函数与编译预处理.pptVIP

第6章 函数与编译预处理,10学时（课堂+实验）,目录,6.1 模块化程序设计与函数 6.2 函数的定义与调用 6.3 函数的嵌套、递归调用 6.4 变量作用域与存储方式 6.5 编译预处理 6.6 函数设计举例,模块化程序设计,在设计较复杂的程序时，我们一般采用的方法是：把问题分成几个部分，每部分又可分成更细的若干小部分，逐步细化，直至分解成很容易求解的小问题。这样的话，原来问题的解就可以用这些小问题来表示。 求解小问题的算法和程序称为“功能模块”。 在C语言中，这样的“功能模块”是通过函数来实现的，最终函数通过调用完成组合，形成的源程序文件就对应完整的功能要求。 函数是C语言程序最基本的单位，一个C语言源程序往往由一个或多个函数组成，但是任何一个C语言源程序有且仅有一个main函数，程序执行从main函数开始，在main函数中结束程序。,函数的分类,库函数 自定义函数,库函数,#include #include void main() int a, s; a = -100; s = abs(a); printf(“数据%d的绝对值是%dn“,a,s); ,(1)标准库函数：函数的功能由系统提供，可以直接调用。 (2)调用标准库函数，必须在程序中用编译预处理命令把相应的头文件包含到程序中。 (3)头文件位于程序开始处。,引例,#include void main() int x,y,sum,maxdata,i; printf(“从键盘输入变量x和y的值n“); scanf(“%d,%d“, ,分析程序的功能： (1)输出20个* (2)计算两数之和 (3)找出两数之间的大值,自定义函数,用户根据实际需求先定义函数，然后通过调用执行函数，实现函数的功能。 运算类函数：为了完成某类运算，函数执行结束后会得到运算结果，通常需要将这个结果反馈给调用它的函数。 操作类函数：为了完成某类操作，函数的执行过程对应一系列操作，这类函数通常不需要产生反馈结果。,函数的定义,/函数首部 函数类型 函数名(参数列表) /大括号内的称为“函数体” 变量定义语句; 操作语句; return 语句; ,函数的定义,函数首部 函数体 int max(int a, int b) int m; if(ab) m=a; else m=b; return m; ,函数首部,函数类型 函数名(参数列表) 对于计算类函数，函数执行结束后将向调用它的函数产生一个结果，这个结果的类型就是函数类型，对于操作类函数，函数类型通常定义为void。 函数名由用户自己定义，其命名规则和变量名相同。 参数是指函数调用时需要提供的初始数据，各参数之间用逗号分隔。 参数列表的形式为： 参数1类型 参数1名,参数2类型 参数2名,.,参数n类型 参数n名 如果函数调用时不需要提供初始数据，则圆括号内的参数可以为空，但是括号不能省略，这样的函数称为无参函数，反之则为有参函数。,int max(int a, int b) int m; if(ab)m=a; else m=b; return m; ,函数体,函数体由大括号括起来，用于实现函数功能的若干条语句均写在函数体内。 计算类函数需要向调用它的函数产生一个反馈结果，这个结果称为函数返回值，函数体内需要有return语句。 函数返回值类型和函数类型应该一致，不一致时以函数类型为准。,int max(int a, int b) int m; if(ab)m=a; else m=b; return m; ,程序的执行,#include void main() int x=3,y=5,z; int max(int a,int b); z=max(x,y); printf(“最大数是：%dn“,z); int max(int a,int b) int m; if(ab) m=a; else m=b; return m; ,主调函数：发出调用请求的函数。 被调用函数：接受调用请求的函数。 (1)程序的执行是从主函数main开始的。 (2)遇到调用语句时，暂停主函数main的执行，转去执行被调用的自定义函数max。 (3)函数发生调用时，参数a和b被分别赋值为3和5。 (4)执行函数，变量m中存放的是变量a和b中的最大值5，使用return语句将其反馈给调用它的主函数main。 (5)被调用函数执行结束后，返回至主函数继续执行，程序在主函数main中结束。,函数的参数,参数的类型 参数的传递,参数的类型,#include void main() /主调函数 int x=3,y=5,z; int max(int a,int b); z=max(x,y); /调用语句 printf(“最大数是：%dn“,z); /被调用的自定义函数max int max(int a,int b) int m; if(ab) m=a; else m=b; return m; ,(1)实际参数：主调函数中调用语句括号内出现的参数，简称实参。 /x和y是实际参数 (2)形式参数：被调用函数中函数定义时括号内出现的参数，简称形参。 /a和b是形式参数,参数的传递,函数调用时，实际参数按照位置上的对应关系依次传递给形式参数。 值传递 地址传递 参数的传递为右结合性。,值传递,#include void main() /主调函数 int x=2,y=3; void swap(int a,int b); swap(x,y); /调用语句 /被调用的自定义函数swap void swap(int a, int b) int temp; if(ab) temp=a; a=b; b=temp; ,将实参的数据值单向传递给对应的形参，但是形参的改变不会影响对应的实参。 (1)主函数开始执行时，给实际参数分配存储空存储变量值。 (2)函数调用时，给形式参数分配空间，实际参数传值给对应的形式参数。 (3)实际参数和形式参数占用不同的存储空间。,函数的调用,函数声明 嵌套调用 递归调用,函数声明,#include void main() /主调函数 int x=3,y=2; /函数声明 void swap(int a,int b); swap(x,y); /调用语句 /被调用的自定义函数swap void swap(int a,int b) int temp; if(ab) temp=a; a=b; b=temp; ,调用一个函数之前，先要对其返回值类型、函数名和参数进行声明。 (1)C语言中，函数声明是一条语句，所以函数声明的末尾一定要有分号。 (2)函数声明的格式和函数首部的形式是一致的。 (3)声明参数时可以只声明参数类型，参数名可以缺省，也就是说以下两种函数声明形式都是正确的。 int max(int x, int y); 或 int max(int, int);,#include void main() int x,y; void printstar(); /输出*，图示中*个数为20 int sum(int a, int b); /找出两数的和 void max(int a, int b);/找出两数的最大值 printf(“从键盘输入变量x和y的值n“); scanf(“%d,%d“, /通过对自定义函数的调用实现程序功能 ,函数综合举例,已知程序的主函数main部分代码如下，请分别设计3个自定义函数实现图示的输出结果。,嵌套调用,编写程序，计算圆柱体的体积。,#include #define PI 3.14 float v(float h, float r); /函数声明 void main() float h,r,tj; printf(“输入圆柱体的高和圆半径：“); scanf(“%f,%f“, ,嵌套调用,float v(float h, float r) /自定义函数v，求圆柱体体积 float tj; tj=h*PI*r*r; return tj; float s(float r) /自定义函数s，求圆面积 float area; area=PI*r*r; return area; ,tj=h*s(r); (1) main函数调用自定义函数v (2) 自定义函数v调用自定义函数s,递归调用,#include void main() int x,y,z,n; int max(int a, int b); x=2; y=8; z=-12; /调用max找出x、y、z的最大值 /并赋值给变量n n = max(y, z); n = max(x, n); printf(“最大值是%dn”,n) ,int max(int a, int b) int m; if(ab) m=a; else m=b; return m; ,n = max(x, max(y,z);,递归调用,编程计算n!，其中n从键盘输入。,#include void main() int i,n; long result=1; printf(“从键盘输入变量n的值n“); scanf(“%d“, ,如果要求设计自定义函数计算n!，程序该如何编写呢？,递归调用,编程计算n!，其中n从键盘输入。 分析n!的数学表达式 (1)当n等于0或1时，n!=1 (2)当n大于等于2时，n!=n*(n-1)*(n-2)*2*1 表达式1 事实上，(n-1)!=(n-1)*(n-2)*2*1 表达式2 合并表达式1和表达式2，可以得到下面的表达式3 (3)n!=n*(n-1)! 如果定义函数f(n)=n!，那么n!