《C++程序設(shè)計教程與實驗指導(dǎo)》課件第3章 函數(shù)

第3章函數(shù)3.1函數(shù)的遞歸調(diào)用3.2內(nèi)聯(lián)函數(shù)3.3函數(shù)重載3.4帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)3.5變量的存儲類別3.6程序?qū)嵗?.1函數(shù)的遞歸調(diào)用一個函數(shù)在它的函數(shù)體內(nèi)，直接或間接地調(diào)用它自身，稱為遞歸調(diào)用。這種函數(shù)稱為遞歸函數(shù)。

直接或間接調(diào)用函數(shù)自身的情況如圖：

第3章函數(shù)f函數(shù)調(diào)用f函數(shù)f1函數(shù)調(diào)用f2函數(shù)f2函數(shù)調(diào)用f1函數(shù)直接調(diào)用間接調(diào)用這兩種遞歸調(diào)用都是無中止地調(diào)用自身，顯然是不正確的。為了防止遞歸調(diào)用無終止地進(jìn)行，必須在函數(shù)內(nèi)有終止遞歸調(diào)用的手段。例3.1用遞歸的方法求n!分析：計算n!的公式為：1n=1或0y=n*(n-1)!n>1

可以將求n!轉(zhuǎn)化為求(n-1)!，再繼續(xù)轉(zhuǎn)化為求(n-2)!，到1時應(yīng)停止遞歸#include<iostream>usingnamespacestd;longpower(intn);voidmain(){

intn;

longy;

cout<<"inputaintegernumber:";

cin>>n;

y=power(n);

cout<<n<<"!="

<<y<<endl;}第3章函數(shù)longpower(intn){

longf;

if(n>1)

f=n*power(n-1);

else

f=1;

returnf;}例3.1的遞歸過程分析第3章函數(shù)例3.2Hanoi塔問題

有三根針A、B、C，A針上有n個盤子，盤子大小不等，大的在下，小的在上，如圖所示。要求將這n個盤子從A針移到C針，在移動過程中可以借助B針，每次只能移動一個盤子，并且在移動過程中三根針上的盤子都保持大盤在下，小盤在上。分析：將n個盤子從A針移到C針可以分解為以下三個步驟：（1）將A針上的n-1個盤子借助C針移到B針上；（2）將A針上剩下的一個盤子移到C針上；（3）將B針上的n-1個盤子借助A針移到C針上。第3章函數(shù)ABCn-1個盤子的Hanoi問題例3.2Hanoi塔問題源程序#include<iostream>usingnamespacestd;voidMove(charx,

chary);voidHanoi(intn,charone,chartwo,charthree);voidmain(){

intn;

cout<<"請輸入盤子數(shù)：";

cin>>n;

cout<<n<<"個盤子的移動過程為："<<endl;

Hanoi(n,'A','B','C');}//函數(shù)Move()將一個盤子從x針移到y(tǒng)針voidMove(charx,

chary){

cout<<x<<"-->"<<y<<endl;}第3章函數(shù)例3.2Hanoi塔問題源程序（續(xù)）//函數(shù)Hanoi()將n-1個盤子從one針借助two針移到three針voidHanoi(intn,charone,chartwo,charthree){

if(n==1)

Move(one,three);

else

{

Hanoi(n-1,one,three,two);

Move(one,three);

Hanoi(n-1,two,one,three);

}}第3章函數(shù)程序運行結(jié)果：A

CA

BC

BA

CB

AB

CA

C

返回運行演示3.2內(nèi)聯(lián)函數(shù)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)與一般函數(shù)的區(qū)別在于它不是在調(diào)用時發(fā)生控制轉(zhuǎn)移，而是在編譯時將被調(diào)函數(shù)體嵌入到每一個函數(shù)調(diào)用處，節(jié)省了參數(shù)傳遞、控制轉(zhuǎn)移等開銷。對于一些規(guī)模較小、頻繁調(diào)用的函數(shù)可聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，能提高程序運行效率。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義：

inline

類型說明符函數(shù)名（參數(shù)及類型表）{函數(shù)體}

注意：只有簡單的函數(shù)才能成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，如函數(shù)體中不能有循環(huán)語句和switch語句等。內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義必須出現(xiàn)在內(nèi)聯(lián)函數(shù)第一次被調(diào)用之前。第3章函數(shù)例3.3使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)#include<iostream>usingnamespacestd;inlineintAdd(inta,intb){ intx; x=a+b; returnx;}第3章函數(shù)程序運行結(jié)果：10+20=3010+50=6050+50=100

返回voidmain(){ inta,b,c; a=10; b=20; c=Add(a,b); cout<<a<<"+"<<b<<"="<<c<<endl; c=Add(a,50); cout<<a<<"+50"<<"="<<c<<endl; c=Add(50,50); cout<<"50+50"<<"="<<c<<endl;}

