C語言第5部分

1、第5章 函數(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1、掌握C語言函數(shù)的定義2、掌握C程序調(diào)用函數(shù)的方法3、了解遞歸函數(shù)的用法4、掌握宏定義和文件包含的使用方法 本章要點函數(shù)概要 函數(shù)的定義 函數(shù)的參數(shù)和函數(shù)的值 函數(shù)的調(diào)用 函數(shù)的嵌套調(diào)用 函數(shù)的遞歸調(diào)用數(shù)組作為函數(shù)參數(shù) 局部變量和全局變量 變量的存儲類別 預(yù)處理命令5.1 函數(shù)概要 一個C程序可由一個主函數(shù)和若干個函數(shù)構(gòu)成。由主函數(shù)調(diào)用其他函數(shù)，其他函數(shù)也可以互相調(diào)用。同一個函數(shù)可以被一個或多個函數(shù)調(diào)用任意多次。一個C程序只能有一個也必須有一個main函數(shù)，而子函數(shù)的數(shù)目實際上是不限的。 mainabcdefghhieg示意圖函數(shù)的分類：按用戶使用分類：（1）標(biāo)準(zhǔn)

2、（2）自定義函數(shù)按函數(shù)形式分類：（1）無參函數(shù) （2）有參函數(shù)5.1 函數(shù)概要 5.2 函數(shù)的定義無參函數(shù)的定義形式類型標(biāo)識符 函數(shù)名（ ） 聲明部分語句有參函數(shù)定義的形式類型標(biāo)識符 函數(shù)名（形式參數(shù)表列） 聲明部分 語句空函數(shù)dummy()int max(int x,int y)int z; z=xy?x:y;return(z);5.3 函數(shù)參數(shù)和函數(shù)的值形式參數(shù)和實際參數(shù)形參：在定義函數(shù)時，函數(shù)名后面括號中的變量稱為形式參數(shù)實參：在調(diào)用函數(shù)時，函數(shù)名后面括號中的參數(shù)(可以是表達(dá)式)稱為實際參數(shù)。說明：例5-1函數(shù)的返回值 返回值的方式：通過return語句返回?？梢杂幸粭l返回語句，也可以有

3、多條返回語句，也可以沒有返回語句。 return 語句的一般形式為：return （表達(dá)式） 返回值的類型一般應(yīng)和函數(shù)類型一致，如不一致，則以函數(shù)型為準(zhǔn)。即函數(shù)類型決定返回值的類型。 為了明確表示不帶回值，可以用void定義無類型。5.3 函數(shù)參數(shù)和函數(shù)的值例5-2main()int a,b,c;scanf(%d,%d,&a,&b);c=max(a,b);printf(Max is %d, c);int max(int x, int y)int z;x=x+2;y=y+4;z=xy?x:y;return(z);程序運行情況輸入：7，8結(jié)果：Max is 12例5-1 調(diào)用函數(shù)時的數(shù)據(jù)傳遞調(diào)用結(jié)

4、束后調(diào)用時b8y877axb8y1297axint max(float x, float y)float z; /* z為實型變量*/z=xy?x:y;return(z);main()float a,b; int c;scanf(%f,%f,&a,&b);c=max(a,b);printf(Max is %d, c);程序運行情況：1.5，2.5Max is 2例5-2返回值類型與函數(shù)類型不同 5.4 函數(shù)的調(diào)用函數(shù)調(diào)用的一般形式 函數(shù)名（實參表列）；函數(shù)調(diào)用的方式 1）函數(shù)語句 如：printstar(); 2）函數(shù)表達(dá)式 如： c=2*max(a,b); 3）函數(shù)參數(shù) 如： m=max(a

5、,max(b,c);例5-3例5-4對被調(diào)用函數(shù)的聲明和函數(shù)原型 函數(shù)聲明是對所用到的函數(shù)的特征進(jìn)行必要的聲明，編譯系統(tǒng)以函數(shù)聲明中給出的信息為依據(jù)，對調(diào)用實際參數(shù)進(jìn)行控制，以保證調(diào)用表達(dá)式與函數(shù)之間的參數(shù)正確傳遞。函數(shù)聲明的格式：類型標(biāo)識符 函數(shù)名（類型標(biāo)識符 形參， 類型標(biāo)識符 形參，）；在下列情況下可以缺省函數(shù)聲明；(1)被調(diào)函數(shù)出現(xiàn)在主調(diào)函數(shù)之前(2)函數(shù)返回值為int類型(3)在所有函數(shù)定義之前，在函數(shù)的外部已做了函數(shù)聲明。 5.4 函數(shù)的調(diào)用int f(int a,int b) /*函數(shù)定義*/int c;if(ab) c=1;else if(a=b) c=0;else c=-1;

