二課件new第五章函數(shù)

第五章函數(shù)5.1函數(shù)概述解決實(shí)際問題的程序，大多數(shù)是規(guī)模很大的，開發(fā)和維護(hù)難度比較大開發(fā)和維護(hù)大型程序最好的辦法是用較小的程序塊建立程序，即模塊化C語言的程序模塊稱為函數(shù)函數(shù)使用是通過函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)的5.2標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫-ANSIC標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)是系統(tǒng)提供的大量已經(jīng)編寫好的標(biāo)準(zhǔn)、高效率的程序，程序設(shè)計(jì)人員可以直接調(diào)用而不用自己編寫，如printf、scanf、sqrt等等C語言學(xué)習(xí)，除了學(xué)習(xí)語言本身，還需要學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫中的大量函數(shù)的使用，這樣可以有效提高程序開發(fā)效率5.3程序員自定義函數(shù)概述標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)雖然很多，但是不能夠解決大部分問題大程序的模塊化開發(fā)使開發(fā)便于管理提高代碼的可重用性，把現(xiàn)有的函數(shù)作為新程序的程序塊避免使用重復(fù)的代碼，把函數(shù)作成自定義函數(shù)包（類似stdio.h），可以通過函數(shù)調(diào)用在程序的多個(gè)地方執(zhí)行該代碼建立能夠完成特定任務(wù)并具有好的命名和定義的函數(shù)，就可以利用這些函數(shù)去建立新的程序，這種技術(shù)被稱為“抽象”完整C語言程序結(jié)構(gòu)C程序源程序文件1源程序文件2源程序文件n

……預(yù)處理命令全局變量聲明函數(shù)1函數(shù)n

……函數(shù)首部函數(shù)體局部變量聲明執(zhí)行語句5.4自定義函數(shù)例5.1#include"stdio.h"intsquare(intx);//自定義函數(shù)原型聲明

main(){intx;for(x=1;x<=10;x++)printf("%d",square(x));printf("\n");return0;}//函數(shù)定義intsquare(inty){returny*y;}函數(shù)調(diào)用X的值拷貝到y(tǒng)中例5.1詳細(xì)說明#include"stdio.h"intsquare(int);main(){intx;for(x=1;x<=10;x++)printf("%d",square(x));printf("\n");return0;}//函數(shù)定義intsquare(inty){returny*y;}代碼行中

intsquare(int);表示函數(shù)原型說明，分號(hào)不能省略其中圓括號(hào)中的int表示函數(shù)要輸入一個(gè)整形的數(shù)值函數(shù)名左邊的int說明函數(shù)square向調(diào)用它的函數(shù)返回一個(gè)整數(shù)結(jié)果編譯器用函數(shù)原型檢查對函數(shù)是否包含了正確的返回類型、參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)類型及參數(shù)順序例5.1詳細(xì)說明#include"stdio.h"intsquare(intx);main(){intx;for(x=1;x<=10;x++)printf("%d",square(x));printf("\n");return0;}//函數(shù)定義intsquare(inty){returny*y;}代碼中：intsquare(inty){returny*y;}是函數(shù)定義（可理解為具體函數(shù)的設(shè)計(jì)）其中：intsquare(inty)是函數(shù)的頭部，與函數(shù)原型一致，并且要給出具體參數(shù)名稱，后面不能加分號(hào)花括號(hào)內(nèi)的代碼是函數(shù)體，是函數(shù)詳細(xì)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)return語句將表達(dá)式結(jié)果返回給主調(diào)函數(shù)例5.1詳細(xì)說明#include"stdio.h"intsquare(intx);main(){intx;for(x=1;x<=10;x++)printf("%d",square(x));printf("\n");return0;}//函數(shù)定義intsquare(inty){returny*y;}main函數(shù)中“square(x)”是函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用是指對自定義的函數(shù)的使用，其調(diào)用與調(diào)用printf、sqrt的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)一樣。函數(shù)傳遞中，參數(shù)分傳值和傳地址兩種方式，傳地址在后面章節(jié)中介紹，目前使用的都是傳值方式本例中，函數(shù)調(diào)用時(shí)候，將實(shí)參x的值拷貝到形參y中完整函數(shù)聲明與定義語法：//函數(shù)原型返回值類型函數(shù)名(參數(shù)列表);//函數(shù)定義語法：返回值類型函數(shù)名(參數(shù)列表)//函數(shù)頭部

