第5章 函數(shù)與編譯預(yù)處理

第5章

函數(shù)與編譯預(yù)處理學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握函數(shù)的概念、定義和調(diào)用方法。理解遞歸的概念，并能運(yùn)用遞歸的方法解決一些實(shí)際問(wèn)題。理解變量的作用域與生存期的概念，能夠理解全局變量、局部變量、靜態(tài)變量的概念和用法。

理解編譯預(yù)處理的概念。了解宏定義、文件包含和條件編譯的概念，掌握它們的格式和使用方法。5.1函數(shù)的定義與調(diào)用人們?cè)谇蠼庖粋€(gè)復(fù)雜的問(wèn)題的時(shí)候，通常采用逐步分解、分而治之的方法。也就是把一個(gè)大問(wèn)題分解為幾個(gè)比較容易求解的小問(wèn)題，然后分別求解。程序員在設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用程序時(shí)，往往也是把整個(gè)程序劃分為若干個(gè)功能較為單一的程序模塊，然后分別予以實(shí)現(xiàn)，最后再把所有的程序模塊象搭積木一樣搭起來(lái)，這種在程序設(shè)計(jì)中分而治之的策略，被稱為模塊化程序設(shè)計(jì)方法。在C++中，這些模塊就是一個(gè)個(gè)的函數(shù)。

5.1函數(shù)的定義與調(diào)用函數(shù)的本質(zhì)有兩點(diǎn)：函數(shù)由能完成特定任務(wù)的獨(dú)立程序代碼塊組成，如有必要，也可調(diào)用其它函數(shù)，來(lái)產(chǎn)生最終的輸出。函數(shù)內(nèi)部工作對(duì)程序的其余部分是不可見(jiàn)的。C/C++是由函數(shù)構(gòu)成的，函數(shù)是C/C++的基本模塊。5.1函數(shù)的定義與調(diào)用一個(gè)程序必須有且只有一個(gè)主函數(shù)（main()函數(shù)），和若干個(gè)其它函數(shù)。C/C++從main()函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行，由主函數(shù)調(diào)用其它函數(shù)，其它函數(shù)之間也可以互相調(diào)用。

main()fun2()fun1()fun3()fun1_1()fun2_1()fun2_2()圖函數(shù)調(diào)用層次關(guān)系5.1函數(shù)的定義與調(diào)用庫(kù)函數(shù)

C/C++系統(tǒng)以提供的函數(shù)，提供了豐富的功能。多少隨系統(tǒng)而定，有一部分對(duì)所有的C/C++系統(tǒng)都有，格式也相同，稱為標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，還有一部分與系統(tǒng)有關(guān)。使用說(shuō)明:A）資料B）聯(lián)機(jī)幫助用戶自定義函數(shù)用戶根據(jù)所需解決的問(wèn)題而編寫(xiě)函數(shù)定義是編寫(xiě)的一段代碼（并不執(zhí)行）函數(shù)定義后就可使用它。稱為函數(shù)調(diào)用5.1函數(shù)的定義與調(diào)用函數(shù)定義的一般形式：返回類型函數(shù)名（參數(shù)表列）{

語(yǔ)句系列

return合適類型數(shù)值}說(shuō)明：函數(shù)返回值指函數(shù)返回的值的類型，也有稱為：函數(shù)類型函數(shù)返回值如果是void，意為無(wú)值返回函數(shù)返回值說(shuō)明若沒(méi)有，指函數(shù)返回整型數(shù)。也就是：若函數(shù)返回整型類型的數(shù)據(jù)，可省略函數(shù)返回值說(shuō)明，否則不能省若參數(shù)表空，稱為無(wú)參函數(shù)，否則稱為有參函數(shù)。無(wú)參函數(shù)參數(shù)表可寫(xiě)成（void)或?qū)懗桑ǎ?.1函數(shù)的定義與調(diào)用***********

