C語言基礎(chǔ)課件第6章

第6章函數(shù)

C語言程序設(shè)計（基于CDIO思想）在C程序中，模塊以函數(shù)的形式來體現(xiàn)，所以說C程序是由函數(shù)構(gòu)成的語言，是函數(shù)式的語言。本章介紹用戶如何定義函數(shù)以及調(diào)用、聲明函數(shù)的規(guī)則；變量的作用域和存儲特性；編譯預(yù)處理命令。2函數(shù)的定義、調(diào)用和聲明主要內(nèi)容1函數(shù)的參數(shù)傳遞2嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用

3變量的作用域、變量的存儲類型54編譯預(yù)處理

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）3為什么引入函數(shù)？模塊4大系統(tǒng)模塊1模塊2模塊3C程序由若干小函數(shù)組成常用的某些功能可以獨立成一個函數(shù)，提高程序的可重用性、可靠性、可維護性

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）4函數(shù)的概念C程序的組織：函數(shù)是C程序的基本組成部分，C語言程序由一個或多個函數(shù)組成，但至少、且只能包含一個主函數(shù)。C語言的函數(shù)可以分為三類：主函數(shù)：main()標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)：由系統(tǒng)提供，如gets(),puts()等。自定義函數(shù)：由用戶編寫文件1文件2….文件n

函數(shù)1函數(shù)2…函數(shù)n程序只有一個main函數(shù)

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）56.1求多個階乘之和(函數(shù)的定義、調(diào)用和聲明)我們先研究在一個main()函數(shù)里完成的程序

#include"stdio.h"main(){intj;longintt,s=0;for(t=1,j=1;j<=3;j++)t=t*j;s+=t;for(t=1,j=1;j<=5;j++)t=t*j;s+=t;for(t=1,j=1;j<=8;j++)t=t*j;s+=t;printf(“3!+5!+8!=%ld\n”,s);}編程計算3!+5!+8!三個求階乘的循環(huán)語句類似，重復(fù)累贅，可重用性、可靠性、可維護性差！

6把求階乘的程序段獨立寫成一個函數(shù):main(){longs=0;s=fact(3)+fact(5)+fact(8);printf(“3!+5!+8!=%ld\n”,s);}#include"stdio.h"longfact(intn){longt=1;intj;for(j=1;j<=n;j++)t*=j;returnt;}函數(shù)nn!程序運行結(jié)果：3!+5!+8!=40446

6.1.1分析與設(shè)計7例6_3求3到10的階乘和#include"stdio.h"main(){longs=0;inti;longfact(intn)；/*函數(shù)的聲明*/for(i=3;i<=10;i++)s=s+fact(i);printf("3!+5!+6!+...+10!=%ld\n",s);}longfact(intn){longt=1;intj;for(j=1;j<=n;j++)t*=j;returnt;}6.1.1分析與設(shè)計

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）86.1.2函數(shù)的定義和調(diào)用

{}類型標(biāo)識符函數(shù)名（形式參數(shù)表）命名規(guī)則與變量名同，函數(shù)名不能重復(fù)函數(shù)返回值的類型，若不說明類型，一律自動按整型處理。當(dāng)函數(shù)無返回值時用void作為類型定義符。若無參數(shù)，可寫void函數(shù)頭：函數(shù)體函數(shù)頭函數(shù)的定義

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）9{

說明部分；語句部分；}當(dāng)函數(shù)要返回一個值時，必須通過return語句返回，其形式如下：return(表達式）；

函數(shù)的定義函數(shù)體：例如：long

fact(intn){long

t=1;intj;for(j=1;j<=n;j++)t*=j;returnt;}類型應(yīng)該和函數(shù)頭中的類型一致，有沖突時，服從于函數(shù)頭中的類型，return后的括號可有可無

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）10函數(shù)的定義(返回的作用)例6_4返回一個整數(shù)的絕對值的函數(shù)定義intabsint(intx){if(x>=0)returnx;elsereturn-x;}例6_5無返回值的void函數(shù)voidpok(){printf(“0k”);return;}程序的執(zhí)行從當(dāng)前函數(shù)返回其上級（調(diào)用它的函數(shù)）

釋放該函數(shù)的參數(shù)及變量所占用的內(nèi)存空間。

向上級函數(shù)返回一個值（函數(shù)的類型不是void時）只能通過一個return語句返回一個值可以缺省函數(shù)體內(nèi)不能再定義函數(shù)

(不能嵌套定義)intff1(){…

floatff2(){

…}}函數(shù)的定義就是給出:函數(shù)的名字函數(shù)的返回值類型函數(shù)的形參名字與類型函數(shù)的實現(xiàn)語句（函數(shù)體）定義相當(dāng)于寫劇本，并沒有被執(zhí)行（上演）11