{

聲明變量

語句

}函數(shù)體函數(shù)聲明語法說明//函數(shù)原型聲明返回值類型函數(shù)名(參數(shù)列表);作用：函數(shù)原型告訴編譯器函數(shù)的返回值類型、函數(shù)所需要接受的參數(shù)個(gè)數(shù)、類型和順序，編譯器用函數(shù)原型校驗(yàn)函數(shù)調(diào)用說明返回值類型是返回給調(diào)用者的結(jié)果的數(shù)據(jù)類型，如果不指定，默認(rèn)返回int類型；如果函數(shù)不需要返回值，則為void類型函數(shù)名可以是任何合法標(biāo)識(shí)符，與變量命名規(guī)則同圓括號(hào)中不管有沒有參數(shù)，圓括號(hào)都不能省略參數(shù)列表聲明了在調(diào)用該函數(shù)時(shí)所需接受的參數(shù)及類型，參數(shù)之間用逗號(hào)分隔，每個(gè)參數(shù)都必須單獨(dú)說明數(shù)據(jù)類型，如省略，則默認(rèn)為int類型，如無參數(shù)，則用void表示。分號(hào)不能省略函數(shù)定義語法說明返回值類型函數(shù)名(參數(shù)列表)//函數(shù)頭部

{

聲明變量

語句

}說明在函數(shù)定義時(shí)，在函數(shù)頭部最后的右括號(hào)之后，不能跟分號(hào)，否則會(huì)有語法錯(cuò)誤不能把參數(shù)列表中的參數(shù)再次定義為函數(shù)內(nèi)部的變量（局部變量）函數(shù)原型、函數(shù)頭部、函數(shù)調(diào)用必須具有一致的參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)類型、參數(shù)順序函數(shù)體程序控制權(quán)問題正常情況下，程序的控制權(quán)在main函數(shù)中，當(dāng)函數(shù)調(diào)用其他函數(shù)時(shí)候，就要交出程序控制權(quán)，調(diào)用結(jié)束后收回控制權(quán)。把程序控制權(quán)從函數(shù)返回到主調(diào)函數(shù)的函數(shù)調(diào)用點(diǎn)有三種方法用于帶返回值的函數(shù)設(shè)計(jì)

return表達(dá)式;

把表達(dá)式返回給調(diào)用者，并交回控制權(quán)，用于不帶返回值的函數(shù)設(shè)計(jì)

return;

函數(shù)結(jié)束的右花括號(hào)：}

遇到上述兩項(xiàng)中的任何一項(xiàng)，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束，交回控制權(quán)程序控制權(quán)問題（一）如下例帶返回值函數(shù)的控制過程#include"stdio.h"intsquare(intx);//自定義函數(shù)原型聲明

main(){intx;for(x=1;x<=10;x++)printf("%d",square(x));printf("\n");return0;}

//函數(shù)定義intsquare(inty){intr;r=y*y;returnr;}調(diào)用函數(shù)，控制轉(zhuǎn)移，傳遞參數(shù)值，y=x函數(shù)執(zhí)行完，返回主調(diào)函數(shù)，交回控制權(quán)，如有返回值，則返回結(jié)果帶返回值函數(shù)的設(shè)計(jì)是最常見的函數(shù)形式，一般用來得到一個(gè)結(jié)果如：

intsquare(intx);//原型

intsquare(intx)//定義

{

intr;

r=x*x;returnr;

}

其中，函數(shù)的返回值是由return語句實(shí)現(xiàn)的，該語句的作用是，結(jié)束程序并返回結(jié)果（如果后面跟了表達(dá)式），交回控制權(quán)帶返回值函數(shù)的設(shè)計(jì)例5.2：設(shè)計(jì)一max函數(shù)，計(jì)算返回三個(gè)整數(shù)中的最大值，三個(gè)整數(shù)用scanf函數(shù)輸入1.分析

