C語言程序設(shè)計__第4章.ppt

1、第4章函數(shù),返回總目錄,目錄,4.1函數(shù)調(diào)用過程,4.2函數(shù)的定義,4.3遞歸函數(shù),4.6習(xí)題四,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.5編譯預(yù)處理,返回總目錄,基本要求： ）熟悉函數(shù)的定義、聲明與調(diào)用，并熟悉遞歸函數(shù)的定義與使用； ）熟悉存儲類型、生存期和作用域； ）熟悉編譯預(yù)處理。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： ）函數(shù)的定義與調(diào)用； ）生存期、作用域、編譯預(yù)處理。,4.1函數(shù)調(diào)用過程,4.1.1 函數(shù)調(diào)用的定義,主函數(shù)main( )只能被系統(tǒng)調(diào)用，不能被其它函數(shù)所調(diào)用； 主函數(shù)main( )可以調(diào)用庫函數(shù)或其他函數(shù)； 除主函數(shù)main( )外，其他函數(shù)之間可以相互調(diào)用； 在一個程序中，通過調(diào)用關(guān)系將各函數(shù)聯(lián)系

2、在一起，程序總是從main( )函數(shù)開始執(zhí)行，調(diào)用所需要的函數(shù)，完成所調(diào)用函數(shù)的功能，返回到main( )函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行，最后在main( )函數(shù)中結(jié)束。,函數(shù)調(diào)用：在一個函數(shù)中引用另一個函數(shù)，稱為,返回目錄,4.1函數(shù)調(diào)用過程,4.1.2 函數(shù)調(diào)用過程,函數(shù)調(diào)用的圖示,設(shè)有main函數(shù)、fun函數(shù)，則它們的調(diào)用過程如圖所示。,4.1函數(shù)調(diào)用過程,4.1.2 函數(shù)調(diào)用過程,函數(shù)調(diào)用的圖示,main() int a,b,c; scanf(%d,%d, ,4.1函數(shù)調(diào)用過程,4.1.2 函數(shù)調(diào)用過程,首先為被調(diào)函數(shù)的所有形式參數(shù)分配內(nèi)存，再計算實際參數(shù)的值，再一一對應(yīng)地賦給相應(yīng)的形式參數(shù)(對于無參函

3、數(shù)，不做此工作)； 然后進(jìn)入被調(diào)函數(shù)的函數(shù)體，為函數(shù)說明部分定義的變量分配存儲空間，再依次執(zhí)行函數(shù)體中的可執(zhí)行語句； 當(dāng)執(zhí)行到“return”語句時，計算返回值(如果是無返回值的函數(shù)，不做這項工作)；釋放本函數(shù)中定義的變量所占用的存儲空間(對于static類型變量，其空間不釋放)，返回主調(diào)函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行。,函數(shù)調(diào)用過程簡述,4.1函數(shù)調(diào)用過程,4.1.2 函數(shù)調(diào)用過程,函數(shù)調(diào)用的規(guī)則說明,被調(diào)用的函數(shù)必須是已經(jīng)存在的函數(shù)(即是庫函數(shù)或用戶自己定義的函數(shù))； 如果調(diào)用庫函數(shù)，需要在程序的開頭包含相應(yīng)的頭文件，如使用數(shù)學(xué)庫中的函數(shù)，就用#include； 函數(shù)的聲明：詳見4.2.3小節(jié)。,4.1函數(shù)

4、調(diào)用過程,4.1.2 函數(shù)調(diào)用過程,#include int max(int x，int y) int z； if(xy) z=x； else z=y； return z； main( ) int a，b，c； scanf(“%d，%d”， ,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),函數(shù)類型說明,(2) 函數(shù)有1個返回值 這時在被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)體中有return語句。此時函數(shù)類型的定義應(yīng)根據(jù)return語句后的表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型來定義。例如： int max(int a,int b) return ab?a:b; ,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),函數(shù)類型說明,(2) 函數(shù)有

5、1個返回值 當(dāng)函數(shù)類型與return語句后的表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型不一致時，函數(shù)類型決定return語句后的表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型，系統(tǒng)自動將表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成函數(shù)定義的數(shù)據(jù)類型，在函數(shù)定義過程中，最好定義兩者一致，以免結(jié)果出錯； int max(float a,float b) return ab?a:b; ,main( ) printf(%d,max(12.3,20.6); ,輸出結(jié)果：20,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),函數(shù)類型說明,(2) 函數(shù)有1個返回值 當(dāng)缺省函數(shù)類型定義時，系統(tǒng)默認(rèn)函數(shù)類型為int或char，同時也說明當(dāng)函數(shù)類型為int或char時，可缺省函數(shù)類型說明。

6、max(int a, int b) return ab?a:b; ,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),函數(shù)類型說明,(3) 函數(shù)有多個返回值 這時在被調(diào)函數(shù)的函數(shù)體中一般無return語句。多個值的返回是通過全局變量、數(shù)組或指針作參數(shù)來實現(xiàn)的，這將在以后的章節(jié)中進(jìn)行介紹。,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),形參表及形參說明,在函數(shù)定義中寫在圓括號中的參數(shù)稱為形式參數(shù)。不帶參數(shù)的函數(shù)其形參表是空的。一般無參函數(shù)在圓括號中可以寫上“void”以取代空的形參表。例如： void PRINT( void) printf(“This is a examplen”)； 有參函數(shù)的形