6.1.3函數(shù)原型、函數(shù)聲明與函數(shù)調(diào)用

1.函數(shù)原型調(diào)用函數(shù)時，系統(tǒng)需要知道下列信息：函數(shù)類型函數(shù)名函數(shù)的參數(shù)（個數(shù)、類型及順序）知道這些信息后，系統(tǒng)就可以找到該函數(shù)。這些信息描述了函數(shù)的模型，是函數(shù)的用戶界面，我們稱為函數(shù)原型。如：intabsint(int);voidpok();126.1.3函數(shù)原型、函數(shù)聲明與函數(shù)調(diào)用2.函數(shù)的聲明在函數(shù)調(diào)用前，C系統(tǒng)需要知道函數(shù)的原型，才能保證函數(shù)的正確調(diào)用，因此當(dāng)函數(shù)調(diào)用在前，定義在后時（當(dāng)函數(shù)為int型時，也可不聲明），必須用函數(shù)原型聲明，以便C系統(tǒng)獲取相關(guān)信息。聲明時參數(shù)名可以缺省，但類型名不可以缺省，如：

intff1(intage,charsex);或：

intff1(int,char);聲明中的參數(shù)名相當(dāng)于注釋，以便系統(tǒng)檢查調(diào)用時實參的位置，所以可以缺省

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）136.1.3函數(shù)原型、函數(shù)聲明與函數(shù)調(diào)用

3.函數(shù)的調(diào)用函數(shù)必須通過調(diào)用才能被執(zhí)行，函數(shù)調(diào)用的功能是：u

實參數(shù)向形參數(shù)傳遞數(shù)據(jù)。（由演員擔(dān)當(dāng)角色）u

為參數(shù)和函數(shù)體內(nèi)的變量分配內(nèi)存空間。u

中斷當(dāng)前函數(shù)的執(zhí)行，把執(zhí)行流程轉(zhuǎn)向被調(diào)用函數(shù)的入口，執(zhí)行被調(diào)用函數(shù)。函數(shù)調(diào)用形式為：函數(shù)名（實參表列）如：pok();函數(shù)無返回值c=max(a,b);printf(“max=%d”,max(a,b));//函數(shù)有返回值，調(diào)用表達式作為其他表達式的一部分。以下語句有錯？c=max(inta,intb);max(a,b);a=pok();

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）14

例6_6單向值傳遞舉例

例6_6單向值傳遞舉例

例6_6單向值傳遞舉例main(){floatnum=5.76,result;

floatmult10(float);result=mult10(num);printf(“result=%f\n”,result);printf(“num=%f\n”,num);}floatmult10(intn)

{n*=10;

return(n);}調(diào)用mult10時：實參變量num的值新分配的形參單元n

復(fù)制到返回時：

numn在內(nèi)存mnu與n是兩個不同的存儲單元，如果同名呢？“值傳遞”是單向傳遞

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）15例6_7求s=s1+s2+s3+s4的值floatfc(intn)/*求1+1/2+1/3+…+1/n的值*/

{floats;inti;s=0;for(i=1;i<=n;i++)s+=1/(float)i;;}求s=s1+s2+s3+s4的值。其中：

s1=1+1/2+1/3+…+1/50s2=1+1/2+1/3+…+1/100s3=1+1/2+1/3+…+1/150s4=1+1/2+1/3+…+1/200main()/*主函數(shù)*/{floatsum;sum=fc(50)+fc(100)+fc(150)+fc(200);printf(“sum=%f”,sum);}166.1.3實戰(zhàn)演練1.以下程序通過調(diào)用max()函數(shù)求a,b中的大數(shù)，請寫出max()函數(shù)的定義。#include"stdio.h"main(){inta,b,c;scanf("%d,%d",&a,&b);c=max(a,b);printf("max=%d",c);}176.1.3實戰(zhàn)演練2.下面的函數(shù)可以輸出數(shù)字金子塔，請寫出main()函數(shù)調(diào)用它，輸出3、5、7以內(nèi)的數(shù)字金字塔。#include"stdio.h"voidpyra(intn){inti,j;for(i=1;i<=n;i++){for(j=1;j<=n-i;j++)printf("");printf("%d",i);printf("\n");}}186.1.3實戰(zhàn)演練3.以下程序求三角形的面積，請寫出pb函數(shù)和area函數(shù)的定義。#include"math.h"#include"stdio.h"

main(){inta,b,c;scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c);

if(pb(a,b,c))printf("area=%d",area(a,b,c));elseprintf(“inputerror!);}196.2成績統(tǒng)計（函數(shù)的參數(shù)傳遞）

有10個同學(xué)的某科考試成績存入s數(shù)組，求他們的平均分，并對成績由高到低排序。6.2.1分析與設(shè)計1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)如何存放，是要考慮的第一個問題。10個數(shù)據(jù)要存入計算機中，需要存入有10個元素的一維數(shù)組中，程序主要就是對這個數(shù)組操作。2.總體設(shè)計可以將其劃分成三個函數(shù)實現(xiàn)，average()函數(shù)實現(xiàn)求10個同學(xué)的平均分，sort()函數(shù)完成10個同學(xué)成績的排序，main()函數(shù)完成數(shù)據(jù)的定義、輸入，并調(diào)用average()函數(shù)求出平均分，調(diào)用sort()函數(shù)完成排序。206.2.1分析與設(shè)計

3.排序函數(shù)的分析與設(shè)計排序函數(shù)的頭是什么樣子？排序就是將數(shù)組中的數(shù)據(jù)排序，不需要返回值，因此函數(shù)類型是void,其次要考慮函數(shù)有幾個參數(shù)，是什么類型？送給排序函數(shù)進行排序的對象是個一維數(shù)組，這是排序函數(shù)的第一個參數(shù)，其次由于每次需要排序的數(shù)目不同，因此還必須有第二個參數(shù)，告知該函數(shù)需要排序的數(shù)據(jù)個數(shù)，這個參數(shù)肯定是個int型變量，這樣我們就有下面該函數(shù)的輪廓：voidsort(一維數(shù)組，intn){