三個(gè)數(shù)求最大值，可以兩兩比較，第一個(gè)和第二個(gè)比較求得最大值，最大值載和第三個(gè)數(shù)比較，求得最大值即為三個(gè)數(shù)的最大值，其中包括兩次兩個(gè)數(shù)的比較求最大值問題，因此可以將兩個(gè)數(shù)求最大值設(shè)計(jì)為函數(shù)實(shí)現(xiàn)，重復(fù)調(diào)用帶返回值函數(shù)的設(shè)計(jì)例5.3：求6～100中所有素?cái)?shù)，要求設(shè)計(jì)一個(gè)判斷是否是素?cái)?shù)的函數(shù)例5.4：求1～1000中所有水仙花數(shù)，要求設(shè)計(jì)一個(gè)判斷是否是水仙花數(shù)的函數(shù)。153=13+53+33，153就是水仙花數(shù)不帶返回值的函數(shù)設(shè)計(jì)例5.5要求設(shè)計(jì)一個(gè)可以輸出n個(gè)連續(xù)星號(hào)的函數(shù)如下例不帶返回值函數(shù)的控制過程程序控制權(quán)問題（二）

不帶返回值的函數(shù)設(shè)計(jì)一般用來描述做一件事情，無返回結(jié)果

如：

voidstar(intn);//原型聲明

voidstar(intn)//定義

{ inti; for(i=1;i<=n;i++) printf("*");}

用函數(shù)最后的右花括號(hào)結(jié)束程序，并交回控制器不帶返回值的函數(shù)設(shè)計(jì)例：屏幕上輸出如下圖形要求設(shè)計(jì)一個(gè)可以輸出n個(gè)連續(xù)星號(hào)的函數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)可以輸出n個(gè)連續(xù)空格的函數(shù)總結(jié)：自定義函數(shù)的基本過程函數(shù)原型聲明定義函數(shù)(實(shí)現(xiàn)函數(shù)的功能，函數(shù)首部中的參數(shù)稱為形式參數(shù)，簡稱形參)調(diào)用函數(shù)(調(diào)用中出現(xiàn)的參數(shù)叫做實(shí)際參數(shù)，省略類型)調(diào)用函數(shù)的三個(gè)步驟：參數(shù)類型匹配為形參開辟空間實(shí)參向形參傳值：自左向右、按位置傳值、賦值操作：形參=實(shí)參；隨機(jī)函數(shù)rand——stdlib.h隨機(jī)函數(shù)rand經(jīng)常在模擬與游戲中用到如語句：i=rand();

函數(shù)rand產(chǎn)生一個(gè)0～RAND_MAX（一般為32767）之間的隨機(jī)整數(shù)rand()%6產(chǎn)生0～5的隨機(jī)整數(shù)

rand()%6+1產(chǎn)生1～6的隨機(jī)值srand(int隨機(jī)種子);用來初始化隨機(jī)過程和隨機(jī)種子。srand((unsigned)time(0));擲骰子游戲例：擲20次骰子，并輸出每次的點(diǎn)數(shù)，要求每行輸出五個(gè)結(jié)果分析：

20次投擲可以用固定次數(shù)的循環(huán)，骰子的點(diǎn)數(shù)可以由rand()%6+1產(chǎn)生#include"stdio.h"#include“stdlib.h“//rand()的頭文件main(){inti;srand((unsigned)time(0));//初始化隨機(jī)種子for(i=1;i<=20;i++){printf("%6d",rand()%6+1);if(i%5==0)//每5個(gè)輸出一次換行

putchar('\n');}}如何確定函數(shù)需不需要返回值帶返回值的函數(shù)通常表示在完成某個(gè)功能的同時(shí)，要得到一個(gè)具體的結(jié)果，其作用等價(jià)于一個(gè)數(shù)據(jù)函數(shù)調(diào)用通常用在賦值語句或者當(dāng)作其他函數(shù)的參數(shù)，如sqrt函數(shù),a=sqrt(4);a=sin(sqrt(4));

不帶返回值的函數(shù)通常表示只需要完成某個(gè)事情（功能）即可，不需要得到任何反饋信息函數(shù)調(diào)用通常單獨(dú)使用調(diào)用語句，如printf函數(shù)5.5函數(shù)的參數(shù)形式參數(shù)，簡稱形參

是定義函數(shù)時(shí)，在參數(shù)列表中給出的變量，該參數(shù)名稱可以使用任何有效標(biāo)識(shí)符形式參數(shù)的作用，定義函數(shù)從外界獲得必要信息的信息類型、數(shù)量、順序形參有兩種傳遞參數(shù)的方式：值傳遞（傳值）地址傳遞（傳地址，涉及指針，到下學(xué)期介紹）實(shí)際參數(shù)，簡稱實(shí)參