也可以表示为f(n)=n*f(n-1),递归调用,定义函数f(n)计算n!,/直接递归 /函数在本函数体内直接调用本函数 long f(int n) long fac; if(n=0 | n=1) fac=1; else fac=n*f(n-1); /*调用f(n)计算n!的过程中又调用了函数f(n-1)*/ return fac; ,递归调用,函数在执行过程中对自己的调用，称为函数的递归调用。 直接递归：函数在本函数体内直接调用本函数，称为直接递归。 间接递归：函数调用其它函数，其他函数又调用本函数，称为间接递归。 递归调用的两个条件 要解决的问题可以分解成一个新问题，这个新问题的解法与原问题的解决方案相同，不同的只是数据值的变化，也就是调用时传递给形参的数据值有所不同。 必须有一个结束条件，在满足结束条件时递归结束。,变量的作用域,变量有效的范围称为变量的作用域。 (1)局部变量 (2)全局变量,变量的作用域,局部变量：在某一范围内定义的变量，其作用域仅限于定义它的范围内。 全局变量：定义在函数之外的变量，它的作用域是从定义处开始，到所在文件结束。 说明： 局部变量只能在定义它的范围内有效，超出该范围使用即会语法报错。 不同函数里面的局部变量可以同名，因为局部变量只在定义它的函数内有效。 一个C文件中的全局变量和局部变量可以同名，但是在局部变量有效的范围内同名的全局变量被屏蔽。,变量的作用域,#include int x1=2,y1=3; /定义全局变量 void main() int x2=5,y2=7; /定义函数局部变量 int s1,s2,s3; s1=x1+y1; s2=x2+y2; int x3=7,y3=9; /定义复合语句局部变量 s3=x3+y3; printf(“全局变量求和：%dn“,s1); printf(“函数局部求和：%dn“,s2); printf(“复合语句局部变量求和：%dn“,s3); ,外部变量的使用,如果想在一个C源程序的所有文件中使用全局变量，需要用extern将其声明为外部变量，语法格式为： extern 全局变量类型 全局变量名;,变量的生存期,动态变量：变量在使用时才分配存储空间，使用完毕立即释放。 静态变量：变量在定义时即分配存储空间直至整个程序结束。 静态变量需要用关键字static声明，定义静态变量的形式为： static 变量类型 变量名; 说明： 静态局部变量作用域仅在定义它的函数内有效，但是它的生存期为整个程序。 静态局部变量若未赋初值，系统自动赋值0。 函数第一次调用时给静态局部变量赋初值，函数调用结束，静态局部变量的存储空间不会被释放。,变量的生存期,编程计算15的阶乘并输出计算结果。,#include int fac(int n); /函数声明 void main() int i,result; for(i=1;i=5;i+) result=fac(i); printf(“%d! = %dn“,i,result); ,int fac(int n) static int f=1; f=f*n; return f; ,编译预处理,含义：预处理是指在进行词法扫描和语法分析之前所作的工作。 预处理是C语言的一个重要功能，它由预处理程序负责完成。 预处理命令是“#”开头的行。一般都放在源程序文件的开头，被称为预处理部分。,宏定义,宏定义是用一个标识符来表示一个字符串，这个标识符称为宏名，定义形式为： #define 宏名(参数) 字符串 无参宏定义 有参宏定义 说明 宏定义不是语句，在行末不加分号。 宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束，使用#undef命令可以终止宏定义的作用域。 宏名一般用大写字母表示，以便与变量区别。,宏定义,#include #define PI 3.14 #define M 3 #define N M*M #define L(r) r*r #define S(x) x+2 void main() float area; float s(float radus); area=s(M); printf(“圆面积是：%.2fn“,area); float s(float radus) float result; result=PI*L(radus); return result; ,/无参宏定义,/有参宏定义,文件包含,文件包含命令行的一般形式： #include “文件名“ #include 说明： #include “文件名“和#include 的区别 使用尖括号表示在包含文件目录中查找，而不在源文件目录中查找。 使用双引号表示首先在当前的源文件目录中查找，若