C語言教學課件：第8章 函數(shù)

1、第八章 本章要點函數(shù)的概念函數(shù)的定義與調(diào)用函數(shù)的遞歸調(diào)用 變量的作用域函數(shù)的作用域 8.1 概述 一個C語言的程序除主函數(shù)外，還可以有若干個其他函數(shù)模塊。 對于較大的程序來說，往往把其中相對獨立的算法和功能定義成一個獨立的函數(shù)，以供需要的地方調(diào)用。 將一個程序分解成多個函數(shù)有如下優(yōu)點： （1） 減少代碼的重復現(xiàn)象。 （2） 便于分工合作。 （3） 便于閱讀。 （4） 便于獨立算法的代碼移植。 說明： (1) 較大的程序，通常將程序內(nèi)容分別放在若干個源文件中，若干源程序文件組成一個C程序。 (2) 一個源程序文件是一個編譯單位。(3) 程序的執(zhí)行是從main函數(shù)開始的，如果在main函數(shù)中調(diào)用其

2、他函數(shù)，在調(diào)用后流程返回到main函數(shù)，在main函數(shù)中結束整個程序的運行。 (4)所有函數(shù)都是平行的，互相獨立的。不可嵌套定義，但函數(shù)間可以互相調(diào)用，但不能調(diào)用main函數(shù)。main函數(shù)是系統(tǒng)調(diào)用的。(5)從用戶使用的角度看，函數(shù)有兩種： 標準函數(shù)，即庫函數(shù)。 用戶自己定義的函數(shù)。用以解決用戶的專門需要。 (6) 從函數(shù)的形式看，函數(shù)分兩類： 無參函數(shù)。無參函數(shù)一般用來執(zhí)行指定的一組操作。有參函數(shù)。主調(diào)函數(shù)在調(diào)用被調(diào)用函數(shù)時，通過參數(shù)向被調(diào)用函數(shù)傳遞數(shù)據(jù)。 8.函數(shù)定義的一般形式 8.2.1 無參函數(shù)的定義一般形式 定義無參函數(shù)的一般形式為:類型標識符函數(shù)名（） 聲明部分 語句部分 8.2.

3、2 有參函數(shù)定義的一般形式 定義有參函數(shù)的一般形式為:類型標識符函數(shù)名（形式參數(shù)表列） 聲明部分 語句部分 例如：int max（int ，int ）int ；/ *函數(shù)體中的聲明部分*？； return（）； 8.2.3 空函數(shù) 定義空函數(shù)的一般形式為:類型標識符函數(shù)名（） 例如：（） 主調(diào)函數(shù)調(diào)用空函數(shù)時，只表明這里要調(diào)用一個函數(shù)，但函數(shù)本身什么工作也不做等,以后擴充函數(shù)功能時補充上。 8.函數(shù)參數(shù)和函數(shù)的值 8.形式參數(shù)和實際參數(shù) 形式參數(shù)：函數(shù)名后面括號中的變量名,簡稱“形參”實際參數(shù)：主調(diào)函數(shù)中調(diào)用一個函數(shù)時，函數(shù)名后面括號中的參數(shù)(可以是一個表達式),簡稱“實參”。函數(shù)返回值：re

4、turn后面的括號中的值作為函數(shù)帶回的值。簡稱“函數(shù)值”。 在不同的函數(shù)之間傳遞數(shù)據(jù)，可以使用的方法有：參數(shù)：通過形式參數(shù)和實際參數(shù)返回值：用return語句返回計算結果全局變量：外部變量例8.調(diào)用函數(shù)時的數(shù)據(jù)傳遞關于形參與實參的說明:2424abxy 8.3.2 函數(shù)的返回值 函數(shù)的返回值是通過函數(shù)調(diào)用使主調(diào)函數(shù)得到的確定值。函數(shù)的返回值是通過函數(shù)中的return語句獲得的。例如:下面是3個函數(shù)的首行：int max（float ，float ） /* 函數(shù)值為整型 */char letter（char c1，char c2） /* 函數(shù)值為字符型 */ double min（int ，in

5、t ） /* 函數(shù)值為雙精度型 */ 注意：凡不加類型說明的函數(shù)，自動按整型處理。例 8. 返回值類型與函數(shù)類型不同# include void main（） int max（float ，float ）; float ，； int ； scanf（f，f，a，b）； = max（，）； printf（“Max is dn，）； int max（float ，float ） float ； /* z為實型變量 */ =？； return（）； 運行情況如下：， Max is 8. 函數(shù)的調(diào)用 8.1 函數(shù)調(diào)用的一般形式函數(shù)調(diào)用的一般形式為: 函數(shù)名（實參表列）說明: 如果是調(diào)用無參函數(shù)，則“實