6、return(c);main()int i=3,p,j=2;p=f(i,+j); /*函數(shù)調(diào)用*/printf(%dn,p);程序運行結(jié)果：0例 5-3函數(shù)調(diào)用和函數(shù)定義+j3b333iamain()float add(float x,float y);float a,b,c;scanf(%f,%f,&a,&b);c=add(a,b);printf(sum is %f,c);float add(float x,float y)float z;z=x+y;return(z);程序運行情況：輸入3.6, 6.5結(jié)果：sum is 10.100000例 5-4 對被調(diào)用的函數(shù)作聲明5.5 函數(shù)的嵌套

7、調(diào)用C語言不能嵌套定義，即在定義一個函數(shù)時，其函數(shù)體內(nèi)不能包含另一個函數(shù)的定義。但可以嵌套調(diào)用函數(shù)，在調(diào)用一個函數(shù)的過程中又調(diào)用另一個函數(shù)。例5-5例5-5 函數(shù)的嵌套調(diào)用。main( ) int n=3; printf (%dn,sub1(n); int sub1(int n) int i,a=0; for (i=n; i0; i-) a+=sub2(i); return a ; int sub2(int n) return n+1; 程序輸出結(jié)果：9 5.6 函數(shù)的遞歸調(diào)用遞歸的基本概念遞歸調(diào)用：在調(diào)用一個函數(shù)的過程中又出現(xiàn)直接或間接地調(diào)用該函數(shù)本身，稱為函數(shù)的遞歸調(diào)用。遞歸函數(shù)：在函數(shù)體

8、內(nèi)調(diào)用該函數(shù)本身。例如：直接調(diào)用sub函數(shù)本身int sub(int x) int y,z; if( ) z=sub(y); else return ;數(shù)值型問題遞歸函數(shù)的編程方法對于數(shù)值型問題，首先要找出解題的數(shù)學(xué)公式，這個公式必須是遞歸定義的，且所處理的對象要有規(guī)律地遞增或遞減，然后確定遞歸結(jié)束條件。例5-6 5.6 函數(shù)的遞歸調(diào)用例5-6 編一遞歸函數(shù)求n! 思路：以求4的階乘為例:4!=4*3!，3!=3*2!，2!=2*1!，1!=1，0!=1。遞歸公式：n! =1 （n=0, 1）n(n-1)! （n1）遞歸結(jié)束條件：當(dāng)n=1或n=0時，n!=1。動畫演示f (4)4*f (3)3

9、*f (2)2*f (1)2*13*2*14*3*2*124f (4)的執(zhí)行過程程序示例有些問題不能直接用數(shù)學(xué)公式求解，非數(shù)值問題比數(shù)值問題更難找出遞歸算法，它不能用一個遞歸公式表示。首先要把問題由繁化簡，由大化小，而某個小問題的解法與原問題解法相同，并且越來越簡單直到有確定的解。例5-7 5.6 函數(shù)的遞歸調(diào)用非數(shù)值型問題遞歸函數(shù)的編程方法例5-7 編制一遞歸函數(shù)，將一個十進(jìn)制正整數(shù)（如:15613）轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)形式輸出。思路：十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制整數(shù)的方法是除8逆向取余。 余數(shù)： 商：15613%8=5 15613/8=19511951%8=7 1951/8=243243%8=3243

10、/8=3030%8=630/8=33%8=33/8=0結(jié)果：36375 該題實際上是要把一個十進(jìn)制數(shù)除以8得到的余數(shù)逆向輸出。就是先得到的余數(shù)后輸出，最后得到的余數(shù)最先輸出。我們先由大化?。呵蟀诉M(jìn)制數(shù)變成求一系列余數(shù)的問題。求第一個余數(shù)是將15613除以8取余，因為先得到的余數(shù)后輸出，所以把這個余數(shù)存在一個變量m中，接下去求下一個余數(shù)。和求第一個余數(shù)的方法相同，只是被除數(shù)變成了15613除以8的整數(shù)商1951。因此，這是一個遞歸調(diào)用的問題。定義變量m存放余數(shù)，x存放被除數(shù)。 先求出余數(shù)m：m=x%8; 求x除以8取余后的整數(shù)商：x=x/8; 如果x不等于0，遞歸調(diào)用該函數(shù)，否則執(zhí)行。 輸出余數(shù)