用某種算法對該數(shù)組排序}

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）21數(shù)組名作函數(shù)的參數(shù)（地址傳遞）對一組整形數(shù)據(jù)排序的函數(shù)：voidsort(一維數(shù)組，intn){

用某種算法對該數(shù)組排序}數(shù)據(jù)個數(shù)voidsort(ints[]，intn){

用某種算法對該數(shù)組排序}C語言允許一維數(shù)組作形參時，可不定義大小發(fā)生調(diào)用時，實參數(shù)組的首地址傳給形參數(shù)組，這樣實參數(shù)組和形參數(shù)組共用同一段內(nèi)存單元，對形參數(shù)組的操作就是對實參數(shù)組的操作

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）22voidsort(ints[],intn){intj,t,k;for(j=0;j<n-1;j++)for(k=j+1;k<n;k++)if(s[j]<s[k])

{t=s[j];s[j]=s[k];s[k]=t;}

main(){intj,a[]={60,70,55,89,90,100,67,88,76,95};

sort(a,10);for(j=0;j<10;j++)printf(“%d,”,a[j]);printf("平均分=%d",average(a,10));}例6_8用三個函數(shù)求10個同學(xué)的平均分及成績排序

發(fā)生調(diào)用時對s數(shù)組的排序，就是對a數(shù)組的排序average(ints[],intn){inti,pj=0;for(i=0;i<n;i++)pj=pj+s[i];return(pj/n);}

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）23函數(shù)間的參數(shù)傳遞在函數(shù)被調(diào)用時才分配形參的存儲單元實參可以是常量、變量或表達式實參類型必須與形參相符單個變量傳遞時是傳遞參數(shù)值，即單向傳遞數(shù)組作為參數(shù)時的情況：*數(shù)組元素作實參，與單個變量一樣，是“值傳遞”*數(shù)組名作參數(shù)，形、實參數(shù)都應(yīng)是數(shù)組名，類型要

一樣，傳送的是數(shù)組首地址，是“地址傳遞”246.2.3實戰(zhàn)演練1.完善成績統(tǒng)計程序，寫一個函數(shù)求成績的最高分，再寫一個函數(shù)求不及格人數(shù)，在main()函數(shù)中調(diào)用它們。分析:求成績最高分的函數(shù)基本框架如下：maxf(ints[]，intn){intmax,i;…returnmax}求不及格人數(shù)的函數(shù)與maxf()函數(shù)基本框架相似。256.2.3實戰(zhàn)演練2.已有如下main()函數(shù)，它調(diào)用add1函數(shù)使a數(shù)組的各個元素加1，請寫出add1函數(shù)的定義#include<stdio.h>main(){inti;staticinta[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};add1(a,10);for(i=0;i<10;i++)printf("%d",a[i]);}

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）26“地址傳遞”舉例main(){inti;staticinta[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};add1(a,10);for(i=0;i<10;i++)printf(“%d”,a[i]);}

12345678910

0123456789ab調(diào)用時a數(shù)組的首址送給b數(shù)組，使形參數(shù)組與實參數(shù)組占用同樣的存儲區(qū)域，b[i]++實際上就是a[i]++。調(diào)用前后數(shù)組內(nèi)容的變化編程：將一維數(shù)組中每個元素的值加上1后顯示出來voidadd1(intb[],intn){inti;for(i=0;i<n;i++)b[i]++;}276.3計算10組數(shù)中的三角形面積（嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用）在main()函數(shù)中用隨機函數(shù)產(chǎn)生10組數(shù)，每組三個數(shù)，調(diào)用函數(shù)完成：三個數(shù)是三角形的邊，求三角形的面積。6.3.1分析與設(shè)計1.main()函數(shù)設(shè)計：在main()函數(shù)中，每組三個數(shù)用a,b,c來接收，隨機數(shù)用第5章介紹的rand()函數(shù)產(chǎn)生，用循環(huán)語句產(chǎn)生10組a,b,c的隨機數(shù)，每產(chǎn)生一組就調(diào)用area()函數(shù)求三角形面積。求三角形面積函數(shù)area()設(shè)計該函數(shù)首先要判斷a,b,c是否為三角形的邊，通過調(diào)用pb()函數(shù)判是否是三角形的邊，函數(shù)返回0，說明a,b,c不是三角形的邊，否則是三角形的邊，則可計算三角形面積。main()函數(shù)調(diào)用area()函數(shù)，該函數(shù)又調(diào)用pb()函數(shù)判是否是三角形的邊，形成嵌套調(diào)用。28例6_9用嵌套調(diào)用的方法計算10組數(shù)中的三角形面積#include<stdio.h>#include<stdlib.h>main(){inti,a,b,c,seed;floatmj;floatarea(inta,intb,intc);intpb(inta,intb,intc);printf("inputaintuger(seed)：");scanf("%d",&seed); srand(seed); for(i=0;i<10;i++){a=rand()%50;b=rand()%50;c=rand()%50;mj=area(a,b,c);if(mj)printf("%d,%d,%d,mj=%.2f\n",a,b,c,mj);}}floatarea(inta,intb,intc){floats,m;if(pb(a,b,c))/*嵌套調(diào)用*/{s=(a+b+c)/2.0;m=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));return(m);}elsereturn0;}intpb(inta,intb,intc){intt=0;if(a+b>c&&a+c>b&&b+c>a)t=1;returnt;}