是函數(shù)調(diào)用時(shí)，根據(jù)函數(shù)定義所提供的與形參對應(yīng)的實(shí)際的值實(shí)際參數(shù)的作用，提供調(diào)用函數(shù)所需要的實(shí)際的信息值如何設(shè)計(jì)參數(shù)函數(shù)定義時(shí)，如何確定參數(shù)？通常情況下，把解決問題中遇到的不確定信息，或者需要外界提供的信息，可以設(shè)置為形式參數(shù)，由調(diào)用者在調(diào)用函數(shù)時(shí)具體給出如上例中的問題例：屏幕上輸出如下圖形要求設(shè)計(jì)一個(gè)可以輸出n個(gè)連續(xù)星號(hào)的函數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)可以輸出n個(gè)連續(xù)空格的函數(shù)#include”stdio.h”voidpntstar1(void);voidpntstar2(void);voidpntstar3(void);……main(){pntstar1();pntstar2();pntstar3();}voidpntstar1(void){Printf(“*\n”);}voidpntstar2(void){Printf(“**\n”);}voidpntstar3(void){Printf(“***\n”);}voidpntstar3(void){inti;for(i=1;i<=3;i++)printf(“*”);printf(“\n”);}voidpntstar2(void){inti;for(i=1;i<=2;i++)printf(“*”);printf(“\n”);}voidpntstar(intn){inti;for(i=1;i<=n;i++)printf(“*”);printf(“\n”);}抽象voidpntstar(intn){inti;for(i=1;i<=n;i++)printf(“*”);//星號(hào)

printf(“\n”);}voidpntstar(intn){inti;for(i=1;i<=n;i++)printf(“

”);//空格

printf(“\n”);}再次抽象voidpntstar(intn,charch){inti;for(i=1;i<=n;i++)printf(“%c”,ch);//任何符號(hào)

printf(“\n”);}#include”stdio.h”voidpntstar1(int,char);main(){inti,m;scanf(“%d”,&m);for(i=1;i<=m;i++){pntstar(m-i,’‘);

pntstar(i,’*’);putchar(‘\n’);}}voidpntstar(intn,charch){inti;for(i=1;i<=n;i++)printf(“%c”,ch);}5.6數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)函數(shù)的參數(shù)傳遞方式值傳遞（單向，由實(shí)參傳遞到形參）地址傳遞（雙向，相互傳遞）數(shù)組作為參數(shù)是以地址方式傳遞的語法：聲明原型intswap(int[]);定義intswap(inta[])值傳遞方式：#include"stdio.h"voidswap(inta,intb);main(){intx=2,y=4;printf("beforeswap:x=%d,y=%d\n",x,y);swap(x,y);printf("afterswap:x=%d,y=%d\n",x,y);}voidswap(inta,intb){ intt;t=a;a=b;b=t;}地址傳遞#include"stdio.h"voidswap(inta[]);main(){intx[2]={2,4};printf("beforeswap:x=%d,y=%d\n",x[0],x[1]);swap(x);printf("beforeswap:x=%d,y=%d\n",x[0],x[1]);}voidswap(inta[]){ intt;t=a[0];a[0]=a[1];a[1]=t;}5.7變量作用域局部變量在函數(shù)內(nèi)部定義變量，包括main函數(shù)局部變量只在定義他的函數(shù)內(nèi)部有效，不能被其他函數(shù)使用，函數(shù)執(zhí)行時(shí)候臨時(shí)產(chǎn)生，函數(shù)執(zhí)行完，自動(dòng)消失，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)也自動(dòng)消失，其生命周期是函數(shù)運(yùn)行的整個(gè)過程全局變量在函數(shù)外部定義的變量，一般放在#include之后全局變量能被所有函數(shù)使用，具有共享性，可以用于函數(shù)之間信息傳遞，在程序運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生，程序結(jié)束運(yùn)行時(shí)消失，保持?jǐn)?shù)據(jù)在整個(gè)程序運(yùn)行中全程有效，其生命周期是程序運(yùn)行整個(gè)過程局部變量、全局變量簡單用法#include”stdio.h”intfun1(int);main(){intm,j=1;m=fun1(j);printf(“%d\n”,m)}intfun1(inty){intr,k=2;r=y+k;returnr;}#include”stdio.h”intfun1(int);intj=1,k=2;main(){intm;m=fun1(j);printf(“%d\n”,m)}intfun1(inty){intr;r=y+k;returnr;}形參和實(shí)參同名情況