11、m。 返回調(diào)用點。遞歸算法描述如下：例5-7 編制一遞歸函數(shù)，將一個十進(jìn)制正整數(shù)（如:15613）轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)形式輸出。#include stdio.hvoid dtoo(int x) int m; m=x%8; x=x/8; if (x!=0) dtoo(x); printf(%d,m);例5-7 編制一遞歸函數(shù)，將一個十進(jìn)制正整數(shù)（如:15613）轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)形式輸出。main( ) int n; scanf(%d,&n); printf(%d=(,n); dtoo(n); printf()8n);程序運行情況：1561315613=(36375)85.7 數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)數(shù)組元素作函

12、數(shù)實參數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)用多維數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)例5-8例5-9說明例5-11例5-10有兩個數(shù)組a,b，各有10個元素，將它們對應(yīng)地逐個相比（即a0與b0比）。如果a數(shù)組中的元素大于b 數(shù)組中的相應(yīng)元素的數(shù)目多于b數(shù)組中元素大于a數(shù)組中相應(yīng)元素的數(shù)目（如aibi6次，biai3次，其中i每次為不同的值），則認(rèn)為a數(shù)組大于b數(shù)組，并分別統(tǒng)計出兩個數(shù)組相應(yīng)元素大于、等于、小于的次數(shù)。例5-8 數(shù)組元素作為函數(shù)實參舉例說明程序運行情況：enter array a:1 3 5 7 9 8 6 4 2 0enter array b:5 3 8 9 -1 -3 5 6 0 4aibi 4 timesai=b

13、i 1 timesaibi 5 timesarray a is smaller than array b例5-8 數(shù)組元素作為函數(shù)實參舉例說明程序示例 數(shù)組名作為參數(shù)的說明：在普通變量或下標(biāo)變量作函數(shù)參數(shù)時，形參變量和實參變量是由編譯系統(tǒng)分配的兩個不同的內(nèi)存單元。在函數(shù)調(diào)用時發(fā)生的值傳送是把實參變量的值賦予形參變量。在用數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)時，不是進(jìn)行值的傳送，即不是把實參數(shù)組的每一個元素的值都賦予形參數(shù)組的各個元素。因為實際上形參數(shù)組并不存在，編譯系統(tǒng)不為形參數(shù)組分配內(nèi)存。前面曾介紹過，數(shù)組名就是數(shù)組的首地址。因此在數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)時,實際是把實參數(shù)組的首地址賦予形參數(shù)組名。形參數(shù)組名取得該首地

14、址之后，也就等于有了實在的數(shù)組。實際上是形參數(shù)組和實參數(shù)組為同一數(shù)組，共同擁有一段內(nèi)存空間。 數(shù)組名作為參數(shù)的說明：上圖說明了這種情形。圖中設(shè)a為實參數(shù)組，類型為整型。a占有以2000為首地址的一塊內(nèi)存區(qū)。b為形參數(shù)組名。當(dāng)發(fā)生函數(shù)調(diào)用時，進(jìn)行地址傳送，把實參數(shù)組a的首地址傳送給形參數(shù)組名b，于是b也取得該地址2000。于是a，b兩數(shù)組共同占有以2000為首地址的一段連續(xù)內(nèi)存單元。從圖中還可以看出a和b下標(biāo)相同的元素實際上也占相同的兩個內(nèi)存單元(整型數(shù)組每個元素占二字節(jié))。例如a0和b0都占用2000和2001單元，當(dāng)然a0等于b0。類推則有ai等于bi。 例5-9 編程序，實現(xiàn)字符串連接。算

15、法思想：將s2字符串連接到s1字符串后。ABD0 s10 s11 s1i-1 s1is1字符串while (s1i!=0) i+;S2字符串EF0k=0;while (s2k!=0) s1i=s2k; i+; k+; s20 s21 例5-9 編程序，實現(xiàn)字符串連接。scat函數(shù)還可簡化為：void scat(char str1 ,char str2 ) int i=0,k=0; while (str1i) i+; while (str1i+=str2k+);程序運行情況:Input s1:I am Input s2: teacher!Output s1:I am teacher!Output