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）29函數(shù)的嵌套調(diào)用

C語言中的函數(shù)定義是互相獨立的，函數(shù)和函數(shù)之間沒有從屬關(guān)系，一個函數(shù)既可以被其它函數(shù)調(diào)用，也可以調(diào)用別的函數(shù)，這就是嵌套調(diào)用main(){調(diào)用f1()函數(shù)}f1(){調(diào)用f2()函數(shù)}f2(){}

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）30intf1(inta,intb)/*定義f1函數(shù)*/{intc;a+=a;b+=b;c=f11(a,b);/*調(diào)用f11函數(shù)*/returnc*c;}intf11(inta,intb)/*定義f11函數(shù)*/{intc;c=a*b%3;returnc;}main(){intx=11,y=19;printf(“%d\n”,f1(x,y));/*調(diào)用f1函數(shù)*/}

a=22,b=38c=22*38%3=836%3=2運行結(jié)果：4函數(shù)的嵌套調(diào)用(例6_10)

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）31遞歸調(diào)用

intf2(intx){inta,b;…b=f1(a)..}intf1(intx){inta,b;…b=f2(a)..}intf1(intx){inty,z;if()…z=f1(y);/*遞歸調(diào)用*/...}有限次的直接或間接函數(shù)自身調(diào)用——遞歸調(diào)用recursion.32

遞歸調(diào)用

求n!的方法可以用遞歸的方法表達:5!=4!*5,4!=3!*4，3！=2！*3，2!=1！*2，1！=1,因此遞歸公式為：1(n=0,1)/*遞歸的終點*/n!=n(n-1)!(n>1)/*遞歸調(diào)用*/例6_11用遞歸的方法求n!#include"stdio.h"floatff(intn){floatf;if(n<0)printf("n<0dataerrar!");elseif(n==0||n==1)f=1;/*遞歸的終點*/elsef=ff(n-1)*n;/*遞歸調(diào)用*/returnf;}main(){intn;floaty;printf("inputaintegernumber:");scanf("%d",&n);y=ff(n);printf("%d!=%.0f\n",n,y);}程序運行結(jié)果：inputaintegernumber:55！=12033

遞歸調(diào)用

調(diào)用main()

{…ff(5);f=ff(4)*5;f=ff(3)*4;f=ff(2)*3;f=ff(1)*2;1202462返回

}調(diào)用返回346.3.4實戰(zhàn)演練1.在main()函數(shù)中隨機產(chǎn)生10個數(shù)，調(diào)用even()函數(shù)判斷是否為偶數(shù)，是偶數(shù)統(tǒng)計偶數(shù)的個數(shù)，是奇數(shù)，再調(diào)用prime（）函數(shù)判斷是否為素數(shù)，輸出其中的奇數(shù)，素數(shù)。請?zhí)羁?。for(i=0;i<10;i++){a=rand()%50;if(even(

))cn++;}printf("\n偶數(shù)的個數(shù)為：%d\n",

);}inteven(intn){if(n%2==0)return1;else{printf("奇數(shù)：%d,",n);

if(prime(

))printf(“素數(shù):%d,”,n);return

;}}356.3.4實戰(zhàn)演練2.有五個人坐在一起，問第五個人多少歲？他說比第四個人大2歲。問第四個人多少歲？他說比第三個人大2歲。問第三個人多少歲？他說比第二個人大2歲。問第二個人多少歲？他說比第一個人大2歲。最后問第一個人多少歲？他說10歲。請問第五個人多少歲？根據(jù)分析，有如下公式:age(n)=10(n=1)age(n-1)+2(n>1)程序如下，請?zhí)羁眨篴ge(intn){intc;if(n==1)c=10;elsec=

;/*遞歸調(diào)用*/return(

);}main(){printf(“%d”,age(5));}36

6.4我國人口何時增加到15億(變量的作用域)

我國現(xiàn)有人口13億，請用函數(shù)計算，當(dāng)人口每年增長率分別為2%，1.5%，1%，0.5%時，多少年后我國的人口增加到15億。要求:調(diào)用函數(shù)后，能夠得到兩個值，即需要幾年人口達到多少。6.4.1分析與設(shè)計該題要求函數(shù)返回兩個值（多少年，人口數(shù)），我們已經(jīng)知道，通過函數(shù)調(diào)用，可以用return語句返回一個值給調(diào)用函數(shù)，如果想返回多個值，怎么辦呢？這道題可用return語句返回一個值，用全局變量再得到一個值，這涉及到變量的作用域問題?，F(xiàn)在我們編寫利用全局變量來完成寫一個函數(shù)，送入人口增長率后，得到需要幾年，人口達到多少的函數(shù)，在main()函數(shù)中調(diào)用該函數(shù)時，由于增長率是有規(guī)律的，可用循環(huán)語句產(chǎn)生增長率，完整的程序如下。37

6.4我國人口何時增加到15億(變量的作用域)

