C程序设计ch08 函数

1、第八章 函数v8.1 8.1 概述概述模块化程序设计模块化程序设计v若只有若只有main函数，则程序太长、太复杂，导致跟踪、函数，则程序太长、太复杂，导致跟踪、调试、维护困难调试、维护困难v基本思想：将一个大的程序按功能分割成一些小模基本思想：将一个大的程序按功能分割成一些小模块，各部分独立编码、调试、再集成。块，各部分独立编码、调试、再集成。v特点：特点：各模块相对独立、功能单一、结构清晰、接口简单各模块相对独立、功能单一、结构清晰、接口简单控制了程序设计的复杂性控制了程序设计的复杂性易理解易理解易于维护和功能扩充易于维护和功能扩充v开发方法开发方法: 自上向下，逐步分解，分而治之自上向下，

2、逐步分解，分而治之C C程序结构程序结构lC C是是函数式函数式语言语言l必须有且只能有一个名为必须有且只能有一个名为mainmain的主函数的主函数lC程序的执行总是程序的执行总是从从mainmain函数开始，在函数开始，在mainmain中结束中结束l函数函数不能嵌套定义不能嵌套定义, ,可以可以嵌套嵌套调用调用C程序程序源程序文件源程序文件1源程序文件源程序文件2源程序文件源程序文件n预编译命令预编译命令函数函数1函数函数m说明部分说明部分执行部分执行部分函数分类函数分类v从用户角度从用户角度标准函数（库函数）：由系统提供标准函数（库函数）：由系统提供用户自定义函数用户自定义函数v从函数

3、形式从函数形式无参函数无参函数有参函数有参函数使用使用库函数库函数的一般方法：的一般方法：1、函数功能、函数功能2、函数参数的数目和顺序，及各参数意义和类型、函数参数的数目和顺序，及各参数意义和类型3、函数返回值意义和类型、函数返回值意义和类型4、需要使用的包含文件、需要使用的包含文件v8.2 8.2 自定义函数自定义函数多函数程序多函数程序#include stdio.hmain() void printstar(); printstar(); printf(This is a example of use C functionn); printstar();void printstar()

4、 printf(*n);函数控制流函数控制流函数与变量的对比函数与变量的对比函数名和变量名均以标识符体现函数名和变量名均以标识符体现函数和变量均有对应的类型，如函数和变量均有对应的类型，如int函数和变量一样，均要函数和变量一样，均要prototype函数定义格式函数定义格式函数函数体体合法标识符合法标识符函数返回值类型函数返回值类型缺省缺省int型型无返回值无返回值void函数类型函数类型 函数名（形参类型说明表）函数名（形参类型说明表）说明部分说明部分语句部分语句部分return 语句语句以上以上红色的红色的为函数的为函数的6个元素个元素函数类型函数类型 函数名（形参表）函数名（形参表）形

5、参类型说明形参类型说明说明部分说明部分语句部分语句部分传统风格传统风格: :例例 有参函数（传统风格）有参函数（传统风格） int max(x,y) int x,y; int z; z=xy?x:y; return(z); 函数类型函数类型void printstar() printf(*); void swap(int x,int y ) int temp; temp=x; x=y; y=temp; float squre(float x ) return (x*x); int get_number(void) int temp=1; return temp; int mathoperati

6、on(int a,int b,int *s) 返回多个数据返回多个数据 返回语句返回语句v形式：形式： return(表达式表达式)； 或或 return 表达式表达式; 或或 return;v功能：使程序控制从被调用函数返回到调用函数功能：使程序控制从被调用函数返回到调用函数中，同时把返值带给调用函数中，同时把返值带给调用函数例例 无返回值函数无返回值函数 void swap(int x,int y ) int temp; temp=x; x=y; y=temp; return; 函数中可有多个函数中可有多个return语句语句若无若无return语句，遇语句，遇时，自动返回调用函数时，自动