6、參表列”可以沒有，但括弧不能省略。 如果按自左至右順序求實參的值，則函數(shù)調(diào)用相當于（，） 如果按自右至左順序求實參的值，則函數(shù)調(diào)用相當于（3，） 對于函數(shù)調(diào)用 int i=2,p;p=f(i,+i); 例 8.4 實參求值的順序 8.4.2 函數(shù)調(diào)用的方式函數(shù)語句把函數(shù)調(diào)用作為一個語句。這時不要求函數(shù)帶回值，只要求函數(shù)完成一定的操作。函數(shù)表達式函數(shù)出現(xiàn)在一個表達式中，這種表達式稱為函數(shù)表達式。這時要求函數(shù)帶回一個確定的值以參加表達式的運算。例如:*（，）； 按函數(shù)在程序中出現(xiàn)的位置來分，可以有以下三種函數(shù)調(diào)用方式： 函數(shù)參數(shù)函數(shù)調(diào)用作為一個函數(shù)的實參。例如: m = max (a , max

7、( b , c ) ) ;其中max ( b , c )是一次函數(shù)調(diào)用，它的值作為max另一次調(diào)用的實參。m的值是a、b、c三者中的最大者。8.4.3 對被調(diào)用函數(shù)的聲明和函數(shù)原型在一個函數(shù)中調(diào)用另一函數(shù)（即被調(diào)用函數(shù)）需要具備哪些條件呢 ？1.首先被調(diào)用的函數(shù)必須是已經(jīng)存在的函數(shù)（是庫函數(shù)或用戶自己定義的函數(shù)）。2.如果使用庫函數(shù)，還應該在本文件開頭#include 命令將調(diào)用有關庫函數(shù)時所需用到的信息“包含”到本文件中來。 3.如果使用用戶自己定義的函數(shù)，而該函數(shù)的位置在調(diào)用它的函數(shù)（即主調(diào)函數(shù)）的后面，應該在主調(diào)函數(shù)中,通過函數(shù)原型對被調(diào)用的函數(shù)作聲明。例8. 對被調(diào)用的函數(shù)作聲明函數(shù)原

8、型的一般形式為:1. 函數(shù)類型 函數(shù)名(參數(shù)類型1，參數(shù)類型2)；2. 函數(shù)類型 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)； 注意： 函數(shù)的“定義”和“聲明”的區(qū)別： 函數(shù)的定義是指對函數(shù)功能的確立，包括指定函數(shù)名，函數(shù)值類型、形參及其類型、函數(shù)體等，它是一個完整的、獨立的函數(shù)單位。 函數(shù)的聲明的作用則是把函數(shù)的名字、函數(shù)類型以及形參的類型、個數(shù)和順序通知編譯系統(tǒng)，以便在調(diào)用該函數(shù)時系統(tǒng)按此進行對照檢查。 8.5 函數(shù)的嵌套調(diào)用 所有函數(shù)都是平行的，互相獨立的，即不可嵌套定義，但函數(shù)間可以互相調(diào)用，但不能調(diào)用main函數(shù)。main函數(shù)是系統(tǒng)調(diào)用的。例 8. 用弦截法求方程 f(x)

9、=x3-5x2+16x-80=0 的根 1. 取兩個不同點x1,x2,如果f(x1)和f(x2)符號相反,則(x1,x2)區(qū)間內(nèi)必有一個根。如果f(x1)與f(x2)同符號,則應改變x1,x2,直到f(x1)、f(x2)異號為止。注意x1、x2的值不應差太大,以保證(x1,x2)區(qū)間內(nèi)只有一個根。 2. 連接(x1,f(x1)和(x2,f(x2)兩點,此線(即弦)交x軸于x。方法：3. 若f(x)與f(x1)同符號,則根必在(x,x2)區(qū)間內(nèi),此時將x作為新的x1。如果f(x)與f(x2)同符號,則表示根在(x1,x)區(qū)間內(nèi),將x作為新的x2。4. 重復步驟 (2) 和 (3) , 直到 f(

