C程序设计华中科技大学课件第三章new

1、c+程序设计程序设计 第三章第三章授课教师：李战春网络与计算中心本章内容本章内容函数的定义与调用 函数的参数传递,返回值及函数声明 全局变量和局部变量 函数调用机制 作 用 域 与 标 识 符 的 可 见 性存 储 类 型 与 标 识 符 的 生 命 期函数的递归调用函数的一些高级议题头文件与多文件结构 网络与计算中心引例引例v编程计算输出编程计算输出33+4.63 + 433double p=1，x=3;int n=3;while(n-) p*=x;coutpendl;33?4.63?xn网络与计算中心调用power(3.0,3 )函数power(3.0,3 )return 27.0主程序后

2、续语句n= 3x1= 3x2=4.6x3=43double power(double x,int n)/求x的n次幂double p=1;while(n-) p*=x;return p; int main()int n=3;double x1=3, x2=4.6, x3=43;double s;s=power(x1,n)+power(x2,n)+power(x3,n);cout“s= s b)t=a; else t=b; return t;函数头函数数据类型 = 返回值数据类型网络与计算中心3.1.2 函数的定义函数的定义v 无参函数无参函数/打印一个表头void tablehead ( )

3、cout*endl;cout* example *endl;cout*endl;函数头函数数据类型 = 返回值数据类型int input ( ) /输入满足要求的数据int n;cout输入一个大于5的整数：n;while(n=5);return n;网络与计算中心return 语句语句 u return语句的作用： 返回函数值 不再执行后续语句，程序控制返回调用点 一个函数体内可以有多个return 语句 表达式返回值的类型与函数类型不相同时，自动强制转换成函数的类型vreturn语句的格式：语句的格式： return 表达式；【例3.3】设计函数，根据三角形的三边长求面积。如果不能构成三角

4、形，给出提示信息。u分析：函数为计算三角形面积，一般三角形返回面积值，若不能构成三角形则返回-1。设计一个主函数完成函数测试。根据返回值情况输出相应结果。网络与计算中心【例3.3】程序：float trianglearea(float a, float b, float c) if (a+b=c)|(a+c=b)|(b+c=a) return -1; float s; s=(a+b+c)/2; return sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c) ;int main() float a,b,c,area; cout输入三角形三边输入三角形三边a,b,c:abc; area=trian

5、glearea(a,b,c); if(area=-1) cout(a,b, c )不能构成三角形！不能构成三角形！endl; else cout三角形三角形(a,b,c )面积为：面积为：areaendl; return 0;return 语句语句网络与计算中心讨论： -函数可以有返回值，也可以没有返回值。对于没有返回值的函数，功能只是完成一定操作，应将返回值类型定义为void ，函数体内可以没有return语句，当需要在程序指定位置退出时，可以在该处放置一个：return ；return 语句网络与计算中心函数头函数头函数体函数体 语句序列 定义函数返回值的数据类型。函数返回值由 retur

6、n 语句给出3.1.2 函数的定义函数的定义函数运行时需要的数据，由主调函数提供。“做什么”“拿什么来做”“结果是什么”“怎么做”网络与计算中心3.1.3 函数的调用函数的调用v函数调用函数调用 所谓函数调用，就是使程序转去执行函数体。 无参函数的调用格式： 函数名( ) 有参函数的调用格式： 函数名(实际参数表)实际参数简称实参，用来将实际参数的值传递给形参，因此可以是常量、具有值的变量或表达式。在c+中，除了主函数外，其他任何函数都不能单独作为程序运行。任何函数功能的实现都是通过被主函数直接或间接调用进行的。网络与计算中心【例3.1】 输入两个实数，输出其中较大的数。其中求两个实数中的较大

7、数用函数完成。程序如下：程序如下：#include using namespace std;float max(float a,float b) return(a=b?a:b);int main()float a,b;cout输入两个实数：输入两个实数：ab;coutab 中较大数为中较大数为max(a,b)endl;return 0；main( )函数调用max(2.5,4.7 )函数max(2.5,4.7 )return 4.7 主程序后续语句网络与计算中心v编写函数把华氏温度转化为摄氏温度，公式为编写函数把华氏温度转化为摄氏温度，公式为：c=（f-32）5/9；在主函数中计算输出；在主函