7、返回调用函数若函数类型与若函数类型与return语句中表达式值的类型不一语句中表达式值的类型不一致，按前者为准，自动转换致，按前者为准，自动转换函数调用转换函数调用转换void型函数型函数函数的调用函数的调用调用形式调用形式 函数名函数名(实参表实参表);例例 比较两个数并输出大者比较两个数并输出大者main() float a,b; int t; scanf(%f,%f,&a,&b); t=max(a,b); /函数调用函数调用 printf(Max is %dn,t);max(float x, float y)/函数定义函数定义 float z; z=xy?x:y; return(z);三

8、个数最大值的问题：三个数最大值的问题： t=max(a,max(b,c);函数调用机制（参数及其传递方式）函数调用机制（参数及其传递方式）v实际参数：调用函数时函数名后面括号中的表达式实际参数：调用函数时函数名后面括号中的表达式v形式参数：定义函数时函数名后面括号中的变量名形式参数：定义函数时函数名后面括号中的变量名c=max(a,b);（main 函数）函数）（max 函数）函数）max(int x, int y) int z; z=xy?x:y; return(z); main() int a,b,t; int max(int, int); scanf(%d,%d,&a,&b); t=ma

9、x(a,b); printf(Max is %d,t);max(int x, int y) int z; z=xy?x:y; return(z);形参形参实参实参实参必须有确定的值实参必须有确定的值形参必须指定类型形参必须指定类型形参与实参形参与实参类型一致，个数相同类型一致，个数相同若形参与实参类型不一致，自动按形参类型转换若形参与实参类型不一致，自动按形参类型转换函数调用转换函数调用转换形参在函数被调用前不占内存形参在函数被调用前不占内存;函数调用时为形参分函数调用时为形参分配内存；调用结束，内存释放配内存；调用结束，内存释放，实参单元仍保留并维，实参单元仍保留并维持原值。也就是说，形参与

10、实参占用持原值。也就是说，形参与实参占用不同不同的内存单的内存单元元单向单向传递值传递传递值传递例 计算x的立方#include float cube(float x) return(x*x*x);main() float a, product; printf(Please input value of a:); scanf(%f,&a); product=cube(a); printf(”Cube of %.4f is %.4fn,a,product);xaproduct1.21.21.728 printstar() printf(*);main() int a; a=printstar()

11、; printf(%dn,a);例例 函数带回不确定值函数带回不确定值输出：输出：10void printstar() printf(*);main() int a; a=printstar(); printf(%dn,a);编译错误！编译错误！#include stdio.hint f(int a, int b) int c; if(ab) c=1; else if(a=b) c=0; else c=-1; return(c);main() int i=2,p; p=f(i,+i); printf(%dn,p);例例 参数求值顺序参数求值顺序#include stdio.hint f(int

12、 a, int b) int c; if(ab) c=1; else if(a=b) c=0; else c=-1; return(c);main() int i=2,p; p=f(i, i+); printf(%dn,p);运行结果：运行结果：0运行结果：运行结果：1对被调用函数要求：对被调用函数要求：必须是已存在的函数必须是已存在的函数库函数库函数: #include 用户自定义函数用户自定义函数: 函数类型说明函数类型说明要求使用函数之前做要求使用函数之前做函数说明函数说明一般形式：一般形式： 函数类型函数类型 函数名函数名(形参类型形参类型 形参形参名名,. );作用：告诉编译系统作用

13、：告诉编译系统函数类型、参数个数及类型，以便函数类型、参数个数及类型，以便检验检验函数说明位置：函数说明位置：程序的数据说明部分（函数内或外）程序的数据说明部分（函数内或外）下列情况下，可不作函数说明下列情况下，可不作函数说明v若函数返值是若函数返值是char或或int型型，系统自动按，系统自动按int型处理型处理v被调用函数定义出现在主调函数之前被调用函数定义出现在主调函数之前例例 函数说明举例函数说明举例main() float a,b; int c; scanf(%f,%f,&a,&b); c=max(a,b); printf(Max is %dn,c);max(float x, flo