16、 s2:teacher!程序示例用選擇法對數(shù)組中十個整數(shù)進(jìn)行由小到大排序。排序的算法如下： 1） 先從b0 b9的十個整數(shù)中找出最小的數(shù)，與元素b0交換。 2） 接下來在從b1 b9的九個整數(shù)中找出最小的數(shù)，與元素b1交換。依次類推，每一次比較，減少比較一個數(shù)，共比較九次，剩下最大的數(shù)留在b9。例5-10 數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)舉例說明3以5個整數(shù)的排序為例，說明選擇法的比較過程：b0 b1 b2 b3 b4 3 6 1 9 4 未排序時的情況 1 6 3 9 4 將5個數(shù)中的最小數(shù)1與b0 互換 1 3 6 9 4 將4個數(shù)中的最小數(shù)3與b1 互換 1 3 4 9 6 將3個數(shù)中的最小數(shù)4與b2

17、互換 1 3 4 6 9 將2個數(shù)中的最小數(shù)6與b3 互換 剩下最大的數(shù)留在b4。例5-10 數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)舉例說明3void sort(int b ,int n) int i,j,k,t ; for(i=0;in-1;i+) k=i; for(j=i+1;jn;j+) if(bjbk) k=j; t=bk; bk=bi; bi=t; 例5-10數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)舉例說明3main( ) int a10,i; printf(enter the arrayn); for(i=0;i10;i+) scanf(%d,&ai); sort(a,10); printf(the sorted array：

18、 n); for(i=0;ib?a:b;return(c);main()int a=8; /a為局部變量*/printf(%d,max(a,b);形參a、b作用范圍局部變量a作用范圍全局變量b作用范圍 程序運行情況：8例5-12 外部變量與內(nèi)部變量同名舉例 5-9 變量的存儲類別動態(tài)存儲方式和靜態(tài)存儲方式靜態(tài)存儲方式:全局變量，靜態(tài)局部變量static動態(tài)存儲方式：函數(shù)形參，自動變量，函數(shù)調(diào)用時的現(xiàn)場保護(hù)和返回地址。自動變量auto 變量函數(shù)中的局部變量沒有用static聲明，都是自動變量。調(diào)用該函數(shù)時系統(tǒng)給他們分配存儲空間，函數(shù)調(diào)用結(jié)束時這些存儲空間被自動釋放。靜態(tài)局部變量static變量函

19、數(shù)中的局部變量的值在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后不消失而保留原值，即起占用的存儲單元不釋放，在下一次調(diào)用該函數(shù)時，該變量已有值，就是上一次函數(shù)調(diào)用結(jié)束時的值。例5-13f(int a) auto b=0；static c=3；*/函數(shù)f中靜態(tài)局部變量c（static）*/ b=b+1；c=c+1；return a+b+c； main( ) int a=2； for(i=0；i3；i+) printf(%d ，f(a)； 程序運行結(jié)果：7 8 9例5-13 靜態(tài)局部變量的值函數(shù)調(diào)用過程中,各變量值的變化圖示第幾次調(diào)用調(diào)用時初值 調(diào)用結(jié)束時的值 b c b ca+b+c第一次第二次第三次 0 0 0 3 4 5

20、 1 1 1 4 5 6 7 8 9例5-13 靜態(tài)局部變量的值5.10 預(yù)處理命令宏定義文件包含條件編譯C語言中的編譯預(yù)處理命令有：所有的預(yù)處理命令以符號#開頭，并且每個預(yù)處理命令必須單獨占一行，不使用分號作為結(jié)束符。宏定義 無參宏定義 定義的一般形式為： #define 標(biāo)識符 字符串例如：#define PI 3.1415926帶參宏定義帶參宏定義的一般形式為#define 宏名(形參表) 字符串在字符串中含有各個形參。帶參宏調(diào)用的一般形式為： 宏名(實參表)； 如：#define S(a,b) a+b area=S(3,2)*5;例5-14例5-15#define R 3.0#defi

21、ne PI 3.1415926#define L 2*PI*R#define S PI*R*Rmain() printf(L=%fnS=%fn,L,S);程序運行情況：L=18.849556S=28.274333例5-14無參宏定義 說明：宏定義必須寫在函數(shù)之外，其作用域為宏定義命令起到源程序結(jié)束。如要終止其作用域可使用# undef命令。在進(jìn)行宏定義時，可以引用已定義的宏名，可以層層置換。#define PI 3.1415926#define CIRCLE(R,L,S,V) L=2*PI*R;S=PI*R*R;V=4.0/3.0*PI*R*R*Rmain()float r,l,s,v; scanf(%f,&r); CIRCLE(r,l,s,v); printf(r=%6.2f,l=%6.2f,s=%6.2f,v=%6.2fn,r,l,s,v);程序運行情況:輸入：3.5輸出：r=3.50,l=21.99,s=38.48,v=179.59例5-15 帶參宏定義文件包含 文件包含命令行的一般形式有兩種：#include 文件名 例如#include s1