C語言程序設(shè)計(jì)（第三版）高禹 第7章函數(shù)

第 7章 函數(shù) 第 7章 函數(shù) 本章概述 本章的學(xué)習(xí)目標(biāo) 主要內(nèi)容 第 7章 函數(shù) 第 7章 函數(shù) 本章概述 本章介紹函數(shù)定義的形式、調(diào)用的方法、函數(shù)嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用的方法、數(shù)組做函數(shù)參數(shù)的使用方法、局部變量和全局變量的使用方法、變量存儲(chǔ)類別、內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù)等內(nèi)容。 第 7章 函數(shù) 第 7章 函數(shù) 本章教學(xué)目的：掌握函數(shù)定義的形式，調(diào)用的方法，掌握函數(shù)嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用的方法，掌握數(shù)組做函數(shù)參數(shù)的使用方法，掌握局部變量和全局變量的使用方法，掌握變量存儲(chǔ)類別，了解內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù)。 本章教學(xué)重點(diǎn)：函數(shù)的定義和調(diào)用，嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用，數(shù)組做函數(shù)參數(shù)，局部變量和全局變量。 本章教學(xué)難點(diǎn)：嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用，數(shù)組做函數(shù)參數(shù)，局部變量和全局變量。 本章的學(xué)習(xí)目標(biāo) : 第 7章 函數(shù) 第 7章 函數(shù) 函數(shù)概述 函數(shù)的定義 函數(shù)的參數(shù)和函數(shù)的返回值 函數(shù)的調(diào)用 函數(shù)的嵌套和遞歸調(diào)用 數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù) 局部變量和全局變量 變量的存儲(chǔ)類別 內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù) 序設(shè)計(jì)舉例 主要內(nèi)容 : 第 7章 函數(shù) 函數(shù)概述 在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員通常把一個(gè)較大的程序劃分為若干個(gè)程序模塊，每一個(gè)程序模塊用來實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的功能，通常把每個(gè)程序模塊稱作一個(gè)子程序。 在 程序的功能是由函數(shù)來完成的，一個(gè) 主函數(shù)調(diào)用其它函數(shù)，其它函數(shù)也可以互相調(diào)用，同一個(gè)函數(shù)可以被一個(gè)或多個(gè)函數(shù)調(diào)用任意多次。 在程序設(shè)計(jì)中，常將一些常用的功能模塊編寫成函數(shù)，放在函數(shù)庫中供編程時(shí)選用。在程序設(shè)計(jì)時(shí)，如果能夠善于使用函數(shù)，則可以減少重復(fù)編寫程序段的工作量。 第 7章 函數(shù) 一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)調(diào)用的例子： # # N 10 =97,90,88,82,79,78,73,68,66,65; ) i,s=0; i=1;i=0) 該分?jǐn)?shù)在 %中排名第 %?！?, N,t); 不存在此分?jǐn)?shù)！” ); ; 函數(shù) 數(shù) 給定分?jǐn)?shù)在數(shù)組中不存在，則返回值為 第 7章 函數(shù) 在 函數(shù)定義的角度看，函數(shù)可分為如下兩種： （ 1）標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，即庫函數(shù)。