14、at y) float z; z=xy?x:y; return(z);int型函数可不作函数说明型函数可不作函数说明（VC+不行）不行）/*/float add(float x, float y) float z; z=x+y; return(z);main() float a,b,c; scanf(%f,%f,&a,&b); c=add(a,b); printf(sum is %f,c);被调函数出现在主调函数被调函数出现在主调函数之前，不必函数说明之前，不必函数说明main() float add(float,float); /*function declaration*/ float a

15、,b,c; scanf(%f,%f,&a,&b); c=add(a,b); printf(sum is %f,c);float add(float x, float y) float z; z=x+y; return(z);float add();711x:y:调用前：调用前：调用结束：调用结束：711x:y:例例 值传递举例：交换两个数值传递举例：交换两个数/*swap a pair number*/#include main() int x=7,y=11; int swap(int, int); printf(x=%d,ty=%dn,x,y); printf(swapped:n); swa

16、p(x,y); printf(x=%d,ty=%dn,x,y);swap(int a,int b) int temp; temp=a; a=b; b=temp;调用：调用：711a:b:711x:y:swap:711x:y:117a:b:temp/*call by address*/swap(int *p1,int *p2) int p; p=*p1; *p1=*p2; *p2=p;main() int a,b; int swap(int *, int *); scanf(%d,%d,&a,&b); printf(“a=%d,b=%dn”,a,b); printf(“swapped:n”);

17、swap(&a,&b); printf(”a=%d,b=%dn,a,b);例例 交换两个数交换两个数a59b调前：调前：a59b调调swap：p1&a&bp2a95b交换：交换：p1&a&bp2a95b返回：返回：传递数组给函数传递数组给函数v数组元素作函数实参数组元素作函数实参值传递值传递例例 两个数组大小比较两个数组大小比较432105a562312107688432105b212343986654n=0m=0k=0in=0m=0k=1in=0m=1k=1in=1m=1k=1in=1m=1k=2in=2m=1k=2in=3m=1k=2a a和和b b为有为有1010个元素的整型数组个元素的

18、整型数组比较两数组对应元素比较两数组对应元素变量变量n,m,kn,m,k记录记录aibi, ai=bi,aibi, ai=bi,aibiaik,nk,认为数组认为数组abab 若若nk,nk,认为数组认为数组abab 若若n=k,n=k,认为数组认为数组a=ba=b#include main() int a10,b10,i,n=0,m=0,k=0; int large(int ,int); printf(Enter array a:n); for(i=0;i10;i+)scanf(%d,&ai); printf(Enter array b:n); for(i=0;i10;i+)scanf(%d

19、,&bi); for(i=0;iy) flag=1; else if(xy) flag=-1; else flag=0; return(flag);v数组名作函数参数数组名作函数参数地址传递地址传递形参数组大小形参数组大小(多维数组第一维多维数组第一维)可不指定。常用方法可不指定。常用方法是用另一参数传递数组长度是用另一参数传递数组长度形参数组名是形参数组名是地址变量地址变量例例 求学生的平均成绩求学生的平均成绩 #include float average(int , int); void main() int score10, i; float av; printf(Input 10 sc

20、ores：n); for( i=0; i10; i+ ) scanf(%d, &scorei); av=average(score,10); printf(Average is：%.2f, av); float average(int stu10, int n) int i; float av,total=0; for( i=0; in; i+ ) total += stui; av = total/n; return av; 实参用数组名实参用数组名形参用数组定义形参用数组定义, int stu .2109score562312.88stu例例 数组元素与数组元素与 数组名数组名 作函数参数