7、參表由一個或多個形參組成，各參數(shù)間用逗號分隔。如果有形參，則必須定義形參的數(shù)據(jù)類型。形參類型有兩種定義格式：,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),形參表及形參說明, 傳統(tǒng)風(fēng)格 函數(shù)類型 函數(shù)名(形參表) 形參類型； 函數(shù)體； 例如： int max(a，b) int a,b; , 現(xiàn)代風(fēng)格 函數(shù)類型 函數(shù)名(形參表及類型) 函數(shù)體； 例如： int max(int a, int b) ,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),參數(shù)值的傳遞,函數(shù)間通過參數(shù)傳遞數(shù)據(jù)，是通過調(diào)用函數(shù)中的實在參數(shù)（簡稱實參）向被調(diào)用函數(shù)中的形式參數(shù)（簡稱形參）傳遞進(jìn)行的。 實參向形參傳遞數(shù)據(jù)的方式：是

8、實參將值單向傳遞給形參，形參值的變化不影響實參值。,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),例如： void swap( int x，int y) int z； z=x；x=y；y=z； main( ) int a=5，b=10； swap(a,b); printf(“a=%d，b=dn”，a，b)； ,程序執(zhí)行后，運(yùn)行結(jié)果為： a=5，b=10 而不是： a=10，b=5,參數(shù)值的傳遞,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),參數(shù)值的傳遞,定義函數(shù)時，定義的形參并不占用實際的存儲單元，只有在被調(diào)用時才由系統(tǒng)給它分配存儲單元，在調(diào)用結(jié)束后，形參所占用的存儲單元被釋放； 實參的個數(shù)與

9、類型應(yīng)與形參一致，否則將會出現(xiàn)編譯錯； C語言規(guī)定，函數(shù)間的參數(shù)傳遞是“值傳遞”，即值的單向傳遞，實參可以把值傳給形參，但形參的值不能傳給實參，也就是對形參的修改是不會影響到對應(yīng)的實參； 數(shù)組名作為參數(shù)傳遞的是數(shù)組首地址，嚴(yán)格說，其傳遞的也是“值(地址值)”，指針變量作參數(shù)同此。(后面詳講),4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),函數(shù)體說明,函數(shù)類型說明 函數(shù)名（形參說明表） 說明部分； 執(zhí)行部分； ,說明部分是對函數(shù)中要用到的變量、要調(diào)用到的函數(shù)以及要引用的外部變量進(jìn)行說明。,執(zhí)行部分是用來實現(xiàn)函數(shù)的功能，即語句執(zhí)行部分。,函數(shù)體,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),函數(shù)體

10、說明,被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)體中無return語句，或return語句不帶表達(dá)式并不表示沒有返回值，而是表示返回一個不確定的值。如果不希望有返回值，必須在定義函數(shù)時把“函數(shù)類型說明符”說明為void。 函數(shù)有返回值時，函數(shù)體中至少有一條return語句，執(zhí)行到哪一個返回語句，該返回語句就起作用。但通過它只能得到一個數(shù)據(jù)，多個數(shù)據(jù)的返回不能通過return語句實現(xiàn)。,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),函數(shù)體說明,printstar() printf(*); main() int a; a=printstar(); printf(“a=%d,a); ,輸出：a=10（不確定的值）,int m

11、ax(int a,int b) if(ab) return a; else return b; main() int x=4,y=5,z; z=max(x,y); printf(“max=%d,z); ,多個return語句，但只1個被執(zhí)行,4.2函數(shù)的定義,4.2.2 函數(shù)定義的要點(diǎn),例4.2編程求2個正整數(shù)的最大公因子,int fun(int m, int n) int r; r=m%n; while( r ) m=n;n=r;r=m%n; return n; ,#include main( ) int x,y,z; scanf(%d,%d, ,例如輸入：32,48， 則輸出：z=16 (

12、教材上多一條if語句實現(xiàn)交換，結(jié)果一樣),4.2函數(shù)的定義,4.2.3 函數(shù)的聲明,函數(shù)已定義，如果要調(diào)用，一般應(yīng)在主調(diào)函數(shù)中對被調(diào)函數(shù)進(jìn)行聲明，即向編譯系統(tǒng)聲明將要調(diào)用此函數(shù)，并將有關(guān)信息（如被調(diào)用函數(shù)名、函數(shù)類型、形參的個數(shù)及類型等）通知編譯系統(tǒng)。,函數(shù)聲明的含義,4.2函數(shù)的定義,4.2.3 函數(shù)的聲明,函數(shù)聲明的一般形式,(1)函數(shù)類型 函數(shù)名(形參類型1參數(shù)1，形參類型2參數(shù)2， )；,(2)函數(shù)類型 函數(shù)名(形參類型1，形參類型2，)；,如：int max(int a, int b);,如：int max(int, int);,因編譯系統(tǒng)不檢查參數(shù)名，故格式(1)(2)效果一樣,例

13、4.3求兩個數(shù)之和。 #include main( ) float fun(float x，float y)； printf(“Sum=%fn”，fun(2，5)； float fun(float x，float y) return x+y； ,4.2函數(shù)的定義,4.2.3 函數(shù)的聲明,函數(shù)聲明的一般形式,例4.3求兩個數(shù)之和。 #include main( ) float fun(float，float)； printf(“Sum=%fn”，fun(2，5)； float fun(float x，float y) return x+y； ,Sum=7.000000,Sum=7.000000,