Howdoyoudo!***********要求顯示器輸出：#include<iostream.h>#defineNUM11voidmain(){

inti;for(i=0;i<NUM;i++)

cout<<‘*’;

cout<<endl;

cout<<“Howdoyoudo!”<<endl;for(i=0;i<NUM;i++)

cout<<‘*’;

cout<<endl;}#include<iostream.h>#defineNUM11voidprint(){inti;for(i=0;i<NUM;i++)

cout<<‘*’;

cout<<endl;}

voidmain(){print();cout<<“Howdoyoudo!”<<endl;print();}在出現(xiàn)函數(shù)調(diào)用時(shí)，程序控制轉(zhuǎn)到函數(shù)，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，回到調(diào)用點(diǎn)（主函數(shù)），繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)語(yǔ)句。函數(shù)調(diào)用函數(shù)定義5.2.1形參、實(shí)參和函數(shù)的返回值#include<iostream.h>intmax(int

a,intb){

if(a>b)returna;elsereturnb;}voidmain(){

int

a,b,c,t;

cin>>a,b,c;t=max(a,b);t=max(t,c);

cout<<t<<endl;

cout<<max(a,b+10)<<end;}函數(shù)定義，a,b稱為函數(shù)的形式參數(shù)，一般稱為形參,每個(gè)形參前有形參的類型說(shuō)明（不能寫(xiě)成inta,b),形參之間用逗號(hào)隔開(kāi)；return格式為：return<表達(dá)式>或return，功能是立即結(jié)束函數(shù)，返回。若有表達(dá)式，先計(jì)算表達(dá)式，然后帶值返回函數(shù)調(diào)用：（1）計(jì)算表達(dá)式值（該值稱為實(shí)參）（2）轉(zhuǎn)到函數(shù)首先值傳遞給對(duì)應(yīng)的形參，然后開(kāi)始執(zhí)行函數(shù)體若從鍵盤(pán)輸入：9423<Enter>輸出是：？注意：形參與值參數(shù)原則上個(gè)數(shù)、類型應(yīng)該相一致（特殊情況除外）調(diào)用power(4.6,3)函數(shù)power(4.6,3)return97.336

主程序后續(xù)語(yǔ)句n=3x=4.6c=‘a(chǎn)’【例】

說(shuō)明實(shí)參和形參對(duì)應(yīng)關(guān)系的示例。#include<iostream.h>#include<math.h>floatpower(floatx,intn){//求x的n次冪floatpow=1;while(n--)pow*=x;returnpow;}voidmain(){intn=3;floatx=4.6;charc='a';cout<<"power("<<x<<','<<n<<")="<<power(x,n)<<endl;cout<<"power("<<c<<','<<n<<")="<<power(c,n)<<endl;cout<<"power("<<n<<','<<x<<")="<<power(n,x)<<endl;}調(diào)用power('a',3)函數(shù)power('a',3)return912673

主程序后續(xù)語(yǔ)句n=3x=4.6c=‘a(chǎn)’【例】

說(shuō)明實(shí)參和形參對(duì)應(yīng)關(guān)系的示例。#include<iostream.h>#include<math.h>floatpower(floatx,intn){//求x的n次冪floatpow=1;while(n--)pow*=x;returnpow;}voidmain(){intn=3;floatx=4.6;charc='a';cout<<"power("<<x<<','<<n<<")="<<power(x,n)<<endl;cout<<"power("<<c<<','<<n<<")="<<power(c,n)<<endl;cout<<"power("<<n<<','<<x<<")="<<power(n,x)<<endl;}調(diào)用power(3,4.6)函數(shù)power(3,4.6)return81主程序后續(xù)語(yǔ)句n=3x=4.6c=‘a(chǎn)’【例】

說(shuō)明實(shí)參和形參對(duì)應(yīng)關(guān)系的示例。#include<iostream.h>#include<math.h>floatpower(floatx,intn){//求x的n次冪floatpow=1;while(n--)pow*=x;returnpow;}voidmain(){intn=3;floatx=4.6;charc='a';cout<<"power("<<x<<','<<n<<")="<<power(x,n)<<endl;cout<<"power("<<c<<','<<n<<")="<<power(c,n)<<endl;cout<<"power("<<n<<','<<x<<")="<<power(n,x)<<endl;}5.2.2函數(shù)的原型說(shuō)明#include<iostream.h>voidmain(){inta,b,t;cin>>a>>b;print(a,b);t=max(a,b);cout<<t<<endl;}voidprint(int

