=%d b=%d c=%dn,a,b,c);,void main()int a=1,b=1,c=1;printf(main:ta=%d b=%d c=%dn,a,b,c);sub(a,b);printf(main:ta=%d b=%d c=%dn,a,b,c);int a=2,b=2;printf(comp:ta=%d b=%d c=%dn,a,b,c);printf(main:ta=%d b=%d c=%dn,a,b,c);,“分程序”或“程序块”,程序输出结果：main:a=1 b=1

13、 c=1sub:a=2 b=3 c=1main:a=1 b=1 c=1comp:a=2 b=2 c=1main:a=1 b=1 c=1,26,4.3.2 全局作用域和全局变量,全局变量（外部变量）：在函数外部定义的变量。作用域：从定义变量的位置开始到本源文件结束。如在其作用域内的函数或分程序中定义了同名局部变量，则在局部变量的作用域内，同名全局变量暂时不起作用。,【例】全局变量和局部变量的作用域。,27,int a=5;void f(int x,int y)int b,c;b=a+x;c=a-y;printf(%dt%dt%dn,a,b,c);,main()int b=6,c=7;f(b,c)

14、;printf(%dt%dt%dn,a,b,c);int a=9,b=8;printf(%dt%dt%dn,a,b,c);c=10;printf(%dt%dt%dn,a,b,c);printf(%dt%dt%dn,a,b,c);printf(%dt%dt%dn,a,b,c);,程序输出结果：5 11-25 6 79 8 79 8 109 8 105 6 10,int,28,4.4 变量的生存期和存储类别,4.4.1 变量的生存期,变量的生存期：变量在内存中占据存储空间的时间。,存储分配,动态存储变量,29,4.4.2 变量的存储类别,变量的属性,数据类型：决定为变量分配内存单元的长度，数据的存

15、放形式，数的范围。,存储类别：决定了变量的生存期，给它分配在哪个存储区。,30,变量定义语句的一般形式,存储类别 数据类型 变量名1,变量名n;,31,1自动变量（auto类别）,局部变量可以定义为自动变量。,32,main()int a,b,c;printf(“Enter a，b:n”);scanf(“%d%d”,printf(“Enter a，b:n”);,scanf(“%d%d”,c=sum(a,b);,c=a+b;,return(c);,printf(“Sum=%dn”,c);,main(),Enter a,b:,内存用户区,静态存储区,1 2,sum(int a,int b),Sum

16、=3,程 序,程序区,观察下列程序运行时变量的存储情况,cm=3,33,内存分配调用函数或执行分程序时在动态存储区为其分配存储单元，函数或分程序执行结束，所占内存空间即刻释放。变量的初值定义变量时若没赋初值，变量的初值不确定；如果赋初值则每次函数被调用时执行一次赋值操作。生存期 在函数或分程序执行期间。作用域自动变量所在的函数内或分程序内。,自动变量,34,2静态变量（static类别）,除形参外，局部变量和全局变量都可以定义为静态变量。,35,内存分配编译时，将其分配在内存的静态存储区中，程序运行结束释放该单元。静态变量的初值若定义时未赋初值，在编译时，系统自动赋初值为0；若定义时赋初值，则

17、仅在编译时赋初值一次，程序运行后不再给变量赋初值。生存期整个程序的执行期间。作用域局部静态变量的作用域是它所在的函数或分程序。全局静态变量的作用域是从定义处开始到本源文件结束。,静态变量,36,static int b=0;main()inta=2,i;for(i=0;i2;i+)printf(%4d,f(a);printf(n);int f(int a)static int c=3;b+;c+;return(a+b+c);,【例】静态变量的使用。,main(),for(i=0;i2;i+),printf(%4d,f(a);,int f(int a),b+;c+;,return(a+b+c);

18、,for(i=0;i2;i+),printf(%4d,f(a);,int f(int a),b+;c+;,return(a+b+c);,printf(n);,for(i=0;i2;i+),37,int c;static int a;main()float x,y;char s;f()static int b=1;,3.外部变量（extern类别）,在函数外定义的变量若没有用 static说明，则是外部变量。外部变量只能隐式定义为extern类别，不能显式定义。,38,外部变量声明的一般格式,extern 数据类型 变量名1，变量名n；或 extern 变量名1，变量名n；,注意：外部变量声明用

19、关键字extern，而外部变量的定义不能用extern，只能隐式定义。定义外部变量时，系统要给变量分配存储空间，而对外部变量声明时，系统不分配存储空间，只是让编译系统知道该变量是一个已经定义过的外部变量，与函数声明的作用类似。,39,int p=1,q=5;float f1(int a)extern char c1,c2;char c1,c2;char f2(int x,int y)main(),思考：在f1函数中声明c1、c2的作用是什么？如何修改程序使所有函数都可以使用外部变量而又不需要声明？,【例】在一个文件内声明外部变量。,40,内存分配编译时，将其分配在静态存储区，程序运行结束释放该

20、单元。变量的初值若定义变量时未赋初值，在编译时，系统自动赋初值为0。生存期整个程序的执行期间。作用域从定义处开始到本源文件结束。此外，还可以用extern进行声明，以使其作用域扩大到该程序的其它文件中。,外部变量,41,4.寄存器变量（register类别）,只有函数内定义的变量或形参可以定义为寄存器变量。寄存器变量的值保存在CPU的寄存器中。受寄存器长度的限制，寄存器变量只能是char、int和指针类型的变量。,42,归纳变量的分类,1按照变量的作用域对变量分类 局部变量 全局变量2按照变量的生存期对变量分类 静态存储变量包括：局部静态变量和全局变量 动态存储变量包括：自动变量,43,4.5 编译预处理(自学),