3.3函數(shù)重載

在C++中可以定義多個相同名字的函數(shù)，只要它們形參的個數(shù)或類型不完全一致即可，編譯程序根據(jù)實參與形參的類型及個數(shù)自動確定調(diào)用哪一個同名函數(shù)，這就是函數(shù)重載，這些同名函數(shù)稱為重載函數(shù)。

例3.4

定義兩個函數(shù)，分別求兩個整數(shù)及兩個實數(shù)的最大值。分析：在C語言中，要定義題中的函數(shù)，只能使用兩個不同名函數(shù)實現(xiàn)，即定義intmax1(intx,inty)doublemax2(doublex,doubley)

在C++中，可通過定義兩個重載函數(shù)實現(xiàn)，二者同名，如下：

intmax(intx,inty)doublemax(doublex,doubley)第3章函數(shù)例3.5源程序#include<iostream>usingnamespacestd;intmax(intx,inty);doublemax(doublex,doubley);voidmain(){ inta=10,b=20,c; doublex=200.3,y=400.6,z; c=max(a,b); z=max(x,y); cout<<c<<""<<z<<endl;}

第3章函數(shù)程序運行結(jié)果：intfunctionfloatfunction20,400.6

返回intmax(intx,inty){ cout<<"intfunction"<<endl; if(x>y)returnx; else returny;}doublemax(doublex,doubley){ cout<<"floatfunction"<<endl; if(x>y) returnx; else returny;}

3.4帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)3.4.1帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)

在函數(shù)的聲明或定義中可以預(yù)先給出默認(rèn)的形參值，函數(shù)調(diào)用時，按從左到右的次序?qū)崊⒑托螀⒔Y(jié)合，如給出對應(yīng)的實參，則采用實參值，否則采用預(yù)先給出的默認(rèn)形參值。

例3.6使用帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)求x的n次方（n是正整數(shù)）。

第3章函數(shù)#include<iostream>usingnamespacestd;doublepower(doublex=10.0,intn=2);voidmain(){ cout<<power(3,5)<<endl; cout<<power(3)<<endl; cout<<power()<<endl;}

doublepower(doublex,intn){ inti; doubles=1.0; for(i=1;i<=n;i++) s*=x; returns;}

3.4帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)3.4.1帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)（續(xù)）

注意：默認(rèn)形參值必須由右向左的順序定義。如果某個參數(shù)有默認(rèn)值，則其右面的參數(shù)必須都有默認(rèn)值；如果某個參數(shù)沒有默認(rèn)值，則其左面的參數(shù)都不能有默認(rèn)值。例如：

intmax(inta,intb=10,intc=20);//正確intmax(inta,intb=10,intc);//錯誤intmax(inta=5,intb,intc=30);//錯誤在后兩種情況下，調(diào)用語句x=max(20,30);會出錯！注意：在使用帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)時，只能在函數(shù)定義或函數(shù)聲明中的一個位置給出默認(rèn)值，不能在兩個位置同時給出。還要保證在函數(shù)調(diào)用之前給出默認(rèn)值。第3章函數(shù)3.4帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)3.4.2帶默認(rèn)參數(shù)值函數(shù)產(chǎn)生的二義性

例3.7程序第3章函數(shù)#include<iostream>usingnamespacestd;intadd(intx=5,inty=6);floatadd(intx=5,floaty=10.0);voidmain(){ inta; floatb; a=add(10,20); b=add(10);

cout<<"a="<<a<<endl; cout<<"b="<<b<<endl;}

intadd(intx,inty){returnx+y;}floatadd(intx,floaty){returnx+y;}

b=add(10)語句產(chǎn)生二義性，可以認(rèn)為該語句是調(diào)用第一個函數(shù)，也可以是第二個，因此編譯器不能確定調(diào)用的是哪一個函數(shù)。

返回3.5變量的存儲類別3.5.1內(nèi)部變量與外部變量1.

內(nèi)部變量在一個函數(shù)內(nèi)部定義的變量是內(nèi)部變量（也稱為局部變量），它只在該函數(shù)范圍內(nèi)有效。

例如:

第3章函數(shù)voidf1(inta){intb,c；

……} voidmain(){intm,n；

……}a,b,c的有效范圍m,n的有效范圍inti,a；……for(i=0;i<10;i++){intb；……}

b的有效范圍注意：在不同的作用范圍內(nèi)允許聲明同名的變量3.5變量的存儲類別3.5.1內(nèi)部變量與外部變量（續(xù)）2.