a,intb){

for(i=0;i<max(a,b);i++)

cout<<‘*’;

cout<<endl;}max(int

x,inty){return(x>y)?x:y;}voidprint(int,int);int

max(int,int);intmax(int,int);intmax(int,int)voidprint(int,int);函數(shù)原型，函數(shù)若還沒(méi)有定義，就先使用，就需要給出函數(shù)原型，此時(shí)只要提供函數(shù)返回值類型，函數(shù)名，形參類型即可。5.2.3函數(shù)的值調(diào)用在C/C++中，函數(shù)的參數(shù)傳遞都是值傳遞#include<iostream.h>voidchange(int

x,inty){

int

tmp;

tmp=y;y=x;x=tmp;

cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl;}voidmain(){intx=3,y=4;

cout<<"x="<<x<<"x="<<y<<endl;change(x,y);

cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl;}5.2.3函數(shù)的值調(diào)用5.2.3函數(shù)的值調(diào)用在每次調(diào)用一個(gè)函數(shù)事件，系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)棧架（棧：插入刪除只允許在一端進(jìn)行的一種表），將函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后的位置記下，然后依此計(jì)算實(shí)參表達(dá)式并將結(jié)果放在棧架中，函數(shù)內(nèi)說(shuō)明的變量也在棧架中得到空間，函數(shù)在執(zhí)行相應(yīng)的代碼時(shí)，在棧架中取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或變量。函數(shù)結(jié)束后，從棧架中取到返回的位置，并退去本函數(shù)此次的棧架。voidfun1(int,int);voidfun2(float);voidmain(){

intx=1;y=2;

fun1(x,y);}voidfun1(inta,intb){floatx=3;

fun2(x);}voidfun2(floaty){

intx;…}x棧頂棧底y3fun2()fun1()運(yùn)行狀態(tài)及返回地址x3b2a1fun1()main()運(yùn)行狀態(tài)及返回地址y2x1main()操作系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及返回地址#include<iostream.h>voidchange(int

x,inty){

int

tmp;

tmp=y;y=x;x=tmp;

cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl;}voidmain(){intx=3,y=4;

cout<<"x="<<x<<"x="<<y<<endl;change(x,y);

cout<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl;}main的返回地址3(x)4(y)main棧架change的返回地址3(x)4(y)子程序棧架tmpchange的返回地址3(x)4(y)子程序棧架4(tmp)change的返回地址3(x)3(y)子程序棧架4(tmp)change的返回地址4(x)3(y)子程序棧架4(tmp)5.2.3函數(shù)的值調(diào)用計(jì)算實(shí)際參數(shù)表中各表達(dá)式將表達(dá)式的值依此賦給各形式參數(shù)執(zhí)行函數(shù)體當(dāng)遇到return語(yǔ)句時(shí)，將控制返回到調(diào)用函數(shù)；當(dāng)return語(yǔ)句中包含有表達(dá)式時(shí)，則計(jì)算表達(dá)式返回值當(dāng)無(wú)return語(yǔ)句時(shí)，則執(zhí)行到函數(shù)體末后返回調(diào)用函數(shù)參數(shù)以傳值方式調(diào)用5.3函數(shù)的嵌套與遞歸調(diào)用C語(yǔ)言中，所有函數(shù)都是平行獨(dú)立的，無(wú)主次、相互包含之分。函數(shù)可以嵌套調(diào)用，不可嵌套定義。函數(shù)的遞歸調(diào)用：若在函數(shù)定義時(shí)，調(diào)用了自己，稱遞歸調(diào)用5.3函數(shù)的嵌套與遞歸調(diào)用n!=1n=1(n-1)!*nn>1unsignedlongfac(unsignedlongn){if(n==1)return1;elsereturnn*fac(n-1);}#include<iostream.h>voidmain(){unsignedlongn;

cin>>n;

cout<<fac(n)<<endl;}5.3函數(shù)的嵌套與遞歸調(diào)用遞歸是一種編程技術(shù)，并不是用于計(jì)算階乘的。用非遞歸的方法計(jì)算階乘效率更高，我們用遞歸來(lái)計(jì)算階乘，是因?yàn)樗倪f歸調(diào)用易于實(shí)現(xiàn)和理解。