例6_12我國人口何時增加到15億#defineP1300000000floatpe;/*全局變量*/fun(floatx){intn=0;

pe=P;/*初始化pe變量為13億*/while(pe<1500000000){pe=pe*(1+x);/*計算人口數(shù)*/n++;/*計算年數(shù)*/}returnn;}

main(){floatrat=0.02;intm;while(rat>=0.001){m=fun(rat);printf("ratis%.3f,Itneeds%dyearsandthepopulationis%.0f\n",rat,m,pe); rat-=0.005; }}程序運行結(jié)果：ratis0.020,Itneeds8yearsandthepopulationis1523157120ratis0.015,Itneeds10yearsandthepopulationis1508702976ratis0.010,Itneeds15yearsandthepopulationis1509259520ratis0.005,Itneeds20yearsandthepopulationis1502308608

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）38floatf1(inta)/*定義f1函數(shù)*/{intb,c;

…}charf2(intx)/*定義f2函數(shù)*/{intb,j;

…}main()/*主函數(shù)*/{intm,n;

…}p,q作用域c1,c2作用域局部變量（函數(shù)體內(nèi)定義）作用域僅僅局限于定義它的函數(shù)，在不同的函數(shù)內(nèi)可以定義同名的局部變量（f1、f2函數(shù)都有變量b）全局變量（函數(shù)體外定義）：作用域從它定義的位置開始到本源文件結(jié)束，變量名不能重。（c1,c2的作用范圍?。﹊ntp=1,q=5;/*定義外部變量*/charc1,c2;/*定義外部變量*/

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）396.4.3實戰(zhàn)演練main(){floatr,area;printf(“r=?”);scanf(“%f”,&r);area=carea(r);printf(“r=%5.2f,carae=%5.2f,cl=%5.2f\n”,r,area,cl);}

1.已有如下main()函數(shù)，請寫出carea()函數(shù)，它接受圓的半徑r后，得到圓的面積及圓的周長（c1）。floatcl;/*定義全局變量c1*/floatcarea(floatr){floatar;ar=3.14*r*r;

cl=2*3.14*r;returnar;}40

6.4.3實戰(zhàn)演練

2.以下程序中main()函數(shù)調(diào)用avmaxmin()求出數(shù)組中的平均值、最大值和最小值，請寫出max、min變量的定義并填空。#include"stdio.h"#defineN10

avmaxmin(intscore[]){inti,pj=0;max=min=score[0];for(i=0;i<N;i++){pj=pj+score[i];if(max<

)max=score[i];if(min

)min=score[i];}return

;}main(){intscore[10]={56,78,45,78,98,46,55,67,87,90},ave;ave=avmaxmin(

);printf(“\naverage=%d,max=%d,min=%d\n”,ave/N,max,min);}416.5計算機出題、判卷、打分（變量的存儲類型）由計算機給小學(xué)生出5題兩位整數(shù)相加和5題兩位整數(shù)相乘的考試題，每題10分，滿分100，并由計算機判卷、打分。6.5.1分析與設(shè)計1.總體設(shè)計本題只需兩個函數(shù)，一個出題、判卷、打分函數(shù)sc()以及main()函數(shù)。2.main()函數(shù)設(shè)計main()函數(shù)的任務(wù)是顯示菜單、接受用戶選擇、根據(jù)用戶選擇，調(diào)用函數(shù)做加法或乘法題。3.sc()函數(shù)的任務(wù)：switch(n)語句選擇做加法還是做乘法，該函數(shù)的頭為：sc(intn)。出題：在循環(huán)體中用隨機函數(shù)出兩位整數(shù)相加或相乘的題，題目在屏幕上顯示（調(diào)用printf（）函數(shù)）；學(xué)生通過鍵盤答題（調(diào)用scanf()函數(shù)）。判卷：判斷答題是否正確,用選擇結(jié)構(gòu)即可。打分：答題正確要加10分，應(yīng)設(shè)計一個變量來統(tǒng)計分?jǐn)?shù)（p變量）,該變量必須能保存上一次的值（做加法或做乘法的分?jǐn)?shù)），下一次調(diào)用該函數(shù)時，再繼續(xù)加分，應(yīng)將該變量設(shè)計為靜態(tài)局部變量。42sc(intn){inti,a,b,c,seed;staticintp=0；printf("inputaintuger(seed)：");scanf("%d",&seed);srand(seed);for(i=0;i<5;i++){a=10+rand()%89;b=10+rand()%89;switch(n){case1:printf("%2d:%d+%d=",i+1,a,b);Break;

case2:printf("%2d:%d*%d=",i+1,a,b);break;default:exit(0);}scanf(“%d”,&c);switch(n)/*判斷答案*/{case1:if(c==a+b){printf("Right!\n");p+=10;} elseprintf("Wrong!\n");break;case2:if(c==a*b){printf("Right!\n");p+=10;} elseprintf("Wrong!\n");break;default:break;}}return(p);}例6_13計算機出題、判卷、打分43main(){intn,s=0;while(1){printf("*************\n");/*簡易菜單*/printf("1addition\n");printf("2multiplication\n");printf("0quit\n");printf("**************\n");scanf("%d",&n);/*選擇菜單*/

s=sc(n);/*調(diào)用函數(shù)*/printf("Yourscoreis%d.\n",s);/*輸出分?jǐn)?shù)*/}}例6_13計算機出題、判卷、打分