14、例4.3求兩個數(shù)之和。 #include main( ) float fun( )； printf(“Sum=%fn”，fun(2，5)； float fun(float x，float y) return x+y； ,4.2函數(shù)的定義,4.2.3 函數(shù)的聲明,函數(shù)聲明的一般形式,例4.3求兩個數(shù)之和。 #include main( ) printf(“Sum=%fn”，fun(2，5)； float fun(float x，float y) return x+y； ,Sum=0.000000,Error: Type mismatch,例4.3求兩個數(shù)之和。 #include float fu

15、n(float x，float y) return x+y； main( ) printf(“Sum=%fn”，fun(2，5)； ,4.2函數(shù)的定義,4.2.3 函數(shù)的聲明,函數(shù)聲明的一般形式,Sum=7.000000,對于用戶自定義函數(shù)，若被調(diào)用函數(shù)定義在主調(diào)函數(shù)之前，可缺省聲明。,示例求兩個數(shù)之和。 #include main( ) printf(Sum=%dn,fun(2,5); int fun(int x,int y) return x+y; ,4.2函數(shù)的定義,4.2.3 函數(shù)的聲明,函數(shù)聲明的一般形式,Sum=7,對于用戶自定義函數(shù)，若被調(diào)函數(shù)返回值是int或char時，則函數(shù)聲

16、明可缺省。,示例求兩個數(shù)之和。 #include main( ) printf(Sum=%dn,fun(2.7,5); int fun(int x,int y) return x+y; ,4.2函數(shù)的定義,4.2.3 函數(shù)的聲明,函數(shù)聲明的一般形式,Sum=13107,對于用戶自定義函數(shù)，若被調(diào)函數(shù)返回值是int或char時，則函數(shù)聲明可缺省。但缺省后，系統(tǒng)無法對參數(shù)類型作檢查，若調(diào)用函數(shù)時參數(shù)使用不當(dāng)，編譯不報錯，但執(zhí)行結(jié)果會出錯。,4.2函數(shù)的定義,4.2.3 函數(shù)的聲明,關(guān)于函數(shù)聲明的小結(jié),在今后的編程實踐中，養(yǎng)成如下習(xí)慣就不會出現(xiàn)意想不到的錯誤。 將自定義函數(shù)在主調(diào)函數(shù)之前進(jìn)行定義，則

17、可缺省函數(shù)聲明。 若自定義函數(shù)在主調(diào)函數(shù)之后進(jìn)行定義，則嚴(yán)格按照兩種聲明格式在調(diào)用前進(jìn)行函數(shù)聲明。,4.3遞歸函數(shù),4.3.1 遞歸的概念,一個函數(shù)在它的函數(shù)體內(nèi)直接或間接的調(diào)用它自身，則該函數(shù)稱之為遞歸函數(shù)。 直接遞歸：函數(shù)直接調(diào)用自已。(常用：本節(jié)重點(diǎn)討論) 間接遞歸：函數(shù)間接調(diào)用自己。(不常用，本節(jié)不討論),返回目錄,4.3遞歸函數(shù),4.3.1 遞歸的概念,例4.5用遞歸法求f(n)=n! 計算階乘可用如下形式描述：,#include unsigned long fact(int n) unsigned long p； if(n= =1) p=1； else p=n*fact(n-1)；

18、 return p； main( ) int n； unsigned long p； scanf(“%d”，語句，調(diào)用過程會怎樣？,4.3遞歸函數(shù),4.3.1 遞歸的概念,一般形式1： 返值類型遞歸函數(shù)名fun(參數(shù)說明表) if(遞歸終止條件) 返回值p = 遞歸終止值；/*遞歸終止*/ else 返回值p = 遞歸調(diào)用fun()的表達(dá)式；/*遞歸調(diào)用*/ return p； ,定義遞歸函數(shù)的一般形式,4.3遞歸函數(shù),4.3.1 遞歸的概念,一般形式2： 返值類型遞歸函數(shù)名fun(參數(shù)說明表) if(遞歸終止條件) return 遞歸終止值；/*遞歸終止*/ else return 遞歸調(diào)用

19、fun()的表達(dá)式；/*遞歸調(diào)用*/ ,定義遞歸函數(shù)的一般形式,4.3遞歸函數(shù),4.3.2 遞歸舉例,附例：階乘函數(shù) 非遞歸形式遞歸形式,int fact( int n ) if( n = 0 ) /*遞歸終止條件*/ return 1; /*遞歸終止值*/ else return( n * fact(n-1); /*遞歸調(diào)用*/ ,附例：斐波那契(Fibonacci)數(shù)列 非遞歸形式遞歸形式,int fib( int n ) if(n=0 | n=1) /*遞歸終止條件*/ return n; /*遞歸終止值*/ else return(fib(n-1)+fib(n-2); /*遞歸調(diào)用*/

20、 ,4.3遞歸函數(shù),4.3.2 遞歸舉例,4.3遞歸函數(shù),圓盤移動規(guī)則 1）每次只能移動一個圓盤； 2）圓盤可以插在X，Y和Z中的任一塔座上； 3）任何時刻都不能將一個較大的圓盤壓在較小的圓盤上。,例4.7 n階Hanoi塔問題。,3階Hanoi塔問題的初始與結(jié)果狀態(tài),4.3.2 遞歸舉例,4.3遞歸函數(shù),(1)從A移動1n-1號圓盤至B，C作輔助；(遞歸調(diào)用),分析此問題可歸之于三個子問題,(2)從A移動n號圓盤至C； (一次搬運(yùn)),(3)從B移動1n-1號圓盤至C，A作輔助。(遞歸調(diào)用),A,B,C,1n-1,n,4.3.2 遞歸舉例,4.3遞歸函數(shù),void move(int n,cha