5.3函數(shù)的嵌套與遞歸調(diào)用注意：編寫(xiě)遞歸的函數(shù)時(shí)，一定注意要有遞歸調(diào)用終止的條件，且每調(diào)用一次就向調(diào)用終止更靠近一步。這可確保遞歸調(diào)用能夠正常結(jié)束，而不至于導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)存耗盡而崩潰。遞歸函數(shù)總比功能相同的非遞歸函數(shù)慢，因?yàn)槊看握{(diào)用函數(shù)時(shí)都有調(diào)用開(kāi)銷。任何用遞歸編寫(xiě)的函數(shù)都可使用循環(huán)結(jié)構(gòu)代替，以消除遞歸。Hanoi塔hanoi(n,a,b,c)//n個(gè)盤(pán)a從移到c，允許利用的中間桿是b{hanoi(n-1,a,c,b);ac;//cout<<a<<“->”<<c<<endl;hanoi(n-1,b,a,c);}當(dāng)只有一個(gè)盤(pán)時(shí)，上述不成立。應(yīng)直接從a移到c

ABC#include<iostream.h>voidhanoi(intn,chara,charb,charc){if(n==1)cout<<a<<"->"<<c<<endl;else{hanoi(n-1,a,c,b);

cout<<a<<"->"<<c<<endl;hanoi(n-1,b,a,c);}}voidmain(){intn;

cin>>n;

hanoi(n,'A','B','C');}Hanoi塔

ABC#include<iostream.h>voidhanoi(intn,chara,charb,charc){if(n==1)cout<<a<<"->"<<c<<endl;else{hanoi(n-1,a,c,b);

cout<<a<<"->"<<c<<endl;hanoi(n-1,b,a,c);}}hanoi(3,'A','B','C');voidhanoi(3,'A','B','C'){if(n==1)cout<<a<<"->"<<c<<endl;else{hanoi(n-1,a,c,b);

cout<<a<<"->"<<c<<endl;hanoi(n-1,b,a,c);}}voidhanoi(3,'A','B','C'){hanoi(2,'A','C','B');A搬到C；

hanoi(2,'B','A','C');}Hanoi塔

ABChanoi(3,’A’,’B’,’C’){hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}A搬到CHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}A搬到CHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}

hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}A搬到CHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);

A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);

A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);

A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}C搬到BHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);

A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}C搬到BHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);

A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}C搬到BHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘A’,’C’,’B’){

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);

A搬到B；

hanoi(1,‘C’,‘A’,‘B’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}B搬到AHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}B搬到AHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}B搬到AHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}Hanoi塔

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hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);

B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);

B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);

B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);

B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}A搬到CHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);

B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}A搬到CHanoi塔

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hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);

B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}A搬到CHanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);

B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}hanoi(2,‘B’,’A’,’C’){

hanoi(1,‘B’,‘C’,‘A’);

B搬到C；

hanoi(1,‘A’,‘B’,‘C’);}Hanoi塔

ABChanoi(3,‘A’,’B’,’C’){

hanoi(2,‘A’,‘C’,‘B’);

A搬到C；

hanoi(2,‘B’,‘A’,‘C’);}5.4作用域和存儲(chǔ)類在C++中，變量有效的范圍（稱為變量的作用域）和被存儲(chǔ)的時(shí)間（稱為變量的存儲(chǔ)期或生存期）都是不同的。如果按變量的作用域來(lái)分類的話，變量可以分為局部變量和全局變量；如果按變量的存儲(chǔ)期來(lái)分類的話，變量可以分為外部變量、靜態(tài)變量、自動(dòng)變量、寄存器變量。

5.4作用域和存儲(chǔ)類在函數(shù)外說(shuō)明的變量，從定義變量的位置開(kāi)始到該程序文件結(jié)束，所有函數(shù)中均可使用，稱為全局變量，全局變量的初值是0在塊作用域內(nèi)可通過(guò)作用域運(yùn)算符“::”來(lái)使用與局部變量同名的全局變量#include<iostream.h>inti=100;//全局變量voidmain(void){

int

i,j=50;//局部變量i=18;