10、x) 為止, 為一個很小的數(shù), 例如 10-6。此時認為 f(x)0 。N-S流程圖 xpoint 函數(shù) 8.6 函數(shù)的遞歸調(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。語言的特點之一就在于允許函數(shù)的遞歸調(diào)用。 f1() f1(); 直接遞歸調(diào)用 f2() f3() f3(); f2(); 間接 遞歸調(diào)用例 8.7: 有個人坐在一起，問第個人多少歲？他說比第個人大歲。問第個人歲數(shù)，他說比第個人大歲。問第個人，又說比第個人大歲。問第個人，說比第個人大歲。最后問第個人，他說是歲。請問第個人多大。 age（5）= age （4）+2age（4）= age （3）+

11、2age（3）= age （2）+2age（2）= age （1）+2age（1）= 10用數(shù)學公式表述如下：age（n）= 10 （）age（n-1）+2 （）可以用一個函數(shù)來描述上述遞歸過程：int age（int ） *求年齡的遞歸函數(shù)* int ； * 用作存放函數(shù)的返回值的變量 * if（=） =10； else =age（n-1）+2； return（）；運行結果如下：18 用一個主函數(shù)調(diào)用age函數(shù)，求得第5人的年齡。#include void main（） printf（，age（）； 例8.用遞歸方法求！ 求！也可以用遞歸方法，即！等于！，而！?？捎孟旅娴倪f歸公式表示： ！

12、（，） （）！ （）例8.9 Hanoi（漢諾塔）問題: 由上面的分析可知：將個盤子從座移到座可以分解為以下3個步驟：1.將上-個盤借助座先移到座上。2.把座上剩下的一個盤移到座上。3.將個盤從座借助于座移到座上。程序如下：#include void main()void hanoi(int n,char one,char two,char three); /* 對hanoi函數(shù)的聲明 */ int m; printf(input the number of diskes:); scanf(“%d”,&m); printf(The step to moveing %d diskes:n,m);

13、 hanoi(m,A,B,C); void hanoi(int n,char one,char two,char three) /* 定義hanoi函數(shù),將個盤從one座借助two座，移到three座 */ void move(char x,char y); /* 對move函數(shù)的聲明 */ if(n=1) move(one,three); else hanoi(n-1,one,three,two); move(one,three); hanoi(n-1,two,one,three); void move(char x,char y) /* 定義move函數(shù) */ printf(“%c-%cn

14、,x,y); 運行情況如下：input the number of diskes:3 The steps to moving 3 diskes: 8.數(shù)組作為函數(shù)參數(shù) 8.7.1 數(shù)組元素作函數(shù)實參 由于實參可以是表達式，而數(shù)組元素可以是表達式的組成部分，因此數(shù)組元素可以作為函數(shù)的實參，與用變量作實參一樣，是單向傳遞，即“值傳送”方式。 8.7.2 數(shù)組名作函數(shù)參數(shù) 用數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)時，此時形參應當用數(shù)組名或用指針變量 。例8.11 有一個一維數(shù)組score，內(nèi)放10個學生成績，求平均成績。#include void main（） float average（float array10）;

15、/* 函數(shù)聲明 */ float score10 , aver； int i； printf（input 10 scores：n）； for（i=0; i10; i+) scanf（，scorei）； printf（n）； averaverage（ score ）； printf （ average score is .n, aver）；scorescore1score2score3score9score8score0score7score6score5score4arrayfloat average （float array10） int i; float aver，sumarray0; f

16、or (i=1;i10;i+) sum=sum+arrayi; aver=sum/10;return（aver）;運行情況如下：input scores： .5 .5 average score is 83.40 例 8.12 形參數(shù)組不定義長度#include void main（） float average（float array , int ）; float score_15 ， .，； float score_210= 67.5，89.5，99，6.5， 77，89.5，76.5，54，60，99.5; printf(“the average of class A is %6.2fn

17、”， average(score_1，5); printf(“the average of class B is %6.2fn”， average(score_2，10); 地址值傳遞值傳遞float average（float array ，int ） int i； float aver，sumarray0； for (i=1; in; i+) sumsumarrayi； aversum/； return（aver）； 運行結果如下：the average of class A is 80.40The average of class is 78.20例：以下程序的運行結果是 ？ main(