21、r a,char b,char c) if( n0 ) move(n-1,a,c,b); printf(“%c-%cn”,a,c); move(n-1,b,a,c); ,解答求解n階Hanoi塔問題的遞歸算法。,(1)從A移動1n-1號圓盤至B，C作輔助；(遞歸調(diào)用),(2)從A移動n號圓盤至C； (一次搬運(yùn)),(3)從B移動1n-1號圓盤至C，A作輔助。(遞歸調(diào)用),4.3.2 遞歸舉例,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.1 存儲類型,定義一個變量的一般形式為： 存儲類型 數(shù)據(jù)類型 變量標(biāo)識符表；,變量的數(shù)據(jù)類型規(guī)定了變量的存儲空間大小和取值范圍;(已介紹) 變量的存儲類型規(guī)定了變量的

22、生存期和作用域。變量的存儲類型有4個，分別是自動型、寄存器型、外部型和靜態(tài)型，其說明符分別是auto、register、extern和static。,返回目錄,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,生存期，就是變量存活的周期。為了節(jié)省內(nèi)存，避免變量互相干擾，不可能讓所有的變量始終存在。有兩種情況： 一是變量從程序開始定義就被分配內(nèi)存（即產(chǎn)生），直到程序運(yùn)行結(jié)束內(nèi)存釋放，這種變量稱為靜態(tài)變量； 二是變量帶有臨時性，隨調(diào)用的模塊（如文件、函數(shù)或復(fù)合語句）分配內(nèi)存單元，模塊調(diào)用結(jié)束，釋放內(nèi)存，這種變量稱為動態(tài)變量。,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,所

23、謂變量的作用域，就是某個變量在其生命期內(nèi)，程序模塊是否可使用該變量。有兩種情況： 一種變量在從定義點(diǎn)開始或整個源程序都可有效，稱為全局變量； 另一種變量只能在所定義的模塊內(nèi)部有效，稱為局部變量。,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,局部變量,局部變量定義在函數(shù)內(nèi)部。 不同函數(shù)中可以使用相同名字的變量，它們代表不同的對象，互不干擾。 函數(shù)的形參也是局部變量，只在所在函數(shù)中有效。 在函數(shù)內(nèi)部復(fù)合語句中定義的變量，只在該復(fù)合語句中有效，出了復(fù)合語句就無效。,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,全局變量,全局變量定義在函數(shù)之外。 全局變量的有效范圍是從定

24、義的位置開始到整個程序的結(jié)束。 局部變量可以和全局變量同名，若同名，則在局部變量的作用域內(nèi)，全局變量被“屏蔽”（即不起作用）。 全局變量的作用降低了函數(shù)的通用性，建議盡量少用或不用。,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,auto存儲類型變量,在各個函數(shù)內(nèi)部或復(fù)合語句內(nèi)定義的變量。 自動變量用“auto”進(jìn)行標(biāo)識，可缺省。例如，在函數(shù)體中，定義auto int b,c=3;與定義int b,c=3;是等價的。 自動變量的生存期：自定義開始，直到所在函數(shù)或復(fù)合語句結(jié)束。 自動變量的作用域：就是在定義該變量的函數(shù)或復(fù)合語句內(nèi)。,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存

25、期和作用域,auto存儲類型變量,#include add(int x) x+； printf(“%d，”，x)； sub( int x) x- -； printf(“%d，”，x)； main( ) int y=1； add(y)； sub(y)； add(y)； sub(y)； ,程序運(yùn)行的結(jié)果為： 2，0，2，0,例4.8auto型變量特性的分析。,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,auto存儲類型變量,#include main( ) int x=1，y=2； int x= 10； x=x+10； printf(“x=%d，”，x)； printf(“y=%d

26、，”，y)； x=x+9； printf(“x=%dn”，x)； ,例4.9auto型變量作用域示例。,程序運(yùn)行結(jié)果為：x=20，y=2，x=10,外層模塊變量x的作用域被內(nèi)層模塊同名變量的作用域屏蔽,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,register存儲類型變量,如果有一些變量使用頻繁（例如在一個函數(shù)中執(zhí)行1000000次循環(huán)，每次循環(huán)中都要引用某局部變量），則要為存取該變量的值花不少時間。 為提高執(zhí)行效率，C語言允許將局部變量的值放在CPU中的寄存器中，需要用時直接從寄存器中取出參加運(yùn)算。由于對寄存器的存取速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對內(nèi)存的讀取速度，因此這樣可以提高執(zhí)行效率。這

27、種變量稱為“寄存器變量”，用關(guān)鍵字register聲明。,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,register存儲類型變量,例如下面的程序段： long i, sum=0; for(i=1;i=1000000;i+) sum=sum+i; 可改成： register long i, sum=0; for(i=1;i=1000000;i+) sum=sum+i; 說明：當(dāng)今的優(yōu)化編譯系統(tǒng)能夠識別使用頻繁的變量，從而自動地將這些變量放在寄存器中，而不需要程序設(shè)計者指定。因此在實際上用register聲明變量是不必要的。讀者對它有一定了解即可。,4.4存儲類型、生存期和作用域