是由 戶不必自己定義、可以直接使用的函數(shù)。例如： 附錄 （ 2） 用戶自定義函數(shù)。是由用戶自己編寫的函數(shù)，以解決用戶的專門需要。 例 第 7章 函數(shù) 函數(shù)的定義 根據(jù)有無參數(shù)，可以將函數(shù)分為如下兩種形式： 1無參函數(shù) 定義形式如下： 類型標(biāo)識(shí)符 函數(shù)名（ ） /*函數(shù)的首部 */ 聲明部分 /*函數(shù)體 */ 執(zhí)行部分 類型標(biāo)識(shí)符用來說明函數(shù)返回值的類型，也稱為函數(shù)的類型。若省略類型標(biāo)識(shí)符，默認(rèn)返回值類型為整型；當(dāng)函數(shù)無返回值時(shí)，可以指定函數(shù)的類型為 在例 第 7章 函數(shù) 2有參函數(shù) 例 寫一個(gè)函數(shù)，求兩個(gè)數(shù)的最大值。 程序?yàn)椋?a, b) x; if(ab) x=a; x=b; x; 上面定義了有參函數(shù) 數(shù)為 a和 b。 函數(shù)值。 定義形式如下： 類型標(biāo)識(shí)符 函數(shù)名（形參表列） /*函數(shù)的首部 */ 聲明部分 /*函數(shù)體 */ 執(zhí)行部分 例 第 7章 函數(shù) 對(duì)函數(shù)定義的幾點(diǎn)說明： （ 1）函數(shù)名的命名要符合標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則，同一程序中函數(shù)不能重名，一個(gè)函數(shù)名用來唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)函數(shù)。 （ 2）無參函數(shù)的形參表是空的，但“（）”不能省略；有參函數(shù)，要說明每一個(gè)形參的類型，形參可以是變量名、數(shù)組名、指針變量名等，形參表列中若多于一個(gè)形參，則形參之間用逗號(hào)分隔。 （ 3）花括號(hào)內(nèi)的部分稱為“函數(shù)體”。函數(shù)體由聲明部分和執(zhí)行部分構(gòu)成。聲明部分對(duì)函數(shù)內(nèi)所使用變量的類型和被調(diào)用的函數(shù)進(jìn)行定義和聲明；執(zhí)行部分是實(shí)現(xiàn)函數(shù)功能的語句序列。 第 7章 函數(shù) （ 4）當(dāng)函數(shù)體為空時(shí)，稱此函數(shù)為空函數(shù)。調(diào)用空函數(shù)時(shí)，什么工作也不做。 （ 5）函數(shù)定義時(shí)，舊版的 數(shù)首部中的形參表列僅包含形參，形參的類型另起一行來說明；新版的 數(shù)首部中的形參表列包含形參的類型和形參。 例如： x , y)為新版的函數(shù)定義方式， 而 x , y) x ,y; 為舊版的函數(shù)定義方式。 一般來說，在新版的 第 7章 函數(shù) 函數(shù)的參數(shù)和函數(shù)的返回值 形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù) 定義函數(shù)時(shí)的參數(shù)稱為 形式參數(shù) ，簡(jiǎn)稱為 形參 。形參在該函數(shù) 未被調(diào)用時(shí)是沒有確定的取值 的，只是形式上的參數(shù)。 調(diào)用函數(shù)時(shí)的參數(shù)稱為 實(shí)際參數(shù) ，簡(jiǎn)稱為 實(shí)參 。 實(shí)參可以是變量、常量或表達(dá)式，有確定的取值 ，是實(shí)實(shí)在在的參數(shù)。 函數(shù)定義時(shí)形參不占內(nèi)存，只有發(fā)生調(diào)用時(shí)，形參才被分配內(nèi)存單元，接受實(shí)參傳來的數(shù)據(jù)。 定義函數(shù)時(shí)必須定義形參的類型。 函數(shù)的形參與實(shí)參要求在個(gè)數(shù)上相等，并且對(duì)應(yīng)的形參和實(shí)參的類型要相同。 形參和實(shí)參可以同名，形參是該函數(shù)內(nèi)部的變量，即使形參和實(shí)參同名，也是兩個(gè)不同的變量，占用不同的內(nèi)存單元。 