c語言程序設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐第8章

1、第8章 函數(shù) 本章的學(xué)習(xí)重點(diǎn)函數(shù)的分類函數(shù)的定義函數(shù)的調(diào)用與聲明函數(shù)的實(shí)參與形參局部變量和全局變量函數(shù)的嵌套調(diào)用 8.1 函數(shù)的定義 函數(shù)是C語言的基本組成單位，它是模塊化程序設(shè)計(jì)的主要構(gòu)成單元。模塊單元是指實(shí)現(xiàn)某一功能的程序段，通常以函數(shù)形式實(shí)現(xiàn)。 8.1.1 函數(shù)的分類 1按照定義類型劃分：主函數(shù)、庫函數(shù)和用戶自定義函數(shù)。主函數(shù)：主函數(shù)的調(diào)用名稱為main()，它是C語言中最主要的函數(shù)，在C語言中具有唯一性。庫函數(shù)：庫函數(shù)通常由開發(fā)編譯系統(tǒng)的人員編寫，并加以封裝后嵌入到C語言編譯系統(tǒng)中。用戶自定義函數(shù)：用戶自定義函數(shù)是由用戶定義，用于完成某些特定功能的程序段，通常也將用戶自定義函數(shù)稱為子函

2、數(shù)。2按照是否能夠返回值劃分按照能不能返回?cái)?shù)值分為返回值類型函數(shù)和無返回類型函數(shù)。 8.1.1 函數(shù)的分類 返回值類型函數(shù)：返回值類型函數(shù)在定義時(shí)應(yīng)指定返回值的類型。例如：int max()程序段無返回類型函數(shù)：無返回類型函數(shù)在定義時(shí)應(yīng)在函數(shù)名前面標(biāo)注void說明符，以說明該函數(shù)為無返回類型。 3按照函數(shù)是否帶參數(shù)劃分 按照函數(shù)是否帶有參數(shù)分為有參函數(shù)和無參函數(shù)。有參函數(shù)：函數(shù)定義和調(diào)用時(shí)時(shí)含有輸入?yún)?shù)的函數(shù)。無參函數(shù)：函數(shù)定義和調(diào)用時(shí)都不帶參數(shù)的函數(shù)類型。 8.1.2 函數(shù)的定義 函數(shù)定義的一般表達(dá)形式為：類型說明符 函數(shù)名（形參表列）程序體 函數(shù)構(gòu)成的程序結(jié)構(gòu)如下：函數(shù)名1( 參數(shù)表列)程

3、序體1 8.1.2 函數(shù)的定義 1無返回值函數(shù)定義無返回值類型的函數(shù)定義使用void作函數(shù)類型說明符。例如：void test()printf(“This is a function testn”);2返回值函數(shù)定義帶有返回值的函數(shù)定義時(shí)類型說明符可以使用除void以外的任何數(shù)據(jù)類型。函數(shù)使用return語句返回?cái)?shù)值。例如：01int Sum( )0203int i=0, sum=0;04while(ib)04return a;05else06return b;07函數(shù)max判斷兩個(gè)整型數(shù)值a和b的大小，并返回較大的一個(gè)。 8.2 函數(shù)的調(diào)用與聲明 函數(shù)定義后，通過被調(diào)用來執(zhí)行。通常情況下，在