::i=::i+4; j=::i+i;

cout<<"::i="<<::i<<'\n';

cout<<"i="<<i<<'\n';cout<<"j="<<j<<'\n';}文件作用域規(guī)則：打印200調(diào)用func()函數(shù)func()200*2=400打印400n=100n=100*2=200全局變量的例子。#include<iostream.h>intn=100;voidfunc(){ n*=2;}voidmain(){ n*=2;

cout<<n<<endl;

func();

cout<<n<<endl;}5.4作用域和存儲(chǔ)類打印main()中的t=3.5調(diào)用fun()函數(shù)fun()打印fun()中的t=5

打印main()中的t=3.5t=3.5t=5局部變量的例子#include<iostream.h>voidfun(){auto

int

t=5;//fun()中的局部變量，auto可省略cout<<"fun()中的t="<<t<<endl;}voidmain(){float

t=3.5;//main()函數(shù)中的局部變量cout<<"main()中的t="<<t<<endl;fun();cout<<"main()中的t="<<t<<endl;}5.4作用域和存儲(chǔ)類5.4作用域和存儲(chǔ)類標(biāo)識(shí)符只能在說(shuō)明它的分程序內(nèi)有效，在分程序之外是不可見(jiàn)的。每個(gè)分程序可以有各自的命名法，外層分程序說(shuō)明的名字如果在內(nèi)層沒(méi)有重新定義則在內(nèi)層中繼續(xù)有效；一旦內(nèi)層中重新定義，則內(nèi)層使用的是內(nèi)層重新定義了的名字For語(yǔ)句中說(shuō)明的循環(huán)控制變量作用域?yàn)榘琭or語(yǔ)句的那個(gè)內(nèi)層塊塊作用域規(guī)則：全局n=100

200300內(nèi)i=500內(nèi)j=600內(nèi)n=500+600=11001100500600100200+300=500500

500200300外部i=200外部j=300【例】

顯示同名變量可見(jiàn)性。intn=100;#include<iostream.h>voidmain(){inti=200,j=300;cout<<n<<'\t'<<i<<'\t'<<j<<endl;{ //內(nèi)部塊

inti=500,j=600,n;n=i+j;

cout<<n<<'\t'<<i<<'\t'<<j<<endl;//輸出局部變量n

cout<<::n<<endl;//輸出全局變量n}n=i+j; //修改全局變量cout<<n<<'\t'<<i<<'\t'<<j<<endl;}5.4作用域和存儲(chǔ)類在函數(shù)內(nèi)說(shuō)明的函數(shù)原型僅對(duì)本函數(shù)有效在函數(shù)外說(shuō)明的函數(shù)原型對(duì)本文件有效函數(shù)作用域規(guī)則：5.4作用域和存儲(chǔ)類存儲(chǔ)類：規(guī)定了變量的生存期，確定何時(shí)為變量分配內(nèi)存空間及何時(shí)收回該空間變量說(shuō)明:<存儲(chǔ)類型><類型>標(biāo)識(shí)符;存儲(chǔ)類可以是下面四種之一：自動(dòng)的auto

外部的extern

寄存器的register

靜態(tài)的static5.4作用域和存儲(chǔ)類C/C++存儲(chǔ)區(qū)域分配圖堆區(qū)(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù))棧區(qū)（函數(shù)局部數(shù)據(jù)）全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)(全局、靜態(tài))代碼區(qū)（程序代碼）存放應(yīng)用程序的可執(zhí)行代碼存放應(yīng)用程序的全局?jǐn)?shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)，它們的生命期與應(yīng)用程序的生命期一相同，即從應(yīng)用程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)起至停止運(yùn)行時(shí)止。全局?jǐn)?shù)據(jù)與靜態(tài)數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間均是在編譯時(shí)分配的

局部變量存放在棧中，它們的內(nèi)存空間是在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)分配的C++中，對(duì)內(nèi)存用new命令創(chuàng)建用delete命令釋放。