28、,4.4.2 生存期和作用域,外部變量,定義在所有函數(shù)（包括主函數(shù)）外部的變量稱為外部變量。 對于外部變量，系統(tǒng)在編譯時是將外部變量的內(nèi)存單元分配在靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲區(qū)，在整個程序文件運(yùn)行結(jié)束后系統(tǒng)才收回其存儲單元。因此外部變量的生存期：是從外部變量定義點(diǎn)開始，直至源程序運(yùn)行結(jié)束。 作用域：是從定義點(diǎn)開始，直到程序結(jié)束。在定義點(diǎn)之前或別的源程序中要引用外部變量，則在引用前，需進(jìn)行聲明（作用域擴(kuò)展）。,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,外部變量,例4.10用函數(shù)實現(xiàn)，求ax2+bx+c=0(a0)根。 解題思路在a0的情況下，根據(jù)b*b-4*a*c的不同值，方程分別有兩個不等

29、的實根、兩個相等的實根和兩個共軛的虛根。如果傳遞方程的3個系數(shù)a、b、c給函數(shù)，分別求出方程的根。上述三種情況都需要返回兩個數(shù)據(jù)，通過return語句無法實現(xiàn)，因此可借用外部變量實現(xiàn)。 程序如下：,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,外部變量,#include #include float x1，x2； /*定義外部變量*/ void f1(float a，float b，float c) x1=(-b+sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a)； x2=(-b-sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a)； void f2(float a，float b) x1=x2=

30、-b/(2*a)； void f3(float a，float b，float c) x1=-b/(2*a)； x2=sqrt(4*a*c-b*b)/(2*a)； ,main( ) float a，b，c； scanf(“%f%f%f”， ,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,外部變量,例4.11外部變量引用示例 #include int x=10； /*外部變量x的定義*/ void f1( ) x+； printf(“x=%d，”，x)； printf(“y=%fn”，y)； float y=2；/*外部變量y的定義*/ main( ) int x=1； x+； f

31、1( )； printf(“x=%d，y=%fn”，x，y)； ,編譯結(jié)果： Error: y : undeclared identifier,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,外部變量,例4.11外部變量引用示例 #include int x=10； /*外部變量x的定義*/ void f1( ) extern float y; /*外部變量聲明，擴(kuò)展了外部變量y的作用域*/ x+； printf(“x=%d，”，x)； printf(“y=%fn”，y)； float y=2；/*外部變量y的定義*/ main( ) int x=1； x+； f1( )； pri

32、ntf(“x=%d，y=%fn”，x，y)； ,運(yùn)行結(jié)果： x=11,y=2.000000 x=2,y=2.000000,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,靜態(tài)變量,靜態(tài)變量分靜態(tài)局部變量和靜態(tài)全局變量。 (1) 靜態(tài)局部變量 靜態(tài)局部變量是定義在函數(shù)體的復(fù)合語句中，用關(guān)鍵字“static”進(jìn)行標(biāo)識的變量。靜態(tài)局部變量定義的一般形式為： static 變量數(shù)據(jù)類型 變量名表；,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,靜態(tài)變量,對于靜態(tài)局部變量，系統(tǒng)在編譯時將其內(nèi)存單元分配在靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲區(qū)，并在編譯時賦初值（即只賦初值一次），在程序運(yùn)行時它已有初值，

33、以后再次使用時不必重新分配內(nèi)存單元和賦初值，其值是保留上一次函數(shù)調(diào)用結(jié)束時的值。直到程序運(yùn)行結(jié)束，對應(yīng)的內(nèi)存單元才釋放。 生存期：從變量定義開始，直到程序運(yùn)行結(jié)束。 作用域：在所定義的函數(shù)或復(fù)合語句中有效。 因此靜態(tài)局部變量是一種具有全局壽命、局部可見的變量。,例4.12靜態(tài)局部變量示例。 #include void f1( ) int x=1； x+； printf(x=%d，x)； void f2( ) static int x=1； x+； printf(x=%dn，x)； ,main( ) f1( )； f2( )； f1( )；f2( )； 程序運(yùn)行結(jié)果為： x=2，x=2 x=2，

34、x=3,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,靜態(tài)變量,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,靜態(tài)變量,例4.13利用靜態(tài)局部變量求 10！,程序如下： #include long int fun(int n) static long int s=1； s=s*n； return s； main( ) int n； long int p； for(n=1；n=10；n+) p=fun(n)； printf(“%ldn”，p)； ,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,靜態(tài)變量,(2) 靜態(tài)全局變量 定義在所有函數(shù)（包括主函數(shù)）之

35、外，用關(guān)鍵字“static”標(biāo)識的變量，稱為靜態(tài)全局變量。 生存期：靜態(tài)全局變量和外部變量都具有全局壽命，即在整個程序運(yùn)行期間都存在。 作用域：靜態(tài)全局變量只能在所定義的文件中使用，具有局部可見性。這與外部變量不同。 注意：自動變量沒有賦初值時，其值是一個隨機(jī)值。對于靜態(tài)變量或外部變量沒有賦初值時，數(shù)值型變量的值系統(tǒng)默認(rèn)為0。,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,靜態(tài)變量,例4.14靜態(tài)全局變量與外部變量的區(qū)別。 第一個文件的內(nèi)容如下： /*file1.c*/ #include int a=2; static int b=3; func( ) a+; b+; print