8、数中计算输出30、35、40、45、50、55、60华氏温度华氏温度对应的摄氏温度对照表。对应的摄氏温度对照表。v某大桥按照车辆的类型收取过桥费用，自行车某大桥按照车辆的类型收取过桥费用，自行车免费，摩托车免费，摩托车2元，小汽车元，小汽车5元，大客车元，大客车8元，元，大货车大货车10元。请编写函数按照车辆的类型计算元。请编写函数按照车辆的类型计算相应的过桥费用，在主函数中输入车辆的类型相应的过桥费用，在主函数中输入车辆的类型然后计算输出费用。然后计算输出费用。网络与计算中心3.2.1 函数的参数传递及传值调用 3.2.2 函数返回值 3.2.3 函数声明网络与计算中心【例3.2】 实参和形

9、参对应关系的示例。调用power(4.6,3 )函数power(4.6,3 )return 97.336 主程序后续语句n= 3x= 4.6c= afloat power(float x,int n)/求求x x的的n n次幂次幂float p=1;while(n-) p*=x;return p; int main()int n=3;float x=4.6;char c=a;coutpower(x,n)=power(x,n)endl;coutpower(c,n)=power(c,n)endl;coutpower(n,x)=power(n,x)endl;return 0;网络与计算中心【例3.2

10、】 实参和形参对应关系的示例。调用power(a,3 )函数power(97,3 )return 912673 主程序后续语句n= 3x= 4.6c= afloat power(float x,int n)/求求x x的的n n次幂次幂float p=1;while(n-) p*=x;return p; int main()int n=3;float x=4.6;char c=a;coutpower(x,n)=power(x,n)endl;coutpower(c,n)=power(c,n)endl;coutpower(n,x)=power(n,x)endl;return 0;网络与计算中心调用

11、power(3,4.6)函数power(3,4 )return 81主程序后续语句n= 3x= 4.6c= afloat power(float x,int n)/求求x x的的n n次幂次幂float p=1;while(n-) p*=x;return p; int main()int n=3;float x=4.6;char c=a;coutpower(x,n)=power(x,n)endl;coutpower(c,n)=power(c,n)endl;coutpower(n,x)=power(n,x)endl;return 0;【例3.2】 实参和形参对应关系的示例。网络与计算中心3.2.

12、3 函数声明函数声明语法上对程序文件中函数的排列次序要求满足语法上对程序文件中函数的排列次序要求满足先定义后使用先定义后使用。对于函数，。对于函数，只要在调用之前作函数声明（只要在调用之前作函数声明（function declaration），则函数定义放在任何），则函数定义放在任何位置程序都能正确编译运行。位置程序都能正确编译运行。 函数声明的引入：函数声明的格式： 函数声明是一条以分号结束的语句： 网络与计算中心例如例如【例例3.33.3】中求三角形面积的中求三角形面积的函数声明函数声明为：为：float trianglearea(float a,float b,float c);或或fl

13、oat trianglearea(float,float,float);但下面的函数原型是错误的：但下面的函数原型是错误的：int trianglearea (float,float,float);/错误，返回值类错误，返回值类型不同型不同float trianglearea(int,int,int); /错误，参数类型不同错误，参数类型不同float trianglearea(float,float);/错误，参数个数不同错误，参数个数不同float trianglearea(float a, float b, float c) if (a+b=c)|(a+c=b)|(b+c=a) retu

14、rn -1; float s; s=(a+b+c)/2; return sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c) ;网络与计算中心3.2.3 函数声明函数声明【例3.4】 输出所有满足下列条件的正整数m：10m1000且m、m2、m3均为回文数。分析：分析：回文指左右对称的序列。如回文指左右对称的序列。如121、353等就是回等就是回文数。判断整数是否回文数用函数实现，其思想是将文数。判断整数是否回文数用函数实现，其思想是将该数各位拆开后反向组成新的整数，如果该整数与原该数各位拆开后反向组成新的整数，如果该整数与原数相等则为回文数。数相等则为回文数。m m*m m*m*m11 121