外部變量在函數(shù)外部定義的變量是外部變量（也稱為全局變量），它不屬于任何一個函數(shù)。它的作用范圍是：從外部變量的定義位置開始，到本文件的結(jié)尾。

例如:

第3章函數(shù)inta,b；

voidf1(){

……} intx,y；voidmain(){……}x,y的有效范圍a,b的有效范圍例3.8使用全局變量和局部變量#include<iostream>usingnamespacestd;inti=1;

//全局變量，文件作用域

voidmain(){

cout<<"全局變量i="<<i<<endl;

//輸出1

inti=5;

//函數(shù)局部變量，塊作用域

{

inti;//塊局部變量，塊作用域

i=7;

cout<<"塊局部變量i="<<i<<endl;

//輸出7

cout<<"全局變量i="<<::i<<endl;//輸出1，::使用全局變量

}

cout<<"函數(shù)局部變量i="<<i<<endl;

//輸出5

cout<<"全局變量i="<<::i<<endl;//輸出1，::使用全局變量

}第3章函數(shù)程序運行結(jié)果：全局變量i=1塊局部變量i=7全局變量i=1函數(shù)局部變量i=5全局變量i=1

3.5變量的存儲類別3.5.2變量的存儲類別變量在內(nèi)存中的存儲方式可以分為兩大類，即靜態(tài)存儲方式與動態(tài)存儲方式。

靜態(tài)存儲方式是指在程序運行期間，分配固定的存儲空間。全局變量和靜態(tài)局部變量是靜態(tài)存儲方式。

動態(tài)存儲方式是在程序執(zhí)行過程中，根據(jù)需要動態(tài)地分配存儲空間。局部變量是動態(tài)存儲方式。

1.

靜態(tài)變量

定義形式:

static

數(shù)據(jù)類型變量名

特點：程序運行過程中變量始終存在，每次調(diào)用函數(shù)結(jié)束的值都被保留下來。僅初始化一次，每次調(diào)用它所在的函數(shù)時，不再重新初始化。若不指定初值，自動指定初值為0。第3章函數(shù)例8.9輸出1~4的階乘#include<iostream>usingnamespacestd;intfact(intn); voidmain(){ inti; for(i=1;i<=4;i++) cout<<i<<"!="<<fact(i)<<endl;}intfact(intn){ staticintf=1; //僅在第一次調(diào)用函數(shù)時執(zhí)行一次 f*=n; returnf;}第3章函數(shù)程序運行結(jié)果：1!=12!=23!=64!=24

3.5變量的存儲類別3.5.2變量的存儲類別（續(xù)）2.

自動變量

定義形式:

auto

數(shù)據(jù)類型變量名

特點：定義變量時，若不指定static或auto，則默認(rèn)為自動變量。自動變量是動態(tài)存儲方式。

每次調(diào)用它所在的函數(shù)時，都要重新分配存儲空間，并初始化。函數(shù)調(diào)用結(jié)束，存儲空間就釋放。若不初始化，則初值是不確定的。第3章函數(shù)例3.10靜態(tài)變量與動態(tài)變量的使用#include<iostream>usingnamespacestd;voidother(void);inti=1;//i為全局變量，具有靜態(tài)生存期。

voidmain(void){ staticinta;//a為靜態(tài)局部變量，具有全局壽命，局部可見。

intb=-10;//b,c為動態(tài)局部變量，具有局部生存期。

intc=0; cout<<"---MAIN---\n"; cout<<"i:"<<i<<"a:"<<a<<"b:"<<b<<"c:"<<c<<endl; c=c+8; other(); cout<<"---MAIN---\n"; cout<<"i:"<<i<<"a:"<<a<<"b:"<<b<<"c:"<<c<<endl; i=i+10; other();}

第3章函數(shù)例3.10靜態(tài)變量與動態(tài)變量的使用(續(xù))voidother(void){

//a,b為靜態(tài)局部變量，具有全局壽命，局部可見，

//只第一次進(jìn)入函數(shù)時被初始化。

staticinta=2; staticintb; intc=10;//C為動態(tài)局部變量，每次進(jìn)入函數(shù)時都初始化。

a=a+2; i=i+32; c=c+5; cout<<"---OTHER---\n"; cout<<"i:"<<i<<"a:"<<a<<"b:"<<b<<"c:"<<c<<endl; b=a;}

第3章函數(shù)程序運行結(jié)果：---MAIN---i:1a:0b:-10c:0---OTHER---i:33a:4b:0c:15---MAIN---i:33a:0b:-10c:8---OTHER---i:75a:6b:4c:15例3.11輸出攝氏溫度與華氏溫度對照表分析：編寫一個函數(shù)求出指定攝氏溫度對應(yīng)的華氏溫度值，在主函數(shù)中通過循環(huán)求出攝氏溫度從0~99度對應(yīng)的華氏溫度值，并輸出。轉(zhuǎn)換公式為：

F=9/5*C+32其中F表示華氏溫度，C為攝氏溫度。程序如下：

#include<iostream>#include<iomanip>usingnamespacestd;intConvert(intc){ intf; f=(int)(9.0/5*c+32); returnf;}第3章函數(shù)例3.11（續(xù)一）#voidmain(){ cout<<"|0123456789"<<endl; cout<<"---|-