36、f(a=%d,b=%dn,a,b); ,第二個文件的內(nèi)容如下： /*file2.c*/ #include extern int a; int b; main( ) func( ); printf(a=%d, b=%dn,a,b); ,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.2 生存期和作用域,靜態(tài)變量,將兩文件置于同一工程中。 程序運(yùn)行結(jié)果如下： a=3,b=4 a=3,b=0 從上述運(yùn)行結(jié)果可以看出，文件file1.c中的外部變量a可以在文件file2.c中使用，只需在file2.c中加上聲明語句：extern int a;即可.,Linker Error: error LNK2001: u

37、nresolved external symbol _b,但file1.c中的靜態(tài)全局變量b不能在file2.c中使用。讀者可將file2.c中變量定義語句：int b;改寫成變量聲明語句： extern int b; 想一想，會出現(xiàn)什么錯誤？為什么？,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.3 存儲類型小結(jié),按作用域分類：局部變量和全局變量,4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.3 存儲類型小結(jié),4.4存儲類型、生存期和作用域,4.4.3 存儲類型小結(jié),目前我們在一般的編程實踐中，絕大部分涉及到的都是“自動變量”(auto)，偶爾會涉及到“靜態(tài)局部變量”(static)或“外部變量”(ex

38、tern)。而“自動變量”(auto)在書寫時可以缺省，所以，變量定義時一般不必考慮存儲類型，但要重點(diǎn)理解“自動變量”的作用域與生存期。,4.5編譯預(yù)處理,4.5.0 引言,編譯預(yù)處理是在對源程序進(jìn)行正式編譯之前的處理。 這些預(yù)處理命令是ANSI C統(tǒng)一規(guī)定的，不能直接對它們進(jìn)行編譯（包括詞法和語法分析、代碼生成、優(yōu)化等），而必須在編譯之前，先對程序中這些特殊命令進(jìn)行“預(yù)處理”，然后再由編譯程序?qū)︻A(yù)處理后的源程序進(jìn)行正常的編譯處理。,返回目錄,4.5編譯預(yù)處理,4.5.0 引言,編譯預(yù)處理是在對源程序進(jìn)行正式編譯之前的處理。 例1：若程序中用#define命令定義了一個符號常量A（#defin

39、e A 100），則在預(yù)處理時將程序中所有A都置換為指定的值（100）。 例2：若程序中用#include命令包含了一個文件“stdio.h”（#include，則在預(yù)處理時將stdio.h文件中的實際內(nèi)容代替該命令,4.5編譯預(yù)處理,4.5.0 引言,C提供的預(yù)處理功能主要有以下三種： 1）文件包含 2）宏定義 3）條件編譯 為了與一般C語句相區(qū)別，這些命令前以符號“”開頭。并占用一個單獨(dú)的書寫行，語句結(jié)尾不加分號。,4.5編譯預(yù)處理,4.5.1 文件包含,文件包含命令的作用,如果文件A中有一條文件包含預(yù)處理命令： #include 該命令將指定文件B的內(nèi)容加到文件A中“#include ”

40、命令處的位置，共同組成一個程序文件，即在文件A中產(chǎn)生文件B的一個副本。 例如： #include /*把含有輸入/輸出標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的頭文件包含到當(dāng)前源程序文件中*/ #include /*把含有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)的頭文件包含到當(dāng)前源程序文件中*/,4.5編譯預(yù)處理,4.5.1 文件包含,文件包含命令的作用,圖4.6是一個文件包含關(guān)系的示意圖。文件file1.c中的包含命令#include file2.c將文件file2.c包含進(jìn)文件file1.c。圖4.6（a）和圖4.6（b）是預(yù)處理前的情況，圖4.6(c)是將文件file2.c包含進(jìn)文件file1.c之后的file1.c結(jié)構(gòu)示意圖。,圖4.6文件包含

41、示意圖,4.5編譯預(yù)處理,4.5.1 文件包含,#include命令的兩種形式,格式一：#include 本命令的特點(diǎn)是在文件名的首尾用尖括號括起來。文件名可以帶路徑。在預(yù)處理時將只在所指定的標(biāo)準(zhǔn)目錄（即C系統(tǒng)安裝后形成的include子目錄，該子目錄中有系統(tǒng)提供的頭文件）中查找包含文件。,4.5編譯預(yù)處理,4.5.1 文件包含,#include命令的兩種形式,格式二：#include 文件名 本命令格式的特點(diǎn)是在文件名的首尾用雙引號括起來。其中，文件名指出的是待包含進(jìn)來的文件，且可以帶路徑。若文件名帶路徑，則預(yù)處理時在指定的路徑下去查找。若查找不到，再到系統(tǒng)指定的標(biāo)準(zhǔn)目錄中找。找到文件后，用

42、文件內(nèi)容替換該命令。因此格式二的查找功能包含了格式一的查找功能。另外，兩種格式的include后可不帶空格。,4.5編譯預(yù)處理,4.5.1 文件包含,例4.14設(shè)計一個求n！的函數(shù)，存放于文件exam.c中，然后設(shè)計主函數(shù)文件file.c，計算p=n!/m!/(n-m)! 可以編寫文件exam.c如下： /*exam.c*/ long int fact(int n) long int p=1； int k； for(k=1；k=n；k+) p=p*k； return p； ,另一文件file.c的內(nèi)容如下： /*file.c*/ #include #include exam.c main( )