15、1331101 10201 1030301111 12321 1367631 运行结果：网络与计算中心bool palindrome(int); /函数声明函数声明int main() int m;coutsetw(10)msetw(20)m*m“setw(20)m*m*mendl;for(m=11;m1000;m+)if(palindrome(m)&palindrome(m*m) &palindrome(m*m*m)coutsetw(10)msetw(20)m*msetw(20)m*m*m0);for(j=0;ji;j+) n=n*10+digitj;return (n=m)

16、;【例例3.43.4】 输出回文数输出回文数网络与计算中心3.3.2 全局变量 3.3.3 局部变量网络与计算中心 3.3.2 全局变量全局变量 在所有函数之外定义的变量称为在所有函数之外定义的变量称为全局变量全局变量。全局变量存放在全局数据区，因编译器自动将全局变量存放在全局数据区，因编译器自动将该区清为全该区清为全0，如果用户在定义时不显式给出初始，如果用户在定义时不显式给出初始化值，则化值，则等效初始化为全等效初始化为全0 。全局变量可定义在程序开头，也可定义在中间全局变量可定义在程序开头，也可定义在中间位置，该全局变量位置，该全局变量在定义处之后在定义处之后的任何位置都是可的任何位置都

17、是可以访问的，称为以访问的，称为可见的可见的。全局变量引入：网络与计算中心打印打印200调用调用func( )函数函数func( )200*2=400打印打印400n=100n=100*2=200【例3.5】 多个函数使用全局变量的例子。int n=100;void func()n*=2; int main()n*=2;coutnendl;func();coutnendl; return 0;网络与计算中心3.3.3 局部变量 定义在函数内或块内的变量称为定义在函数内或块内的变量称为局部变量局部变量。程序中使用的绝大多数变量都是局部变量。程序中使用的绝大多数变量都是局部变量。局部变量在程序运行

18、到它所在的块时建立在栈中，局部变量在程序运行到它所在的块时建立在栈中，该块执行完毕局部变量占有的空间即被释放。故亦称该块执行完毕局部变量占有的空间即被释放。故亦称为为自动变量自动变量。局部变量在定义时可加修饰词局部变量在定义时可加修饰词auto，但通常省略。，但通常省略。局部变量在定义时若未初始化，其值为局部变量在定义时若未初始化，其值为随机数随机数。局部变量引入：网络与计算中心打印main()中的t=3.5调用fun( )函数fun( )打印fun()中的t=5 打印main()中的t=3.5t= 3.5t = 5void fun()auto int t=5;/ fun()中的局部变量，au

19、to可省略coutfun()中的t=tendl;int main()float t=3.5;/main()函数中的局部变量coutmain()中的t=tendl;fun();coutmain()中的t=tendl;return 0;【例3.6】 使用局部变量的例子。网络与计算中心3.5.1 块域3.5.2 函数声明域3.5.3 文件域 网络与计算中心 作用域：作用域：指标识符能够被使用的范围。只有在指标识符能够被使用的范围。只有在作用域内标识符才可以被访问（称为可见）作用域内标识符才可以被访问（称为可见）。本节重点讨论本节重点讨论局部域局部域和和文件域（全局域），文件域（全局域），其其中局部域

20、包括中局部域包括块域块域和和函数声明域。函数声明域。任何任何标识符标识符作用作用域的起始点均为域的起始点均为标识符说明标识符说明处。处。作用域与标识符的可见性作用域与标识符的可见性网络与计算中心 函数中定义的标识符，包括形参和函数体中定义函数中定义的标识符，包括形参和函数体中定义的局部变量，作用域都在该函数内，也称作的局部变量，作用域都在该函数内，也称作函数域函数域。块块指一对大括号括起来的程序段。块中定义的标指一对大括号括起来的程序段。块中定义的标识符，作用域在块内。识符，作用域在块内。复合语句是一个块。复合语句是一个块。函数也是一个块。函数也是一个块。复合语句中定义的标识符，复合语句中定义