4、調(diào)用函數(shù)時(shí)，應(yīng)先對函數(shù)進(jìn)行聲明。 8.2.1 函數(shù)的調(diào)用 函數(shù)在定義之后，可以由它本身或其他函數(shù)體調(diào)用。函數(shù)調(diào)用的一般表達(dá)形式為：函數(shù)名（實(shí)參表列）其中函數(shù)名就是函數(shù)定義的函數(shù)名稱，在這里，函數(shù)稱為被調(diào)函數(shù)。范例8.1 SubFuncCalcMaxVal.c 設(shè)計(jì)一個(gè)返回int類型的函數(shù)max，功能是計(jì)算主調(diào)函數(shù)中兩個(gè)變量的大小，返回較大的一個(gè)，當(dāng)兩個(gè)數(shù)相同時(shí)，打印數(shù)據(jù)相同的信息。范例分析：1子函數(shù)max的定義2函數(shù)頭3形參 8.2.1 函數(shù)的調(diào)用 4函數(shù)調(diào)用語句 5程序的入口6程序的執(zhí)行 自定義函數(shù)可以在程序中被多次調(diào)用，使用不同的實(shí)參，返回結(jié)果也有所不同。由于函數(shù)具有很好的模塊管理功能以及

5、支持反復(fù)調(diào)用功能，因此函數(shù)被廣泛用于程序中實(shí)際問題的解決。 實(shí)訓(xùn)8.1計(jì)算數(shù)學(xué)分段函數(shù) 數(shù)學(xué)分段函數(shù)P(m, n)由兩部分組成，當(dāng)mn時(shí)，P(m, n)的值為 ，當(dāng)m=n時(shí)，P(m, n)的值為0。編寫程序，鍵盤輸入m和n的值，使用子函數(shù)計(jì)算階乘，調(diào)用該函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)學(xué)函數(shù) 的計(jì)算。1需求分析：需求1：計(jì)算分段數(shù)學(xué)函數(shù)的值需求2：設(shè)計(jì)程序子函數(shù)factorial，用于計(jì)算階乘。2技術(shù)應(yīng)用對于需求1，使用ifelse分支語句實(shí)現(xiàn)分段數(shù)學(xué)函數(shù)的計(jì)算。對于需求2，設(shè)計(jì)名為factorial的子函數(shù)，該函數(shù)含有一個(gè)形參，返回值類型為double，避免因?yàn)榉祷刂禂?shù)值過大導(dǎo)致數(shù)值溢出。 源程序：SubFu

6、ncCalcPartsFunction.c 8.2.2 函數(shù)的聲明 1函數(shù)聲明的一般形式 函數(shù)聲明應(yīng)該放在調(diào)用函數(shù)處的前面，其一般表達(dá)形式為：類型標(biāo)識符 函數(shù)名（類型標(biāo)識符1 形參名1， 類型標(biāo)識符2 形參名2，）;也可以省略形參名，只保留類型標(biāo)識符：類型標(biāo)識符 函數(shù)名（類型標(biāo)識符1， 類型標(biāo)識符2，）;例如：int min(int a, int b);或者int min(int, int); 8.2.2 函數(shù)的聲明 2函數(shù)聲明的位置函數(shù)聲明的作用是告訴編譯系統(tǒng)有一個(gè)已經(jīng)定義好的子函數(shù)可以調(diào)用，因此，通常將函數(shù)聲明放在函數(shù)的頭部，而將函數(shù)定義放在調(diào)用函數(shù)位置之后。例如：int callback

7、_test(int a, int b);/函數(shù)聲明void main()/主函數(shù)a = callback_test(x, y);/函數(shù)調(diào)用語句int callback_test(int a, int b)/函數(shù)的定義函數(shù)體8.2.2 函數(shù)的聲明 范例8.2 CalcOverTurnSeqNum.c 計(jì)算數(shù)列M = 1-2+3-+(n-1)-n。設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)，命名為OverTurnSeqNum，函數(shù)的功能是計(jì)算M的值，其中n由形參傳入。3多文件系統(tǒng)的函數(shù)聲明當(dāng)需要調(diào)用的函數(shù)與本身的函數(shù)不在一個(gè)文件中時(shí)，必須使用函數(shù)聲明，以保證程序編譯時(shí)能夠找到該函數(shù)，并使程序正確運(yùn)行。 實(shí)訓(xùn)8.2近似計(jì)算圓周率