21、比较作函数参数比较12a调用前调用前a0a112a调用调用a0a112xy21xy交换交换12a返回返回#include void swap2(int x,int y) int z; z=x; x=y; y=z;main() int a2=1,2; void swap2(int, int); swap2(a0,a1); printf(a0=%dna1=%dn,a0,a1);值传递值传递12a调用前调用前12ax调用调用21ax交换交换21a返回返回#include void swap2(int x) int z; z=x0; x0=x1; x1=z;main() int a2=1,2; voi

22、d swap2(int ); swap2(a); printf(a0=%dna1=%dn,a0,a1);数组首地址数组首地址传递传递例例 数组元素与数组元素与 数组名数组名 作函数参数比较作函数参数比较例例 数组排序数组排序-简单选择排序简单选择排序0123456789a4968573299927137688arraykjjjkjkjjjjj949i=0例例 数组排序数组排序-简单选择排序简单选择排序kjjkjkjjjjj0123456789a4968573299927137688array949kk1368i=10123456789a9132732495768768899arrayi=8例例

23、 数组排序数组排序-简单选择排序简单选择排序#include stdio.hvoid sort(int array,int n) int i,j,k,t; for(i=0;in-1;i+) k=i; for(j=i+1;jn;j+) if(arrayjarrayk) k=j; if(k!=i) t=arrayi; arrayi=arrayk; arrayk=t; main() int a10,i; void sort(int ,int); for(i=0;i10;i+)scanf(%d,&ai); sort(a,10); for(i=0;i10;i+) printf(%d ,ai); prin

24、tf(n);例例 求二维数组中最大元素值求二维数组中最大元素值1 3 5 72 4 6 815 17 34 12ijmax=11 3 5 72 4 6 815 17 34 12ijmax=31 3 5 72 4 6 815 17 34 12ijmax=5j1 3 5 72 4 6 815 17 34 12imax=7j1 3 5 72 4 6 815 17 34 12imax=7j1 3 5 72 4 6 815 17 34 12imax=34#include stdio.hint max_value(int array34) int i,j,k,max; max=array00; for(i

25、=0;i3;i+) for(j=0;jmax) max=arrayij; return(max);main() int a34=1,3,5,7, 2,4,6,8,15,17,34,12; int max_value(int 4); printf(max value is %dn,max_value(a);按按ANSI C，多维形参数组第一维维数，多维形参数组第一维维数可省略，第二维必须相同可省略，第二维必须相同 int array 4在在VC+中，要求用二级指针中，要求用二级指针例例 求二维数组中各行元素之和求二维数组中各行元素之和#include stdio.hget_sum_row(int

26、 x3, int result ,int row, int col) int i,j; for(i=0;irow;i+) resulti=0;for(j=0;jcol;j+) resulti+=xij; main() int a23=3,6,9,1,4,7; int sum_row2,row=2,col=3,i; get_sum_row(a,sum_row,row,col); for(i=0;irow;i+) printf(The sum of row%d=%dn,i+1,sum_rowi);314679asum_rowxresult1812v8.3 8.3 函数的嵌套与递归调用函数的嵌套与递

27、归调用嵌套调用嵌套调用 p271C规定：规定：函数定义不可嵌套函数定义不可嵌套，但，但可以嵌套调用可以嵌套调用函数函数main( )调用函数调用函数a结束结束a函数函数b函数函数调用函数调用函数b例例 求三个数中最大数和最小数的差值求三个数中最大数和最小数的差值#include void main() int a,b,c,d; int dif(int ,int ,int ); scanf(%d%d%d,&a,&b,&c); d=dif(a,b,c); printf(Max-Min=%dn,d); int dif(int x,int y,int z) int max(int ,int ,int

28、); int min(int ,int ,int ); return max(x,y,z)-min(x,y,z); int max(int x,int y,int z) int r; r=xy?x:y; return(rz?r:z); int min(int x,int y,int z) int r; r=xy?x:y; return(rz?r:z); main( )调用函数调用函数dif输出输出结束结束dif函数函数max函数函数调用函数调用函数max调用函数调用函数minmin函数函数例例 用弦截法求方程根用弦截法求方程根08016523xxxxyf(x)0 x1x2xf(x1)f(x2)