21、的标识符，作用域仅在该复合语句中。作用域仅在该复合语句中。块的引入： 3.5.1 块域网络与计算中心a= 3 b= 535a=3 b=5a=5 b=3【例3.7】 输入两数，按从大到小的顺序保存，并输出结果。结果栈t = 3 int main() int a,b; /具有函数域具有函数域 cout输入两整数：输入两整数：ab; cout“a=atb=b=a)int t; /具有块域具有块域 t=a; a=b; b=t; /交换交换a,b的值的值 couta=atb=bendl; return 0;上述程序若在最后一个上述程序若在最后一个cout语句处增加：语句处增加：couttendl;则编译

22、时会提示错误，因为变量则编译时会提示错误，因为变量t的作用域只在的作用域只在if语句中，其它地方语句中，其它地方不可见不可见。 3.5.1 块域网络与计算中心由由vc+运行，结果如下：运行，结果如下：输入两整数：输入两整数：3 5调用前：实参调用前：实参a=3,b=5调用中调用中交换前：形参交换前：形参a=3,b=5交换后：形参交换后：形参a=5,b=3调用后：实参调用后：实参a=3,b=5 交换失败交换失败 3.5.1 块域块域v局部变量具有局部作局部变量具有局部作用域，使得程序在不用域，使得程序在不同块中可以使用同名同块中可以使用同名变量。这些同名变量变量。这些同名变量各自在自己的作用域各

23、自在自己的作用域中可见，在其它地方中可见，在其它地方不可见不可见【例3.8】设计函数完成两数交换，用主函数进行测试。网络与计算中心100 200 3001100 500 600100200+300=500 500 200 300【例3.9】 显示同名变量可见性。int n=100;#include using namespace std;int main() int i=200,j=300;cout ntitjendl; /内部块 int i=500,j=600,n; n=i+j; cout ntitj endl; /输出局部变量n cout:nendl;/输出全局变量n n=i+j;/修改全

24、局变量cout ntitj endl;return 0;网络与计算中心 3.6.1 存储类型3.6.2 生命期网络与计算中心v自动存储类型自动存储类型 自动变量为用auto说明的变量，通常auto缺省。 局部变量都是自动变量，生命期开始于块的执行，结束于块的结束，其原因是自动变量的空间分配在栈中，块开始执行时系统自动分配空间，块执行结束时系统自动释放空间。故自动变量的生命期和作用域是一致的。3.6.1 存储类型存储类型 网络与计算中心3.6.1 存储类型存储类型 v静态存储类型静态存储类型 static说明的变量称为静态变量。 位置不同区别局部静态变量和全局静态变量，也称内部静态变量和外部静态

25、变量。 静态变量均存储在全局数据区，如果程序未显式给出初始化值，则等效初始化为全0。 静态变量占有的空间要到整个程序执行结束才释放，故静态变量具有整个程序执行期间的生命期。网络与计算中心局部静态变量是定义在块中的静态变量，编译局部静态变量是定义在块中的静态变量，编译系统在全局数据区为其开辟空间并保存数据，系统在全局数据区为其开辟空间并保存数据，如果显式给出初始化值，则在该块第一次执行如果显式给出初始化值，则在该块第一次执行时完成，且只进行一次。时完成，且只进行一次。【例3.10】 自动变量与局部静态变量的区别3.6.1 存储类型存储类型 网络与计算中心【例3.10】 自动变量与局部静态变量的区

26、别 int st() static int t=100; /局部静态变量 t+; return t;int at() int t=100; /自动变量 t+;return t;int main() int i; for(i=0;i5;i+) coutat()t; coutendl; for(i=0;i5;i+) coutst()t; coutendl; return 0;i= 0t= 1001 2 3 4 51011011011011013.6.1 存储类型存储类型 网络与计算中心i= 0t=1001 21013 4 5102103104105【例例3.10】 自动变量与局部静态变量的区别自动