第 7章 函數(shù) 例 數(shù)組中存儲(chǔ)若干個(gè)數(shù)碼 (可以重復(fù) )，編寫一個(gè)函數(shù)，對(duì)于給定的一個(gè)數(shù)碼，統(tǒng)計(jì)該數(shù)碼在數(shù)組中出現(xiàn)的次數(shù)。主函數(shù)可以多次調(diào)用上面的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)多次統(tǒng)計(jì)輸出。 # b) /*函數(shù)定義， 0=2,6,3,5,7,1,4,3,4,2,2,6,6,1,7,5,5,2,1,7; k ,n=0; k=0; k a , b) /*函數(shù)定義 */ s; s=a+b; s); /*返回計(jì)算結(jié)果：兩個(gè)實(shí)數(shù)的和 */ x,y,%f,%f”,&x,&y); /*輸入兩個(gè)實(shí)數(shù) */ x,y); /*函數(shù)調(diào)用 */ x*x,y*y)/2; n%f， %f”, ; 第 7章 函數(shù) 例 7 5 求 3到 100之間的所有素?cái)?shù)。調(diào)用函數(shù)判斷一個(gè)數(shù)是否是素?cái)?shù)，要求：若函數(shù)的返回值是 1，表示該數(shù)是素?cái)?shù)；若函數(shù)的返回值是 0，則表示該數(shù)不是素?cái)?shù) 。 # #i) /*函數(shù)定義 */ j,k,; k=i); j=2;j x,y) /*函數(shù)定義 */ xy?x:y); n1,n2,n3,n4,d; %d,%d,%d,%d”,& d=n1,n3,; /*函數(shù)調(diào)用 */ d”,d); ; 思考：若將題目中的 4個(gè)整數(shù)換成 1000個(gè)整數(shù)，程序該如何修改？ 第 7章 函數(shù) 數(shù)調(diào)用的說明 1函數(shù)調(diào)用的過程 函數(shù)調(diào)用的過程是： （ 1） 傳遞參數(shù)值。 對(duì)有參函數(shù)進(jìn)行調(diào)用時(shí)，計(jì)算各個(gè)實(shí)參表達(dá)式的值，為所有的形參分配內(nèi)存單元，并按順序把實(shí)參的值傳遞給相應(yīng)的形參。 （ 2） 進(jìn)入函數(shù)的聲明部分， 為函數(shù)體內(nèi)聲明的局部變量分配內(nèi)存單元。 （ 3） 執(zhí)行函數(shù)中的語句，實(shí)現(xiàn)函數(shù)的功能，當(dāng)遇到 ”時(shí)，釋放形參和本函數(shù)體內(nèi)定義的局部變量所占的內(nèi)存空間，返回到調(diào)用它的函數(shù)。 第 7章 函數(shù) 2函數(shù)調(diào)用需要具備的條件 在一個(gè)函數(shù)中調(diào)用另一函數(shù)（即被調(diào)用函數(shù)）需要具備如下一些條件： （ 1）首先被調(diào)用函數(shù)必須是已經(jīng)存在的函數(shù)（是庫函數(shù)或用戶自定義的函數(shù)）。 （ 2）如果調(diào)用庫函數(shù)，一般還應(yīng)該在文件開頭用 # （ 3）如果使用用戶自己定義的函數(shù)，而且該函數(shù)與調(diào)用它的函數(shù)在同一個(gè)文件中，一般還應(yīng)該在調(diào)用它的函數(shù)中或主函數(shù)之前對(duì)被調(diào)用的函數(shù)進(jìn)行聲明。在 數(shù)的聲明稱為函數(shù)原型 (使用函數(shù)的原型是 的一個(gè)重要特點(diǎn)，它的作用是利用它在程序的編譯階段對(duì)調(diào)用函數(shù)的合法性進(jìn)行全面檢查。 第 7章 函數(shù) 函數(shù)聲明的一般形式為： 類型標(biāo)識(shí)符 被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)名（參數(shù)類型 1，參數(shù)類型 2， ）； 類型標(biāo)識(shí)符 被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)名（參數(shù)類型 1 參數(shù)名 1，參數(shù)類型 2 參數(shù)名 2， ）； 上面兩種函數(shù)聲明的形式均可，前一種為基本形式，為了便于閱讀程序，聲明函數(shù)時(shí)也可以加上參數(shù)名，即后一種形式，但編譯系統(tǒng)不檢查參數(shù)名。 