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）44變量的存儲區(qū)程序代碼區(qū)靜態(tài)存儲區(qū)動態(tài)存儲區(qū)*存放可執(zhí)行程序的機器指令*存放需要占用固定存儲單元的變量*存放不需要占用固定存儲單元的變量C語言程序所占用的存儲空間通常分為三部分：

全局變量或靜態(tài)變量存放在靜態(tài)存儲區(qū)中，直到整個程序運行結(jié)束時才釋放存儲單元；局部變量或自動變量存放在動態(tài)存儲區(qū)中，函數(shù)調(diào)用結(jié)束時就釋放存儲單元。

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）45變量的完整定義一個變量的完整定義形式為：

存儲類型說明符數(shù)據(jù)類型說明符變量表如：staticintj;externfloatx等

定義變量時不但要說明變量的數(shù)據(jù)類型，還要說明變量的存儲類型。變量的存儲類型確定了變量的存儲方式、生存期和作用域。作用域：是指變量起作用的有效范圍。按變量的作用域可以把變量分為全局變量和局部變量。生存期：是指變量占用存儲空間的時限。按變量的生存期可以把變量分為靜態(tài)變量和動態(tài)變量。

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）46變量的存儲類型存儲類型說明符有：auto(自動)型：屬于臨時性存儲，其存儲空間可以被若干變量多次覆蓋使用register(寄存器)型(一般情況下不這樣指定)*存放在CPU的通用寄存器中,目的是提高執(zhí)行速度*long,double,float不能設(shè)為register型，因為超過寄存器長度static(靜態(tài))型：存放在靜態(tài)存儲區(qū)域中,生命期長extern(外部)型：用于定義或說明變量是外部的。

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）47局部變量的存儲類型：autostaticregister自動變量的使用：#在函數(shù)內(nèi)定義的變量，若沒有指定存儲類型就是自動變量。#自動變量是在動態(tài)存儲區(qū)內(nèi)分配單元的。調(diào)用函數(shù)時分配這些單元，返回時釋放這些單元#自動變量在每調(diào)用一次時都賦一次值，且默認(rèn)初值不確定voidtest_auto(){intva=0;printf(“auto=%d,”,va);++va;/*值不被保存*/}main(){inti;for(i=0;i<2;i++)test_auto();}va為自動變量，運行結(jié)果：auto=0,auto=0,48寄存器變量例6_14使用寄存器變量#include"stdio.h"main(){ints;s=power(5,3);printf(“%d\n”,s);}power(intx,registerintn)/*n為寄存器變量*/{intp;for(p=1;n;n--)p*=x;returnp;}程序運行結(jié)果為：125

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）49全局變量的存儲類型

extern（外部）和static（靜態(tài)）externinti;intx,y;staticfloatf;main(){externintk;charch;…}intk；voidfc(){intv;…}外部變量：沒有說明為static的全局變量，可以被另外一個文件引用。但在引用它的文件中要用：extern說明*i是其它源程序文件定義的變量，引用時必須在本程序的開頭所有函數(shù)外用extern語句說明*x、y是外部變量，可在本源程序或其它源程序中被引用*f是靜態(tài)外部變量，只能在本源程序中引用，而不能被其它文件訪問*k是外部變量，在main()后定義，要在主函數(shù)中引用，需用extern說明*i,x,y,f,k都是全局量，x,y,k是定義在本文件的全局變量，作用域為定義之后，i是定義在其他文件中的全局變量，必須用extern說明，才能使用。f是其他文件不得引用的靜態(tài)全局變量。*v是局部變量，其作用域為fc()函數(shù)中*ch是局部變量，其作用域為主函數(shù)中注意：1.全局變量分為外部變量和靜態(tài)變量2.extern能用于說明變量，也能用于定義變量3.所有全局量都是在靜態(tài)存儲區(qū)分配存儲單元的，其默認(rèn)的初值為0

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）50使用外部變量時應(yīng)注意以下問題：u

在同一個源程序文件中使用外部變量時，如果使用在前，定義在后，必須用extern進行引用性聲明。u

使用另一個源程序文件中定義的外部變量，必須用extern聲明后，才能使用。u

當(dāng)全局變量和局部變量名相同時，在局部變量的作用范圍內(nèi)，局部變量起作用，全局變量被屏蔽全局變量的存儲類型

extern（外部）和static（靜態(tài)）51/*源程序文件f1.c*/#include"stdio.h"externinta=5;charc1=’a’,c2=’b’;main(){externintb;

charc2=’B’;printf(“%c\n”,c1-32);printf(“%c,%d\n”,c2,b*b);printf(“%d!=%d\n”,a,fact());}intb=2;/*定義外部變量b2*/

例6_15外部變量的使用方法/*源程序文件f2.c*/externinta;/*使用另一個源程序文件中定義的外部變量必須進行引用性聲明*/fact(){intk,p=1;for(k=1;k<=a;k++)p*=k;return(p);}程序運行結(jié)果：AB,45!=120

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）52變量存儲類型小結(jié)staticinta;autocharc;registerintj;externintb;a為內(nèi)部變量：不釋放a為外部變量：其他文件不能引用