27、变量与局部静态变量的区别 int st() static int t=100; /局部静态变量局部静态变量 t+; return t;int at() int t=100; /自动变量自动变量 t+;return t;int main() int i; for(i=0;i5;i+) coutat()=t; coutendl; for(i=0;i5;i+) coutst()t; coutendl; return 0;3.6.1 存储类型存储类型 网络与计算中心 自己调用自己网络与计算中心1n 1)!-(n*n1n 1 0n 1 n!可以看出是用阶乘定义阶乘，这种自己定义自己的方法称为递归定义。递

28、归的引入递归的引入v递归是一种描述问题的方法，或称算法。递归是一种描述问题的方法，或称算法。v递归的思想可以简单地描述为递归的思想可以简单地描述为“自己调用自己自己调用自己”。v例如用如下方法定义阶乘：例如用如下方法定义阶乘：网络与计算中心递归定义的阶乘函数： int fac(int n)int y;if (n=0|n=1) y=1;else y=n*fac(n-1);return y;只要设计主函数调用阶乘函数，即可实现计算阶乘。只要设计主函数调用阶乘函数，即可实现计算阶乘。递归的引入递归的引入递归函数必须定义递归递归函数必须定义递归终止条件终止条件（stopping conditionst

29、opping condition），避免），避免无穷递无穷递归归（infinite recursioninfinite recursion）。网络与计算中心#include int fac(int n)int y; coutnt;if(n=0|n=1) y=1; else y=n*fac(n-1);coutyt;return y;int main()coutn4!=fac(4)endl;return o; n=4cout4;y=4*fac(3);fac(4)=cout2;y=2*fac(1); n=2cout1;y=1;cout1;return 1; n=1 n=3cout3;y=3*fac(

30、2);cout24;return 24;cout6;return 6;cout2;return 2;24递归的引入递归的引入【例3.12】 求4！网络与计算中心递归过程分析递归过程分析v递归函数的执行分为递归函数的执行分为“递推递推”和和“回归回归”两个过两个过程程v这两个过程由递归这两个过程由递归终止条件终止条件控制，即控制，即逐层递推逐层递推，直至递归终止条件，然后直至递归终止条件，然后逐层回归逐层回归。v每次调用发生时都首先判断递归终止条件每次调用发生时都首先判断递归终止条件网络与计算中心 3.8.1 函数重载 3.8.2 默认参数3.8.3 内联函数网络与计算中心3.8.1 函数重载函

31、数重载 v重载的引入重载的引入 c+中，如果需要定义几个功能相似，而参数类型不同的函数，那么这样的几个函数可以使用相同的函数名，这就是函数重载 例：求和函数对应不同的参数类型可以定义如下几个重载函数：int sum(int a,int b)double sum(double a,double b)float sum(float a,float b,float c)网络与计算中心因此在定义重载函数时必须保证因此在定义重载函数时必须保证参数类型不同参数类型不同，仅仅返回值类型不同，仅仅返回值类型不同是不行的。函数重载的好处在于，可以用相同的函数名来定义一组功是不行的。函数重载的好处在于，可以用相同

32、的函数名来定义一组功能相同或类似的函数，程序的可读性增强。能相同或类似的函数，程序的可读性增强。3.8.1 函数重载函数重载 v重载匹配规则重载匹配规则（1）如果有严格匹配的函数，就调用该函数；（2）参数内部转换后如果匹配，调用该函数；（3）通过用户定义的转换寻求匹配。网络与计算中心3.8.1 函数重载函数重载 3+5=调用sum(3,5 )函数sum(3,5 )return 8 2.2+5.6=调用sum(2.2,5.6 )函数double sum(2.2,5.6 )return 7.8 3.5+4+8=调用sum(3.5, 4, 8 )函数float sum(3.5, 4.0, 8.0 )return 15.5 结束87.815.5int sum(int a,int b) return a+b;double sum(double a,double b)return a+b;float sum(float a,float b,float c)return a+b+c;int main()cout3+5=sum(3,5) endl;cout2.2+5.6= sum(2.2,5.6)endl;cout3.5+4+8= sum