8、pi 編寫程序，利用公式 計(jì)算圓周率pi，定義子函數(shù)計(jì)算pi，并將該子函數(shù)保存于單獨(dú)的文件中，在主函數(shù)中輸出計(jì)算所得的pi的值。輸入n的值以確定pi的精度。1需求分析：需求1：計(jì)算的值需求2：通過調(diào)用數(shù)學(xué)庫函數(shù)sqrt計(jì)算pi的值需求3：輸入n的值確定pi的精度需求4：定義的子函數(shù)在一個(gè)單獨(dú)的文件中需求5：聲明子函數(shù)，并定義在declare.h文件。2技術(shù)應(yīng)用對需求1，定義子函數(shù)Calc_pi(double n)，計(jì)算公式的值。對需求2，子函數(shù)Calc_pi(double n)中調(diào)用sqrt函數(shù)。對需求3，主函數(shù)中輸入n的值，以確定pi的精度。對需求4，將子函數(shù)定義在單獨(dú)的文件中，命名為Cal

9、c_pi.c。對需求5，新建文件，命名為declare.h，將子函數(shù)Calc_pi(double n)的聲明放到改文件中，在主函數(shù)所屬文件中包含該頭文件。 8.2.3 函數(shù)的參數(shù) 1函數(shù)的形參形參僅出現(xiàn)在被調(diào)函數(shù)中，類似于函數(shù)內(nèi)定義的變量，在函數(shù)體內(nèi)任何位置都可以使用。但形參只能用于本函數(shù)體內(nèi)，不能用于其他函數(shù)。2函數(shù)的實(shí)參實(shí)參僅出現(xiàn)在主調(diào)函數(shù)中。通常，實(shí)參是能夠計(jì)算為數(shù)值的變量或表達(dá)式，也可以是指針、數(shù)組名和函數(shù)等。3函數(shù)調(diào)用時(shí)的實(shí)參與形參關(guān)系函數(shù)調(diào)用時(shí)，主調(diào)函數(shù)將實(shí)參的值傳遞給被調(diào)函數(shù)的形參，從而實(shí)現(xiàn)主調(diào)函數(shù)向被調(diào)函數(shù)的數(shù)據(jù)傳送。8.2.3 函數(shù)的參數(shù) 函數(shù)調(diào)用時(shí)實(shí)參和形參之間的值傳遞過程

10、如下圖： 范例8.3 ExchangeTwoValueInSubFunc.c 設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)，命名為ExchangeValue，函數(shù)的作用是交換由主調(diào)函數(shù)輸入的兩個(gè)變量的值，并在主調(diào)函數(shù)中輸出函數(shù)調(diào)用前后兩個(gè)變量的值，函數(shù)定義類型為void類型。 8.2.3 函數(shù)的參數(shù) 范例8.3 ExchangeValue()函數(shù)調(diào)用時(shí)m和n以及a和b的內(nèi)存結(jié)構(gòu)變化圖：8.3 局部變量與全局變量 局部變量的作用域僅限在函數(shù)內(nèi)部，即變量的定義和使用都只能在函數(shù)內(nèi)進(jìn)行。如下面程序中所示：01char test1(char c)0203int a, b;040506int test2(int m, int n)07

11、08int x, y;091011void main()1213char w=A, v;14int f1 = 10, f2 = 12, res=0;15v = test1(w);16res = test2(f1, f2);1718int next = 0;19next = v + res;202122 形參c，變量a和b的作用域，僅用于函數(shù)test1()內(nèi)部。形參m和n，變量x和y的作用域，僅用于函數(shù)test2()內(nèi)部。變量w、vf1、f2和res的作用域，僅用于函數(shù)main()內(nèi)部。變量next的作用域8.3 局部變量與全局變量 范例8.4 PartVariable.c 定義一個(gè)函數(shù)int