說明b是全局變量，定義在其他文件中或定義在本文件中（但調(diào)用在前，必須用此句說明）如果在函數(shù)體外，也可能是定義全局變量。static具有永久和私有屬性

局部變量（私有）+永久（不釋放）

全局變量（永久）+私有（其他文件不能用）C,j一定是局部變量

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）53內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù)內(nèi)部函數(shù):也稱為靜態(tài)函數(shù)，只能在定義它的程序文件中被調(diào)用，而不能被其它文件中的函數(shù)所調(diào)用。*定義形式為：

static

類型標(biāo)識符函數(shù)名(形參表)外部函數(shù)：除了內(nèi)部函數(shù)，其余的函數(shù)都可以為其它文件調(diào)用。*定義形式：

extern

類型標(biāo)識符函數(shù)名(形參表)

*extern缺省時隱含為外部函數(shù)，調(diào)用文件中也要用extern說明

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）54

6.5.4實戰(zhàn)演練

1.分析以下程序，寫出程序的結(jié)果voidtest_static(){staticintvs=0;printf(“static=%d\n”,vs);++vs;}main(){inti;for(i=0;i<4;i++)test_static();}運行結(jié)果：static=0static=1static=2static=3*靜態(tài)局部變量是在靜態(tài)存儲區(qū)分配存儲單元的，調(diào)用結(jié)束后其值不消失，但其它函數(shù)仍然不能訪問*靜態(tài)局部變量是在編譯過程中賦初值的，且只賦一次初值。多次調(diào)用時，上一次調(diào)用的結(jié)果就是下一次調(diào)用的初值調(diào)用次數(shù)vs初值vs結(jié)束值123401231234

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）556.5.4實戰(zhàn)演練

2.已有如下main()函數(shù)，它通過5次函數(shù)調(diào)用fact()函數(shù)打印1到5的階乘值。請設(shè)計fact()函數(shù)。通過5次函數(shù)調(diào)用打印1到5的階乘值。1!=1,在1!的基礎(chǔ)上再乘2,就得2!(2!=1!*2),在2!的基礎(chǔ)上再乘3,就得3!(3!=2!*3),…,intfact(intx){staticintt=1;t*=x;returnt;}main(){inti;for(i=1;i<=5;i++)printf(“%d!=%d\n”i,fact(i));}

程序運行結(jié)果為：1!=12!=23!=64!=245!=120函數(shù)必須能保存上一次的階乘值!

去掉static?去掉for?56不用函數(shù)的方法，快速計算若干個三角形的面積。6.6.1分析與設(shè)計如要多次調(diào)用求三角形面積的函數(shù)，就要多次進行參數(shù)的傳遞，多次返回三角形的面積，達不到快速計算的目的。如果用宏定義，就可不用參數(shù)傳遞和函數(shù)返回的時間，這樣可提高運行的速度。例6_16用帶參數(shù)的宏定義求三角形的面積#defineAREA(a,b,c)sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c))#defineS(a,b,c)(a+b+c)/2.0#definePB(a,b,c)if(a+b>c&&a+c>b&&b+c>a)t=1#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include"math.h"

6.6快速計算三角形的面積（編譯預(yù)處理）main(){inti,x,y,z,t=0;floats,ar; for(i=0;i<10;i++) {x=rand()%50; y=rand()%50; z=rand()%50; t=0; PB(x,y,z) if(t){s=S(x,y,z);ar=AREA(x,y,z);printf(“%d,%d,%d,ar=%.2f\n”,x,y,z,ar);}}}

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）57編譯預(yù)處理編譯預(yù)處理：是C語言區(qū)別于其它高級語言的一個重要特點。預(yù)處理程序是C語言編譯系統(tǒng)的組成部分，它負(fù)責(zé)分析和處理程序中使用的幾種預(yù)處理語句。預(yù)處理程序?qū)︻A(yù)處理語句的處理是在編譯程序的其它部分處理之前進行的。預(yù)處理語句主要包括如下三種：1.宏定義2.文件包括3.條件編譯(自學(xué))

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）58編譯預(yù)處理——宏定義*宏定義可分為兩種形式:1.不帶參的宏定義，形式為：

#define宏名字符串作用：是用一個指定的宏名(標(biāo)識符)來代替一個字符串。例如：#defimeN10

在編譯預(yù)處理時，預(yù)處理程序會把程序中該語句以后的所有N都用字符串“10”來替換。宏名用大寫字母表示，以區(qū)別于變量，宏名后的字符串可以是表達式或語句，并可以進行嵌套定義(引用已定義的宏名)。

59例6_17嵌套宏定義#defineX5/*用X代替5*/#defineYX+1/*用Y代替X+1(嵌套定義)*/#defineZY*X/2/*用Z代替Y*X/2(嵌套定義)*/#include"stdio.h"main(){inta=Y;/*替換為inta=5+1*/printf(“%d,”,Z);/*Z處替換為5+1*5/2*/printf(“%d\n”,--a);}程序的運行結(jié)果為：7,5編譯預(yù)處理——宏定義

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）60編譯預(yù)處理——宏定義2.帶參的宏定義，形式為：