29、()()()(121221xfxfxfxxfxx求求f(x1)与与f(x2)连线与连线与x轴的交点轴的交点x输入输入x1,x2,求求f(x1),f(x2)直到直到f(x1)与与f(x2)异号异号y=f(x),y1=f(x1)y与与y1同号同号真真假假x1=xx2=x直到直到 |y|=0; ) printf(Input x1,x2:n); scanf(%f%f,&x1,&x2); f1=f(x1); f2=f(x2);运行情况：运行情况：Input x1,x2:2 6 A root of equation is 5.0000main( )调用函数调用函数root输出根输出根 x结束结束root函

30、数函数xpoint函数函数调用函数调用函数xpoint调用函数调用函数ff函数函数/直线直线与与x轴的交点轴的交点xfloat xpoint(float x1,float x2) float y; y=(x1*f(x2)-x2*f(x1)/(f(x2)-f(x1); return(y);(x, y)122122xxxxxfxfyxf)()()(令令y=0, 即得即得与与x轴的交点轴的交点x递归调用递归调用 p272v定义：函数直接或间接的调用自身叫函数的递归调用定义：函数直接或间接的调用自身叫函数的递归调用f( )调调f调调f2调调f1f1( )f2( )int f(int x) int y,

31、z; z=f(y); . return(2*z);int f1(int x) int y,z; z=f2(y); . return(2*z);int f2(int t) int a,c; c=f1(a); . return(3+c);例例 求求n的阶乘的阶乘)()!(),(!11101nnnnn/*factorial*/#include int fac(int n) int f; if(n0) printf(n%cn,getone,putone); void hanoi(int n,char one,char two,char three) if(n=1) move(one,three); e

32、lse hanoi(n-1,one,three,two);move(one,three);hanoi(n-1,two,one,three); main() int m; printf(Input the number of disks:); scanf(%d,&m); printf(The steps to moving %3d disks:n,m); hanoi(m,A,B,C);ABCC编译系统对递归函数的自调用次数没编译系统对递归函数的自调用次数没有限制有限制每调用函数一次，在内存堆栈区分配空每调用函数一次，在内存堆栈区分配空间，用于存放函数变量、返回值等信息，间，用于存放函数变量、返回

33、值等信息，所以递归次数过多，可能引起堆栈溢出所以递归次数过多，可能引起堆栈溢出v6.4 变量的存储属性变量的存储属性 p279概述概述v变量是对程序中数据的存储空间的抽象变量是对程序中数据的存储空间的抽象main() int a; a=10; printf(“%d”,a);编译或函数调用时为其分配内存单元编译或函数调用时为其分配内存单元.10局部变量局部变量v局部变量局部变量-内部变量内部变量规则：规则：在函数内定义在函数内定义，只在本函数内有效只在本函数内有效不同函数中同名变量，占不同内存单元。形不同函数中同名变量，占不同内存单元。形参属于局部变量参属于局部变量#include stdio.

34、hmain() int a,b; int sub(); a=3; b=4; printf(main:a=%d,b=%dn,a,b); sub(); printf(main:a=%d,b=%dn,a,b);sub() int a,b; a=6; b=7; printf(sub:a=%d,b=%dn,a,b);v局部变量可用存储类型：局部变量可用存储类型： auto（默认）（默认） register staticv可定义在复合语句中有效的变量可定义在复合语句中有效的变量#include stdio.h#define N 5main() int i; int aN=1,2,3,4,5; for(i=

35、0;iN/2;i+) int temp;temp=ai;ai=aN-i-1;aN-i-1=temp; for(i=0;iN;i+) printf(%d ,ai);#include main() void increment(void); increment(); increment(); increment();void increment(void) int x=0; x+; printf(“%dn”,x);例例 观察局部静态变量观察局部静态变量运行结果：运行结果：1 1 1#include main() void increment(void); increment(); incremen