若被調(diào)用的函數(shù)的定義出現(xiàn)在調(diào)用它的函數(shù)之前或函數(shù)返回值為整型或字符型時(shí)，可以不必聲明。例如，可以把例 a , b); /*函數(shù)聲明 */ x,y,%f,%f”,&x,&y); x,y); /*函數(shù)調(diào)用 */ x*x,y*y)/2; n%f %f”, ; a , b) /*函數(shù)定義 */ s; s=a+b; s); 第 7章 函數(shù) 函數(shù)的嵌套和遞歸調(diào)用 函數(shù)的嵌套調(diào)用 其執(zhí)行過程為： 首先從 函數(shù)開始執(zhí)行程序，當(dāng)遇到調(diào)用 去執(zhí)行函數(shù) 執(zhí)行函數(shù) 遇到調(diào)用 去執(zhí)行函數(shù) 執(zhí)行函數(shù) 遇到 ”時(shí)，返回函數(shù) 調(diào)用 函數(shù) 遇到 ”時(shí)，返回到 調(diào)用 后遇到 ”時(shí)，程序運(yùn)行結(jié)束。 第 7章 函數(shù) m); /*函數(shù)聲明 */ p); /*函數(shù)聲明 */ n; s; n:”); %d”,&n); s=n); /*函數(shù)調(diào)用 */ f”,s); ; m ) /*函數(shù)定義 */ ; i; i=1;f(n)=nf(給出的是遞歸公式， n=1或n=0時(shí)給出的“ f(n)=1”是遞歸的終結(jié)條件。 第 7章 函數(shù) 例 算 n！的遞歸程序。 程序如下： # n); /*函數(shù)聲明 */ n; n:”); %d”,&n); n n!=%n); /*函數(shù)調(diào)用 */ ; n) /*函數(shù)定義 */ n=1|n=0) ); /*若是終結(jié)條件，返回終結(jié)條件下的值 */ n*; /*若非終結(jié)條件，遞歸調(diào)用函數(shù)自身 */ 第 7章 函數(shù) 遞歸求解過程的兩個(gè)階段 調(diào)用 返回 (1)調(diào)用過程：不斷調(diào)用遞歸函數(shù)，直至最終達(dá)到遞歸終結(jié)條件。 (2)返回過程：由終結(jié)遞歸條件返回開始，沿調(diào)用過程的逆過程，逐一求值返回，直至函數(shù)的最初調(diào)用結(jié)束。 第 7章 函數(shù) #n); /*函數(shù)聲明 */ ) i ; i=1; （ 2）將 1個(gè)盤從一個(gè)座移到另一個(gè)座上。 可以編寫兩個(gè)函數(shù)分別實(shí)現(xiàn)上面的兩類操作，用 類操作，用 類操作。完整程序如下： #x,y) %c%cn”,x,y); n, (n=1) m; %d”,&m); m,A,B,C); 第 7章 函數(shù) 數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù) 數(shù)組元素同單個(gè)變量一樣，可以作為函數(shù)的實(shí)參，其用法與一般變量相同，但要求函數(shù)的相應(yīng)形參與數(shù)組元素類型一致。 數(shù)組名既可以作為函數(shù)的實(shí)參也可以作為函數(shù)的形參。 當(dāng)用數(shù)組名作為函數(shù)的參數(shù)時(shí)，函數(shù)的實(shí)參與形參都應(yīng)該用數(shù)組名，且實(shí)參數(shù)組與形參數(shù)組的類型必須嚴(yán)格一致。 第 7章 函數(shù) 例 寫程序，將一維數(shù)組中的每個(gè)元素的值加 3，并顯示出來。 # b ,n); /*函數(shù)聲明 */ a =0,1,2,3,4,5,6,7,8,9; i; a,10); /*函數(shù)調(diào)用 */ i=0;i # 10 a,n)； /*函數(shù)聲明 */ ,i,; n); i=0;i a=0; b; /*定義全局變量 a,b*/ s ,n); /*函數(shù)聲明 */ k; x10; /*定義局部變量 */ k=0;a+; n %d”,a); /*輸出全局變量 ; s ,n) k,a=0; b; /*定義局部變量 k,a,b*/ k=0;k x); /*函數(shù)聲明 */ ) i,k; i=1;i x; y; x=y*y; %d”,x); ; y=3; 第 7章 函數(shù) 例 分析下列程序的運(yùn)行結(jié)果。 /* # x=0; ); d”,x); ; /* x; /*全局變量聲明 */ ) x+=3; 局變量 x 對(duì) (2)在由多文件組成的程序中使用外部變量。若某個(gè)程序由多個(gè)文件組成，多個(gè)文件要用到同一個(gè)外部變量，這時(shí)可以在某個(gè)文件中定義該變量，而在其它文件中用 例 第 7章 函數(shù) 內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù) 一個(gè) 些函數(shù)又可分布在多個(gè)程序文件中。 函數(shù)的定義是獨(dú)立的，而函數(shù)之間存在著調(diào)用關(guān)系。 函數(shù)可被它所在程序中的其它函數(shù)所調(diào)用，也可以指定不能被其它程序文件中的函數(shù)調(diào)用。 根據(jù)函數(shù)能否被其他源文件中的函數(shù)調(diào)用，可將函數(shù)分為兩類： 內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù) 。 第 7章 函數(shù) 內(nèi)部函數(shù) 內(nèi)部函數(shù)是只能被本程序文件中的函數(shù)調(diào)用的函數(shù)，其它程序文件的函數(shù)不能調(diào)用該函數(shù)，內(nèi)部函數(shù)也稱為靜態(tài)函數(shù)。 內(nèi)部函數(shù)的定義格式如下： 據(jù)類型 函數(shù)名（形式參數(shù)表列） 說明部分； 語句部分； 第 7章 函數(shù) 外部函數(shù) 外部函數(shù)是可以被程序中的其他程序文件所調(diào)用的函數(shù)。定義格式如下： 數(shù)據(jù)類型 函數(shù)名（形式參數(shù)表列） 說明部分； 語句部分； 外部函數(shù)是 省略統(tǒng)默認(rèn)為外部函數(shù)，可以被其它程序文件中的函數(shù)所調(diào)用。 第 7章 函數(shù) 例 /* # ) ; /*外部函數(shù)聲明 */ %c”,); ; /* ) ch=; a /*隨機(jī)產(chǎn)生正整數(shù) 函數(shù)（兩位數(shù)） */ n; n=; /*值是 0到 32767 之間的隨機(jī)整數(shù) */ n=100 | n #00 /*不妨設(shè)班級(jí)學(xué)生數(shù)少于 100*/ ); /*函數(shù)聲明 */ ); /*函數(shù)聲明 */ ); /*函數(shù)聲明 */ ); /*函數(shù)聲明 */ 4; /* 中、期末和總評(píng)成績 */ 15; /* ; /* () 請(qǐng)輸入實(shí)際學(xué)生人數(shù) :”); %d”, & ) 請(qǐng)選擇下面的某一項(xiàng)任務(wù) :”); n(1)輸入每個(gè)學(xué)生的姓名、平時(shí)成績、期中成績、期末成績?！?); n(2)計(jì)算并輸出每個(gè)學(xué)生的總評(píng)成績?！?); n(3)根據(jù)總評(píng)成績對(duì)學(xué)生分類統(tǒng)計(jì)，輸出各分?jǐn)?shù)段的學(xué)生數(shù)?！?); n(4)根據(jù)輸入的學(xué)生姓名，查找并打印該學(xué)生的各項(xiàng)成績?！?); n(5)結(jié)束程序運(yùn)行?！?); 1或 2或 3或 4或 5） :”); %d”, & 5） 1 ： ); *調(diào)用輸入學(xué)生姓名成績函數(shù) */ 2 ： ); *調(diào)用計(jì)算總評(píng)成績函數(shù) */ 3 ： ); *調(diào)用統(tǒng)計(jì)各分?jǐn)?shù)段人數(shù)函數(shù) */ 4 ： ); /*調(diào)用根據(jù)姓名查找函數(shù) */ 見。” ); ; 第 7章 函數(shù) ) /*輸入學(xué)生姓名成績函數(shù) */ i; i=0;ii+) ”);