形參可當(dāng)局部變量#include”stdio.h”intfun1(int);intj=1,k=2;main(){intm,j=5;m=fun1(j);printf(“%d\n”,m)}intfun1(intj){intr;r=j+k;returnr;}#include”stdio.h”intfun1(int);main(){intm,j=1;m=fun1(j);

printf(“%d\n”,m)}intfun1(inty){intr,k=2;r=y+k;returnr;}全局變量與局部變量同名情況#include”stdio.h”intfun1(int);intj=1,k=2;main(){intm;m=fun1(j);printf(“%d\n”,m)}intfun1(inty){intr;r=y+k;returnr;}#include”stdio.h”intfun1(int);intj=1,k=2;main(){intm,j=10;m=fun1(j);printf(“%d\n”,m)}intfun1(inty){intr,k=5;r=y+k;returnr;}利用全局變量共享或者傳遞數(shù)據(jù)#include”stdio.h”intfun1(int);intj=1,k=2;main(){intm,j=10;m=fun1(j);printf(“%d\n”,m)}intfun1(inty){intr,k=5;r=y+k;returnr;}#include”stdio.h”viodfun1(int);intj=1,k=2,m;main(){intj=10;fun1(j);printf(“%d\n”,m)}voidfun1(inty){intr,k=5;m=y+k;}靜態(tài)變量一種特殊的局部變量語法:staticinti;與普通局部變量區(qū)別：普通局部變量在程序運(yùn)行結(jié)束后消失，靜態(tài)變量則存在于整個(gè)程序的運(yùn)行過程，生命周期同全局變量與全局變量區(qū)別：全局變量能被所有函數(shù)訪問，而靜態(tài)變量只能在定義他的函數(shù)中使用，作用域有限普通局部變量、靜態(tài)變量、全局變量區(qū)別#include”stdio.h”intfun1(void);main(){intj;for(j=1;j<=5;j++)m=fun1();printf(“%d\n”,m)}intfun1(void){

inti=0;

i++;returni;}#include”stdio.h”intfun1(void);main(){intj;for(j=1;j<=5;j++)m=fun1();printf(“%d\n”,m)}intfun1(void){

statici=0;i++;returni;}#include”stdio.h”intfun1(void);inti=0;main(){intj;for(j=1;j<=5;j++)m=fun1();printf(“%d\n”,m)}intfun1(void){i++;returni;}普通局部變量靜態(tài)變量全局變量5.8遞歸函數(shù)遞歸概念

函數(shù)直接或者間接調(diào)用自己本身，叫做遞歸遞歸是對自身的重復(fù)調(diào)用，具有循環(huán)的類似的功能例如n!定義

n!=1(n=0或者n=1)

n!=n*(n-1)!(n>1)遞歸程序舉例

#include”stdio.h”intfact(int);main(){intj=3;m=fact(j);printf(“%d\n”,m)}intfact(intn){intr;if(n==0)r=1;elser=fact(n-1)*n;returnr;}遞歸程序的執(zhí)行過程

#include”stdio.h”intfact(int);main(){intj=3;m=fact(j);printf(“%d\n”,m)}intfact(intn){intr;if(n==0)r=1;elser=n*fact(n-1);returnr;}n=j=3intfact(intn1){intr1;if(n1==0)r1=1;elser1=n1*fact(n1-1);returnr1;}n1=n-1=2intfact(intn2){intr;if(n2==0)r2=1;elser2=n2*fact(n2-1);returnr2;}n2=n1-1=1intfact(intn3){intr3;if(n3==0)

r3=1;elser3=n3*fact(n3-1);returnr3;}n3=n2-1=01r3=11r2=1r1=2*1r=3*2*12*1#include”stdio.h”intfact(int);main(){intj=3;m=fact(j);printf(“%d\n”,m);}intfact(intn){intr;if(n==0)r=1;elser=fact(n-1)*n;returnr;}#include”stdio.h”intfact(int);main(){intj=3;m=fact(j);printf(“%d\n