18、) f ( int b, int x) int a2=2,4, x=5; x+; f (a,x); b0+=2; printf(“%d,%d,%d”, b1+=3; x,a0,a1); A) 5,2,4 B) 6,4,7 C) 6,2,4 D) 5,4,7例 8.13 用選擇法對數(shù)組中10個整數(shù)按由小到大排序。 所謂選擇法就是先將10個數(shù)中最小的數(shù)與a0對換;再將a1到a9中最小的數(shù)與a1對換每比較一輪,找出一個未經(jīng)排序的數(shù)中最小的一個。共比較9輪。未排序時的情況:a0 a1 a2 a3 a4 3 6 1 9 4 將5個數(shù)中最小的數(shù)1與a0對換: 1 6 3 9 4 將余下的4個數(shù)中最小的數(shù)3

19、與a1對換 1 3 6 9 4 將余下的3個數(shù)中最小的數(shù)4與a2對換 1 3 4 9 6 將余下的2個數(shù)中最小的數(shù)6與a3對換 1 3 4 6 9 8.7.3. 多維數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)程序：#include void main（） max_value ( int array 4); int a 34=1,3,5,7,2,4,6,8,15,17,34,12; printf(max value is n,max_value(a) ); 用多維數(shù)組名作為函數(shù)實參和形參。在被調(diào)函數(shù)中對形參數(shù)組定義時可以指定每一維的大小 ，也可以省略第一維的大小說明。int max_value （ int array34

20、） int ，max； max=array00； for（i=0; i3; i+) for（=0; jmax） max= array ij； return（max）； 運行結果如下：Max value is 34 8.8局部變量和全局變量 8.8.1局部變量內(nèi)部變量：在一個函數(shù)內(nèi)部定義的變量稱內(nèi)部變量。它只在本函數(shù)范圍內(nèi)有效，即：只有在本函數(shù)內(nèi)才能使用這些變量，故稱為“局部變量” 。例：float f1( int a) /*函數(shù)f1 */int b,c; /* a、b、c有效*/ char f2(int x,int y) /*函數(shù)f2 */int i,j; /* x、y、i、j有效*/ voi

21、d main( ) /*主函數(shù)*/int m,n; /* m、n有效*/ 主函數(shù)中定義的變量只在主函數(shù)中有效,而不因為在主函數(shù)中定義而在整個文件或程序中有效。主函數(shù)也不能使用其他函數(shù)中定義的變量。(2) 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。(3) 形式參數(shù)也是局部變量。(4) 在一個函數(shù)內(nèi)部,可以在復合語句中定義變量,這些變量只在本復合語句中有效,這種復合語句也稱為“分程序”或“程序塊”。void main ( )int a,b;int c; c=a+b; c在此范圍內(nèi)有效 a,b在此范圍內(nèi)有效 8.8.2 全局變量外部變量：函數(shù)之外定義的變量稱為外部變量。外部變量

22、可以為本文件中其他函數(shù)所共用。它的有效范圍為從定義變量的位置開始到本源文件結束。所以也稱全程變量。int p=1,q=5; /* 外部變量 */float f1(int a) /* 定義函數(shù)f1 */int b,c;char c1,c2; /* 外部變量*/char f2 (int x, int y) /* 定義函數(shù)f2 */int i,j; void main ( ) /*主函數(shù)*/int m,n; 全局變量c1,c2的作用范圍 全局變量p,q的作用范圍 例8.15 有一個一維數(shù)組，內(nèi)放個學生成績，寫一個函數(shù)，求出平均分、最高分和最低分。#include float Max，Min； *全局

23、變量*void main（） float average（float array ，int n）; float ave，score10； int i； for (i=0; i10;i+) scanf（%f，scorei）； ave= average（score，10）； printf(“max=%6.2fnmin=%6.2fn average=%6.2fn“，Max，Min，ave)； float average（float array ，int n） * 定義函數(shù)，形參為數(shù)組 */ int i； float aver，sum=array； Max=Min=array； for（i=1；in；

24、i+） if（arrayiMax）Maxarrayi； else if（arrayiMin）Min arrayi； sum=sum+array； aversum； return（aver）； 運行情況如下： 全局變量主要用于作為不同函數(shù)間數(shù)據(jù)傳遞的橋梁。建議：不必要時不要使用全局變量，原因如下： 全局變量在程序的全部執(zhí)行過程中都占用存儲單元，而不是僅在需要時才開辟單元。 使用全局變量過多，會降低程序的清晰性。在各個函數(shù)執(zhí)行時都可能改變外部變量的值，程序容易出錯。因此，要限制使用全局變量。全局變量主要用于作為不同函數(shù)間數(shù)據(jù)傳遞的橋梁。降低函數(shù)的通用性。因為函數(shù)在執(zhí)行時要依賴于其所在的外部變量。如