#define

宏名(參數(shù)表)字符串注意：字符串中應(yīng)包含參數(shù)表中指定參數(shù)。

如：#defineCUBE(X)(X)*(X)*(X)…intb=0,a=3;b=CUBE(a);/*替換為b=(a)*(a)*(a)*/使用有參數(shù)的宏時請注意幾點：（1)在實參數(shù)為表達式時，字符串中的參數(shù)是否用括號括起來，將影響替換結(jié)果，如上例改為：#defineCUBE(X)X*X*X…intb=2,a=3;b=CUBE(b+a);/*替換為b=b+a*b+a*b+a,

*/

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）61編譯預(yù)處理——宏定義(2)有參的宏名和()間不能空格,否則有參宏變成無參宏.#defineCUBE(X)(X)*(X)*(X)intb=2,a=3;b=CUBE(a);/*替換為b=(X)(X)*(X)*(X)(a)*/帶參數(shù)的宏與函數(shù)的主要區(qū)別是宏定義不需調(diào)用及返回時的開銷，宏調(diào)用在編譯時進行簡單的字符串替換，宏調(diào)用多，將使編譯時間增加，源程序增長。

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）62文件包含：是指一個源文件可以將另外一個指定的源文件包括進來。其一般形式為：#include<包括文件名>*編譯系統(tǒng)按系統(tǒng)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)目錄搜索包括文件或#include"包括文件路徑名"*編譯系統(tǒng)按指定路徑搜索

*未指定路徑名時，首先在當(dāng)前目錄中搜索

*找不到時再按系統(tǒng)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)目錄搜索包括文件編譯預(yù)處理——文件包括功能是用相應(yīng)文件中的全部內(nèi)容來替換該預(yù)處理語句例如:f1.c源程序

#include“stdio.h”

#include<math.h>#include“file1.c”main(){….}編譯連接后，可執(zhí)行文件代碼f1.exe:stdio.h代碼math.h代碼file1.c代碼f1.c代碼

研究式學(xué)習(xí)—C程序設(shè)計（第五章）63編譯預(yù)處理——文件包含C語言編譯系統(tǒng)中以“.h”為擴展名的文件稱為頭文件，在使用C語言編譯系統(tǒng)提供的庫函數(shù)進行程序設(shè)計時，經(jīng)常需要在源程序中包含相應(yīng)的“頭文件”，如“stdio.h”、“string.h”等。用C語言設(shè)計程序時，通常將全局變量的定義、符號常量的定義、結(jié)構(gòu)類型的定義以及函數(shù)類型說明等語句放在頭文件中。這樣，對于需要該文件的源程序來講，都可以通過#include語句將其包含到程序中。正確使用#include語句，將會減少不必要的重復(fù)工作，提高編程效率。64

6.6.4實戰(zhàn)演練

1.已有以下程序，請完成MIN(a,b)宏定義，求a,b中的最小值。

#include“stdio.h”main(){inta,b;scanf(“%d,%d”,&a,&b)printf(“%d\n”,MIN(a,b));}65

6.6.4實戰(zhàn)演練

2.已有以下宏定義，求半徑為r的圓周長，寫一個程序使用該宏定義，求半徑為2到10的圓周長。#include“stdio.h”#definePI3.1415#defineCIRFER(r)2*PI*(r)

66

6.7綜合設(shè)計（單科成績分析統(tǒng)計程序）

編寫一個單科成績分析統(tǒng)計程序。使其能夠輸入N個同學(xué)的成績；能求平均分，最高分，最低分；能求各分?jǐn)?shù)段人數(shù)及求及格率；能對成績降序排列；并要求程序應(yīng)有友好的界面，可點菜完成各功能。6.7.1分析與設(shè)計1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計需要存入有N個元素的一維數(shù)組中，因為有多個函數(shù)都要對該數(shù)組操作，可將數(shù)組定義為全局變量，這樣可減少函數(shù)間的參數(shù)傳遞。定義如下：#defineN10intscore[N];2.總體設(shè)計劃分成5個函數(shù)實現(xiàn)，input()實現(xiàn)N個數(shù)據(jù)的輸入；avmaxmin()實現(xiàn)求N個同學(xué)的平均分，最高分，最低分；sort()完成N個同學(xué)成績的排序；count()完成求各分?jǐn)?shù)段人數(shù)和及格率；main()完成系統(tǒng)集成，可通過點菜方式調(diào)以上函數(shù)。67

6.7綜合設(shè)計（單科成績分析統(tǒng)計程序）

3.各函數(shù)設(shè)計input()函數(shù)實現(xiàn)N個數(shù)據(jù)的輸入,只需在該函數(shù)中完成N次scanf()函數(shù)的輸入即可，由于score[N]數(shù)組定義為全局的，因此，各函數(shù)可直接對其操作，函數(shù)可設(shè)計為無參數(shù)的，函數(shù)定義如下：input(){inti;for(i=0;i<N;i++)scanf(“%d”,&score[i]);}count()函數(shù)完成求各分?jǐn)?shù)段人數(shù)和及格率，在該函數(shù)內(nèi)應(yīng)定義10個變量求10個分?jǐn)?shù)段，也可定義一個有10個元素的數(shù)組來存放，這樣程序更簡練，因為可以：68

6.7綜合設(shè)計（單科成績分析統(tǒng)計程序）

分?jǐn)?shù)是0—9時，cn[0]++；分?jǐn)?shù)是10—19時cn[1]++；…分