36、t(); increment();void increment(void) static int x=0; x+; printf(“%dn”,x);运行结果：1 2 3全局变量全局变量/外部变量外部变量规则：在函数外定义，可为本文件所有函规则：在函数外定义，可为本文件所有函数共用。可用存储类型：数共用。可用存储类型： 缺省缺省 或或 static有效范围：有效范围： 从定义变量的位置开始到本源文件结束，从定义变量的位置开始到本源文件结束，及有及有extern声声明的其它源文件明的其它源文件 当外部变量与局部变量同名时，外部变量当外部变量与局部变量同名时，外部变量被屏蔽被屏蔽#include s

37、tdio.hfloat max,min;float average(float array, int n) int i; float sum=array0; max=min=array0; for(i=1;imax) max=arrayi; else if(arrayiy?x:y; return(z);#include stdio.hmain() extern int a,b; int max(int,int); printf(max=%dn,max(a,b);int a=13,b=-8;extern int a,b;int max() int z; z=ab?a:b; return(z);#

38、include stdio.hmain() printf(max=%d,max();int a=13,b=-8; 定义定义 声明声明u次数：次数： 只能只能1次次 可说明多次可说明多次u位置：位置： 所有函数之外所有函数之外 函数内或函数外函数内或函数外u内存：内存： 分配内存分配内存 不分配内存不分配内存 可初始化可初始化 不可初始化不可初始化外部变量定义与声明的区别：外部变量定义与声明的区别：1应尽量少使用全局变量应尽量少使用全局变量#include stdio.hint a=3,b=5;max(int a, int b) int c; c=ab?a:b; return(c);main()

39、 int a=8; printf(max=%dn,max(a,b);例例 外部变量被局部变量屏蔽外部变量被局部变量屏蔽 回顾第四章求定积分的例题，其算法如下：回顾第四章求定积分的例题，其算法如下： 例例p292 One method of calculating the area under a curve is to divide to the area into a number of trapezoids of same width and summing up the area of individual trapezoids. The area of a trapezoid is g

40、iven by area=0.5*(h1+h2)*b; f(x) is the function of curve, h1=f(x1);h2=f(x2); 现在我们把算法分为两个模块：初始化现在我们把算法分为两个模块：初始化a,b,梯形个数；求梯形个数；求梯形面积总和梯形面积总和0yxa a+ha+iha+(i+1)hbf(x)dxxxfba24)(存储方式和生存期存储方式和生存期v存储方式存储方式静态存储：程序运行期间分配固定存储空间静态存储：程序运行期间分配固定存储空间动态存储：运行期间根据需要动态分配存储空间动态存储：运行期间根据需要动态分配存储空间v内存区内存区程序区程序区静态存储区静

41、态存储区动态存储区动态存储区全局变量、局部静态变量全局变量、局部静态变量形参变量形参变量局部动态变量（局部动态变量（auto register)函数调用现场保护和返回地址等函数调用现场保护和返回地址等v生存期生存期静态变量静态变量:从程序开始执行到程序结束从程序开始执行到程序结束动态变量动态变量:从包含该变量定义的函数从包含该变量定义的函数/复合语句至函复合语句至函数数/复合语句结束复合语句结束变量存储类型变量存储类型静态静态动态动态存储方式存储方式程序整个运行期间程序整个运行期间函数调用开始至结束函数调用开始至结束生存期生存期编译时赋初值，编译时赋初值，只赋一次只赋一次每次函数调用时每次函数调用时赋初值赋初值自动赋初值自动赋初值0或空字符或空字符不确定不确定未赋初值未赋初值静态存储区静态存储区动态区动态区存储区存储区寄存器寄存器局部变量局部变量外部变量外部变量作用域作用域定义变量的函数或复合语句内定义变量的函数或复合语句内本文件本文件其它文件其它文件registe