25、果將一個函數(shù)移到另一個文件中，還要將有關的外部變量及其值一起移過去。但若該外部變量與其他文件的變量同名時，就會出現(xiàn)問題，降低了程序的可靠性和通用性。一般要求把程序中的函數(shù)做成一個封閉體，除了可以通過“實參形參”的渠道與外界發(fā)生聯(lián)系外，沒有其他渠道。例 8.6 外部變量與局部變量同名#include int a=3,b=5; /* a,b為外部變量*/ a,b作用范圍void main ( ) int a=8; /*a為局部變量 */ 局部變量a作用范圍 printf (%d, max (a,b); 全局變量b的作用范圍 max (int a, int b) /*a,b為局部變量 */ int

26、c; c=ab?ab; 形參a、b作用范圍 return (c); 運行結果為 8 閱讀程序，給出運行結果：int a=4,b=5,c=6; int f(int a,int b) a/=2; c+=b-a; return(a+b+c);main() int a=2,d; d=f(a+2,a+b); printf(“n %d,%d,%d,%d”, a,b,c,d);4526abcabad4721120 8. 變量的存儲類別 8.9.1 動態(tài)存儲方式與靜態(tài)存儲方式 從變量的作用域（即從空間）角度來分，可以分為全局變量和局部變量。從變量值存在的時間角度來分，又可以分為靜態(tài)存儲方式和動態(tài)存儲方式。 靜

27、態(tài)存儲方式：指在程序運行期間由系統(tǒng)分配固定的存儲空間的方式。 動態(tài)存儲方式：則是在程序運行期間根據(jù)需要進行動態(tài)的分配存儲空間的方式。 用戶存儲空間可以分為三部分： 1.程序區(qū) 2.靜態(tài)存儲區(qū) 3.動態(tài)存儲區(qū) 變量和函數(shù)有兩個屬性：數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)的存儲類別。存儲類別指的是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲的方式。存儲方式分為兩大類：靜態(tài)存儲類和動態(tài)存儲類。包含：自動的（auto）；靜態(tài)的（static）；寄存器的（register）；外部的（extern）。 8.9.2 auto變量 自動變量auto不專門聲明為static存儲類別的局部變量都是動態(tài)分配存儲空間，在調(diào)用該函數(shù)時系統(tǒng)會給它們分配存儲空間，在函數(shù)調(diào)用

28、結束時就自動釋放這些存儲空間。因此這類局部變量稱為自動變量。函數(shù)中的形參和在函數(shù)中定義的變量(包括在復合語句中定義的變量)，都屬此類。自動變量用關鍵字auto作存儲類別的聲明。例如：int （int ） *定義f函數(shù)，為形參 *auto int ，；/*定義、為自動變量 * 8.9.3 用static聲明局部變量 當函數(shù)中的局部變量的值在函數(shù)調(diào)用結束后不消失而保留原值時，該變量稱為靜態(tài)局部變量（作用域局部）。用關鍵字static進行聲明。屬于靜態(tài)存儲類別，在編譯時賦初值的，即只賦初值一次，在程序運行時它已有初值。以后每次調(diào)用函數(shù)時不再重新賦初值而只是保留上次函數(shù)調(diào)用結束時的值。如在定義局部變量

29、時不賦初值的話，則對靜態(tài)局部變量來說，編譯時自動賦初值（對數(shù)值型變量）或空字符（對字符變量）。8.9.4 register變量 變量的值是存放在內(nèi)存中的。當程序中用到哪一個變量的值時，由控制器發(fā)出指令將內(nèi)存中該變量的值送到運算器中。經(jīng)過運算器進行運算，如果需要存數(shù)，再從運算器將數(shù)據(jù)送到內(nèi)存存放。 8.9.5 用extern聲明外部變量 外部變量是在函數(shù)的外部定義的全局變量，它的作用域是從變量的定義處開始，到本程序文件的末尾。在此作用域內(nèi)，全局變量可以為程序中各個函數(shù)所引用。編譯時將外部變量分配在靜態(tài)存儲區(qū)。用extern來聲明外部變量，以擴展外部變量的作用城。8.9.6 用static聲明外部變量 在程序設計中,某些外部變量只限于被本文件引用，而不能被其他文件引用。這時可以在定義外部變量時加一個staitic聲明。例如：file1.c file2.cstatic int A; extern A;void main ( ) void fun (