12、cal(int m, int n)，在函數(shù)內(nèi)部定義內(nèi)部變量mn和nm，計(jì)算m和n之間的差。 8.3.2 全局變量 要引用其他文件的全局變量，需要對全局變量進(jìn)行聲明，聲明全局變量的一般表達(dá)形式為：extern 類型標(biāo)識符 變量名 1全局變量的定義和聲明全局變量可以定義在程序的前面，也可以定義在程序中間，當(dāng)定義在程序前面時(shí)，可以不對其聲明而直接使用，但當(dāng)定義在程序中間時(shí)，必須進(jìn)行變量的聲明。 范例8.4 OutVariable.c函數(shù)使用全局變量時(shí)，應(yīng)該將該全局變量的定義放在函數(shù)前面，否則，就要先聲明該全局變量，然后才能在函數(shù)內(nèi)使用。在一個(gè)自定義函數(shù)內(nèi)對兩個(gè)全局變量進(jìn)行自增運(yùn)算，其中一個(gè)全局變量在

13、函數(shù)后面定義，使用前先聲明該變量。 8.3.2 全局變量 2全局變量的作用域全局變量可以被任何函數(shù)使用，在每個(gè)函數(shù)中修改這類變量都會(huì)引起該變量值的變化，并對其他函數(shù)使用該變量產(chǎn)生影響。范例8.5 OutVariableControl.c 交換兩個(gè)變量的值在C語言中經(jīng)常用到，但在范例8.3中并沒有在子函數(shù)中實(shí)現(xiàn)變量值的交換。設(shè)計(jì)一個(gè)子函數(shù)exchange()，在這個(gè)函數(shù)內(nèi)交換兩個(gè)全局變量的值。3全局變量的命名當(dāng)全局變量與局部變量的名字相同時(shí)，在局部變量作用域內(nèi)，全局變量將不起作用。8.4 函數(shù)的嵌套調(diào)用和遞歸 C語言允許在一個(gè)函數(shù)中調(diào)用另一個(gè)函數(shù)。這種方式稱為函數(shù)的嵌套調(diào)用。如圖所示為函數(shù)嵌套調(diào)

14、用示意圖。范例8.6 ReCallbackFunc.c 判斷三個(gè)數(shù)中的最大值有很多方法，使用嵌套函數(shù)調(diào)用也是其中一種方法，設(shè)計(jì)兩個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)求三個(gè)數(shù)的最大值，并使用嵌套函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。 實(shí)訓(xùn)8.3漢諾塔程序設(shè)計(jì) 漢諾塔游戲又稱為圓盤游戲，玩法是有三個(gè)柱子A、B和C，其中柱子A上按由大到小穿插著n個(gè)中間含孔的圓盤，要求借助柱子B，將這n個(gè)圓盤移動(dòng)到柱子C上，每次只能移動(dòng)一個(gè)盤子，并且任何時(shí)候都不能出現(xiàn)大盤在上，小盤在下的情況，編寫程序，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)n個(gè)盤子的漢諾塔移動(dòng)方法程序設(shè)計(jì)。1需求分析：需求1：移動(dòng)一個(gè)盤子時(shí)的移動(dòng)方法需求2：移動(dòng)n個(gè)盤子時(shí)的移動(dòng)方法2技術(shù)應(yīng)用對于需求1，當(dāng)僅需要移動(dòng)一個(gè)盤子時(shí)，就是要將該盤子從A移動(dòng)到C，方法為AC。對于需求2，當(dāng)有n個(gè)盤子需要移動(dòng)時(shí)，先考慮如何將上面n-1個(gè)盤子移動(dòng)到B，如果有方法能夠?qū)⑸厦鎛-1個(gè)盤子借住C移動(dòng)到B，則最下面一個(gè)盤子可以按照需求1的方法將盤子移動(dòng)到C，然后再借助同樣的方法將B上的n-1個(gè)盤子借住A移動(dòng)到C。源代碼：Hanoi.c 8.5 數(shù)組作函數(shù)參數(shù) 范例8.7 CheckArrayCompnent.c 有一個(gè)字符數(shù)組，其中各元素可能