5.4作用域和存儲(chǔ)類自動(dòng)類變量：

auto

按缺省規(guī)則，不加存儲(chǔ)類說(shuō)明的為自動(dòng)的。自動(dòng)變量進(jìn)入分程序分配空間（在棧頂），退出分程序，空間由系統(tǒng)回收(退棧）外部類變量：extern

在函數(shù)外面說(shuō)明的變量稱外部變量。外部變量的空間是固定的（存儲(chǔ)在全局變量區(qū)），在程序運(yùn)行其間一直有效，在程序運(yùn)行完畢后由操作系統(tǒng)回收。若使用的全局變量先使用后定義或不在本文件中定義，需要使用則要在使用前加extern的說(shuō)明。5.4作用域和存儲(chǔ)類寄存器的register變量分配在寄存器中，以加快存儲(chǔ)速度當(dāng)資源限制做不到時(shí)，系統(tǒng)視為auto靜態(tài)的static靜態(tài)變量在退出分程序后仍保留其值，但分程序外不可見(jiàn)。靜態(tài)變量的初始化僅在分配空間時(shí)做一次，若不初始化則系統(tǒng)自動(dòng)置為0.5.4作用域和存儲(chǔ)類局部靜態(tài)變量和局部變量的對(duì)比#include<iostream.h>st(){staticintt=100;//局部靜態(tài)變量

t++;returnt;}at(){

intt=100;//自動(dòng)變量

t++;returnt;}voidmain(){

inti;for(i=0;i<5;i++)cout<<at()<<'\t';

cout<<endl;for(i=0;i<5;i++)cout<<st()<<'\t';

cout<<endl;}i=0t=100123451011011011011015.4作用域和存儲(chǔ)類i=0t=10012101345102103104105局部靜態(tài)變量和局部變量的對(duì)比#include<iostream.h>st(){staticintt=100;//局部靜態(tài)變量

t++;returnt;}at(){

intt=100;//自動(dòng)變量

t++;returnt;}voidmain(){

inti;for(i=0;i<5;i++)cout<<at()<<'\t';

cout<<endl;for(i=0;i<5;i++)cout<<st()<<'\t';

cout<<endl;}5.4作用域和存儲(chǔ)類#include<iostream.h>

int

sum(int);voidmain(){//a=5;

cout<<sum(4)<<endl;

cout<<sum(4)<<endl;}sum(intn){

staticinta=1;a+=n;returna;}static的第二種作用：加在在外部變量或函數(shù)前。目的：則使該變量或函數(shù)僅在本文件內(nèi)有效。輸出是：595.5內(nèi)聯(lián)函數(shù)調(diào)用函數(shù)實(shí)際上將程序執(zhí)行流程轉(zhuǎn)移到被調(diào)函數(shù)中，被調(diào)函數(shù)的程序代碼執(zhí)行完后，再返回到調(diào)用的地方。這種調(diào)用操作要求調(diào)用前保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)并記憶執(zhí)行的地址，返回后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，并按原來(lái)保存的地址繼續(xù)執(zhí)行.內(nèi)聯(lián)函數(shù)是指編譯器將函數(shù)體的代碼插入到函數(shù)調(diào)用處，調(diào)用函數(shù)實(shí)質(zhì)上是順序執(zhí)行直接插入的函數(shù)代碼。

5.5內(nèi)聯(lián)函數(shù)注意：在一個(gè)文件中定義的內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能在另一個(gè)文件中使用。它們通常放在頭文件中共享。內(nèi)聯(lián)函數(shù)應(yīng)該簡(jiǎn)潔，只有幾個(gè)語(yǔ)句，如果語(yǔ)句較多，不適合于定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。內(nèi)聯(lián)函數(shù)體中，不能有循環(huán)語(yǔ)句、if語(yǔ)句或switch語(yǔ)句，否則，函數(shù)定義時(shí)即使有inline關(guān)鍵字，編譯器也會(huì)把該函數(shù)作為非內(nèi)聯(lián)函數(shù)處理。內(nèi)聯(lián)函數(shù)要在函數(shù)被調(diào)用之前聲明。如將內(nèi)聯(lián)函數(shù)放在函數(shù)調(diào)用之后聲明，不能起到預(yù)期的效果。內(nèi)聯(lián)函數(shù)的實(shí)質(zhì)是用空間換時(shí)間。程序中多次調(diào)用同一內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí)，增加了程序本身占用的存儲(chǔ)空間；而內(nèi)聯(lián)函數(shù)僅調(diào)用一次時(shí)，并不增加程序占用的存儲(chǔ)空間。5.5內(nèi)聯(lián)函數(shù)請(qǐng)看如下程序段，讀入一行字符串，逐個(gè)判斷是否為數(shù)字字符：