43、 int m，n； long int p； printf“Input n，m(nm):”)； scanf(“%d，%d”，printf(“world!n”); 在預(yù)處理時，系統(tǒng)在該宏定義以后出現(xiàn)的每一個宏名都用宏體來代替，這個過程叫宏替換。,4.5編譯預(yù)處理,4.5.2 宏定義,1. 不帶參的宏,例4.16求球的表面積和體積。 #include #define PI 3.1415926 main( ) float s，v，r； scanf(“%f”， 在預(yù)處理時，系統(tǒng)會將main函數(shù)中的PI自動用3.1415926替換。上述文件將變?yōu)椋?#include main( ) float s，v，r

44、； scanf(“%f”，printf(world!n); main( ) MSG ,Hello,world!,程序運(yùn)行結(jié)果：,4.5編譯預(yù)處理,4.5.2 宏定義,2. 帶參的宏,帶參數(shù)宏定義的一般形式為： #define 宏名(參數(shù)) 宏體 例如： #define SQR(x) (x)*(x) #define MOD(x，y) (x)%(y) 預(yù)處理時，系統(tǒng)在用宏體代替宏名的同時，實在參數(shù)會代替宏體中形式參數(shù)，同樣宏替換仍只是一種簡單的替換，不能進(jìn)行計算或其它的功能。 當(dāng)程序出現(xiàn)下列語句時： y=SQR(a+b)； 程序在預(yù)處理時，將被替換成如下語句： y=(a+b)*(a+b)；,4.5

45、編譯預(yù)處理,4.5.2 宏定義,2. 帶參的宏,注意：在定義帶參數(shù)的宏時，宏體中的所有形式參數(shù)和整個表達(dá)式最好都加圓括號，否則在宏替換后的表達(dá)式中，運(yùn)算順序可能會發(fā)生不希望的變化。,例如4.17帶參宏定義示例。 #include #define SQR(x) (x)*(x) main( ) int y； y=SQR(2+1)； printf(“%dn”，y)； 上述程序運(yùn)行結(jié)果為：9,若將宏定義改成如下形式： #include #define SQR(x) x*x main( ) int y； y=SQR(2+1)； printf(“%dn”，y)； 上述程序運(yùn)行結(jié)果為：5,思考：為什么？,4

46、.5編譯預(yù)處理,4.5.2 宏定義,2. 帶參的宏,帶參數(shù)的宏定義可以嵌套調(diào)用其它已經(jīng)存在的宏，即下一個宏定義的宏體可以出現(xiàn)上面已經(jīng)定義過的宏名。例如： #define SQR(x) (x)*(x) #define CUBE(x) SQR(x)*(x) 語句CUBE(a+b)進(jìn)行宏展開后，變?yōu)椋?(a+b)*(a+b)*(a+b),4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,一般情況下，源程序的所有語句都會參加編譯。但有時若希望只對其中的部分滿足條件的語句進(jìn)行編譯，則就要用到“條件編譯”。 條件編譯是在對源程序編譯之前的處理中，根據(jù)給定的條件，決定只編譯其中的某一部分源程序，而不編譯另外一部分源程

47、序。 條件編譯有如下3種形式：,4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,1. 格式一,一般形式為： #ifdef 標(biāo)識符 程序段1 #else 程序段2 #endif 功能是：如果標(biāo)識符已經(jīng)被#define命令定義過，則在程序編譯時只對程序段1進(jìn)行編譯，否則只對程序段2進(jìn)行編譯。其中的程序段即可以是一條語句，也可以是一組語句。如果是一組語句，也不必象復(fù)合語句一樣加上花括號。,4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,1. 格式一,例4.18條件編譯命令格式一示例。 #include #define OK 1 #ifdef OK #define STRING you have defined OK

48、! #define STRING1 nOK=1 #else #define STRING you have not defined OK! #define STRING1 nOK未定義 #endif main( ) printf(STRING); printf(STRING1); ,4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,1. 格式一,例4.18條件編譯命令格式一示例。 #include #ifdef OK #define STRING you have defined OK! #define STRING1 nOK=1 #else #define STRING you have not de

49、fined OK! #define STRING1 nOK未定義 #endif main( ) printf(STRING); printf(STRING1); ,4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,1. 格式一,注意：標(biāo)識符在預(yù)處理#define命令中可以被定義為任何字符，甚至后面什么也不寫，如： #define OK 1 #define OK a #define OK 如果沒有程序段2，本格式可以簡化成如下形式： #ifdef 標(biāo)識符 程序段1 #endif,4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,2. 格式二,一般形式為： #ifndef 標(biāo)識符 程序段1 #else 程序段2 #e

50、ndif 格式二與格式一的不同之處是將“ifdef”改成“ifndef”。其功能是：如果標(biāo)識符沒有被#define命令定義過，則在程序編譯時只對程序段1進(jìn)行編譯，否則只對程序段2進(jìn)行編譯。這與格式一的功能恰好相反。但二者在用法上是相似的，不再贅述！,4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,3. 格式三,一般形式為： #if 常量表達(dá)式 程序段1 #else 程序段2 #endif 功能是：如果常量表達(dá)式的值為真（即非0），則在程序編譯時只對程序段1進(jìn)行編譯，否則只對程序段2進(jìn)行編譯。請看例4.19。,4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,3. 格式三,與條件語句的區(qū)別：若用條件語句將會對整個