#include<iostream.h>inline

IsNumber(char

ch){returnch>=′0′&&ch<=′9′?1:0;}voidmain(){charch;

while(cin.get(ch),ch!=′\n′){if(IsNumber(ch))cout<<″是數(shù)字字符″<<endl;elsecout<<″不是數(shù)字字符″<<endl;}}因使用頻度很高，說(shuō)明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。5.6具有缺省參數(shù)值的函數(shù)

在C++中定義函數(shù)時(shí)，允許給參數(shù)指定一個(gè)缺省的值。在調(diào)用函數(shù)時(shí)，若明確給出了這種實(shí)參的值，則使用相應(yīng)實(shí)參的值；若沒(méi)有給出相應(yīng)的實(shí)參，則使用缺省的值（C無(wú)此功能）。#include<iostream.h>floatfact(intn=10){ floatf=1; for(inti=2;i<=n;i++)f*=i; returnf;}voidmain(void){

cout<<fact(5)<<'\n';

cout<<fact()<<'\n';}5.6具有缺省參數(shù)值的函數(shù)注意：必須在函數(shù)調(diào)用前指定缺省參數(shù)的值參數(shù)的缺省值可以是常量表達(dá)式，表達(dá)式中使用的量必須是常量具有缺省值的函數(shù)參數(shù)可有多個(gè)，但缺省參數(shù)必須位于參數(shù)表中的最右邊同一個(gè)具有缺省參數(shù)的函數(shù)，在不同地方調(diào)用時(shí)可使用不同的缺省參數(shù)值輸入長(zhǎng)方體的長(zhǎng)度，寬度和高度，求出長(zhǎng)方體的體積。#include<iostream.h>floatv(float,float=10,float=20); voidmain(void){ floatx,y,z;

cout<<"輸入第一個(gè)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬、高：";

cin>>x>>y>>z;

cout<<"第一個(gè)長(zhǎng)方體的體積為："<<v(x,y,z)<<'\n';

cout<<"輸入第二個(gè)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)和寬：";

cin>>x>>y;

cout<<"第二個(gè)長(zhǎng)方體的體積為："<<v(x,y)<<'\n';

cout<<"輸入第三個(gè)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)度：";

cin>>x;

cout<<"第三個(gè)長(zhǎng)方體的體積為："<<v(x)<<'\n';}floatv(floata,floatb,floatc)

{ returna*b*c;} 例：對(duì)于同一個(gè)函數(shù)，可在不同的作用域內(nèi)作不同的原型說(shuō)明，定義不同的缺省參數(shù)值。floatfact(intn=10)；

...voidbb(void){

floatfact(int=20)；

... x=fact()；

...}floatcc(void){

floatfact(int=30)；

... y=fact()；

...}floatdd(void){ ... z=fact()；

...}floatfact(intn)

{ floatf=1; for(inti=2;i<=n;i++)f*=i; returnf;}參數(shù)的缺省值為20參數(shù)的缺省值為30參數(shù)的缺省值為10函數(shù)的定義函數(shù)的原型說(shuō)明5.7函數(shù)的重載

函數(shù)的重載是指完成不同功能的函數(shù)可以具有相同的函數(shù)名。（C語(yǔ)言無(wú)此功能）調(diào)用重載函數(shù)時(shí)，C++編譯器根據(jù)實(shí)參的類型或?qū)崊⒌膫€(gè)數(shù)來(lái)確定應(yīng)該調(diào)用哪一個(gè)函數(shù)。函數(shù)重載體現(xiàn)了C++語(yǔ)言“同一接口，多種實(shí)現(xiàn)方法”的多態(tài)性機(jī)制。

注意：重載函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)或參數(shù)類型必須有不同僅返回值類型不同時(shí)，不能定義為重載函數(shù)5.7函數(shù)的重載3+5=調(diào)用sum(3,5)函數(shù)sum(3,5)return82.2+5.6=調(diào)用sum(2.2,5.6)函數(shù)doublesum(2.2,5.6)return7.83.5+4+8=調(diào)用sum(3.5,4,8)函數(shù)floatsum(3.5,4,8)return15.5結(jié)束87.815.5#include<iostream.h>sum(int

a,intb){ returna+b;}doublesum(doublea,doubleb){ returna+b;}floatsum(floata,floatb,floatc){ returna+b+c;}voidmain(){

cout<<"3+5="<<sum(3,5) <<endl;

cout<<"2.2+5.6=“ <<sum(2.2,5.6)<<endl;

cout<<"3.5+4+8=“ <<sum(3.5,4,8)<<endl;}5.8編譯預(yù)處理源程序（文本文件）*.CPP目標(biāo)文件（二進(jìn)制文件）*.OBJ可執(zhí)行文件（二進(jìn)制文件）*.EXE庫(kù)文件（各種函數(shù)）編譯連接編譯預(yù)處理

編譯預(yù)處理指令不屬于C++的語(yǔ)法范疇，為了區(qū)分，系統(tǒng)規(guī)定每條編譯預(yù)處理指令用#號(hào)開(kāi)頭，單獨(dú)占用一行。編譯預(yù)處理指令可分為三種：包含文件、宏和條件編譯。5.8.1“包含文件”處理編譯預(yù)處理指令include指示將另一個(gè)源程序文件的全部?jī)?nèi)容包含(插入)到當(dāng)前源程序文件中，替代該include指令行。替代后的結(jié)果寫(xiě)入臨時(shí)文件，當(dāng)前源程序文件并不改變。include指令的格式為：

#include“文件名”或#include<文件名>file1.cppBA#include“file2.cpp"ABfile1.cppfile2.cpp5.8.1“包含文件”處理注意：用雙引號(hào)括起來(lái)的文件名表示要從當(dāng)前工作目錄開(kāi)始查找該文件（通常與源程序文件在同一個(gè)文件目錄中）；若找不到該文件，再到C++編譯器約定的include目錄中查找該文件，若仍找不到則出錯(cuò)。用“<”和“>”括起來(lái)的文件名表示直接從C++編譯器約定的include目錄中查找該文件，若找不到則出錯(cuò)。頭文件的擴(kuò)展名通常為".h"，也可以使用".cpp"。一條include指令只能包含一個(gè)文件。若要包含n個(gè)文件，則要使用n條include指令。包含文件可以嵌套，即在一個(gè)頭文件中又包含其它的頭文件。include指令可出現(xiàn)在源程序中的任何一行位置，但通常放在源程序的開(kāi)頭。5.8.2宏

編譯預(yù)處理指令define用來(lái)定義宏。宏可分為有參數(shù)的宏和無(wú)參數(shù)的宏。

無(wú)參數(shù)的宏用一個(gè)指定的標(biāo)識(shí)符（即名字）來(lái)代表一個(gè)字符串，這個(gè)標(biāo)識(shí)符稱為宏名。編譯預(yù)處理時(shí)，凡是在程序中遇到這個(gè)標(biāo)識(shí)符的地方都用對(duì)應(yīng)的字符串來(lái)代替，這個(gè)過(guò)程稱為“宏擴(kuò)展”。無(wú)參宏的定義格式為：

#define標(biāo)識(shí)符字符串5.8.2宏#definePRICE30voidmain(void){intnum,total;/*定義變量*/num=10;/*變量賦值*/total=num*PRICE;

cout<<"total="<<total<<endl;}編譯前內(nèi)部替代，作為total=num*305.8.2宏注意：宏名通常用大寫(xiě)字母表示；