51、源程序進(jìn)行編譯，造成目標(biāo)程序長，運(yùn)行時間長；而采用條件編譯，可減少被編譯的語句，從而減少了目標(biāo)程序的長度和運(yùn)行時間。,例4.19條件編譯命令格式三示例。 #include #define A 2 main( ) #if A0 printf(A0); #else printf(A0 or A=0); #endif ,A0,程序運(yùn)行結(jié)果：,4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,條件編譯的應(yīng)用舉例,在調(diào)試程序時，常常希望輸出一些所需的信息，用以檢查程序執(zhí)行過程是否有誤，而在調(diào)試完成并交付用戶使用的軟件版本中又不再需要輸出這些信息。則可以在程序中采取條件編譯。,#include main( ) in

52、t n=1,s=0; while(n=10) s=s+n; n+; printf(s=%dn,s); ,左例是求1到10之和的程序，若在調(diào)試時希望知道每一步n和s值的變化，可用條件編譯，程序見下頁：,4.5編譯預(yù)處理,4.5.3 條件編譯,條件編譯的應(yīng)用舉例,#include #define _DEBUG main( ) int n=0,s=0; while(n10) n+; s=s+n; #ifdef _DEBUG printf(Cycle %d:n=%d,s=%dn,n,n,s); #endif printf(s=%dn,s); ,程序運(yùn)行結(jié)果,思考：刪去第2行，結(jié)果？,4.5編譯預(yù)處理,

53、4.5.3 條件編譯,條件編譯的應(yīng)用舉例,在上例中，若不需要顯示循環(huán)執(zhí)行過程中的值時，則只要將#define _DEBUG命令行刪去即可。刪除后，程序中所有用_DEBUG作標(biāo)識符的條件編譯段中相應(yīng)語句都不起作用，即起到統(tǒng)一控制的作用，如同一個“總開關(guān)”一樣。 在Microsoft Visual C+的系列軟件中，均有debug（調(diào)試版）和release（發(fā)行版）兩種配置設(shè)置。其中debug版配置中一般定義了_DEBUG標(biāo)識符。實際上就是在利用條件編譯的思想。,4.6習(xí)題四, 單項選擇題,C語言中函數(shù)形參的缺省存儲類型是 . A）靜態(tài)(static)B）自動(auto) C）寄存器(regist

54、er) D）外部(extern) 函數(shù)調(diào)用語句function(exp1,exp2), 18)中含有的實參個數(shù)為. A）0 B）1 C）2D）3,B,C,返回目錄,4.6習(xí)題四, 單項選擇題,下面函數(shù)返回值的類型是 . square(float x) return x*x; A）與參數(shù)x的類型相同B）是void型 C）無法確定 D）是int型 C語言規(guī)定，程序中各函數(shù)之間 . A）不允許直接遞歸調(diào)用，也不允許間接遞歸調(diào)用 B）允許直接遞歸調(diào)用，但不允許間接遞歸調(diào)用 C）不允許直接遞歸調(diào)用，但允許間接遞歸調(diào)用 D）既允許直接遞歸調(diào)用，也允許間接遞歸調(diào)用,D,D,4.6習(xí)題四, 單項選擇題,一個函

55、數(shù)返回值的類型取決于 . A）return語句中表達(dá)式的類型 B）調(diào)用函數(shù)時臨時指定 C）定義函數(shù)時指定或缺省的函數(shù)類型 D）調(diào)用該函數(shù)的主調(diào)函數(shù)的類型 下面敘述中，錯誤的是 . A）函數(shù)的定義不能嵌套，但函數(shù)調(diào)用可以嵌套 B）為了提高可讀性，編寫程序時應(yīng)該適當(dāng)使用注釋 C）變量定義時若省去了存儲類型，系統(tǒng)將默認(rèn)其為靜態(tài)變量 D）函數(shù)中定義的局部變量的作用域在函數(shù)內(nèi)部,C,C,4.6習(xí)題四, 單項選擇題,7) 在一個源程序文件中定義的全局變量的有效范圍為 . A）一個C程序的所有源程序文件 B）該源程序文件的全部范圍 C）從定義處開始到該源程序文件結(jié)束 D）函數(shù)內(nèi)全部范圍 某函數(shù)在定義時未指明

56、函數(shù)返回值類型，且函數(shù)中沒有return語句，現(xiàn)若調(diào)用該函數(shù)，則正確的說法是 . A）沒有返回值B）返回一個用戶所希望的值 C）返回一個系統(tǒng)默認(rèn)值D）返回一個不確定的值,C,D,4.6習(xí)題四, 單項選擇題,9)函數(shù)swap(int x, int y)可實現(xiàn)對x和y值的交換。在執(zhí)行如下定義及調(diào)用語句后，a和b的值分別為 . int a=10, b=20; swap (a,b ); A）10和10B）10和20C）20和10D）20和20 下面錯誤的敘述是 . A）在某源程序不同函數(shù)中可以使用相同名字的變量 B）函數(shù)中的形式參數(shù)是局部變量 C）在函數(shù)內(nèi)定義的變量只在本函數(shù)范圍內(nèi)有效 D）在函數(shù)內(nèi)的復(fù)合語句中定義的變量在本函數(shù)范圍內(nèi)有效,B,D,4.6習(xí)題四, 程序填空題,1求s=1！+2！+3！+10！之和。 程序如下： #include long int factorial(int n) int k=1; long int p=1; for(k=1; k=n; k+) _; return p; ,main( )