C语言第5部分

1、第5章 函数学习目标与要求1、掌握C语言函数的定义2、掌握C程序调用函数的方法3、了解递归函数的用法4、掌握宏定义和文件包含的使用方法 本章要点函数概要 函数的定义 函数的参数和函数的值 函数的调用 函数的嵌套调用 函数的递归调用数组作为函数参数 局部变量和全局变量 变量的存储类别 预处理命令5.1 函数概要 一个C程序可由一个主函数和若干个函数构成。由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用。同一个函数可以被一个或多个函数调用任意多次。一个C程序只能有一个也必须有一个main函数，而子函数的数目实际上是不限的。 mainabcdefghhieg示意图函数的分类：按用户使用分类：（1）标准

2、（2）自定义函数按函数形式分类：（1）无参函数 （2）有参函数5.1 函数概要 5.2 函数的定义无参函数的定义形式类型标识符 函数名（ ） 声明部分语句有参函数定义的形式类型标识符 函数名（形式参数表列） 声明部分 语句空函数dummy()int max(int x,int y)int z; z=xy?x:y;return(z);5.3 函数参数和函数的值形式参数和实际参数形参：在定义函数时，函数名后面括号中的变量称为形式参数实参：在调用函数时，函数名后面括号中的参数(可以是表达式)称为实际参数。说明：例5-1函数的返回值 返回值的方式：通过return语句返回。可以有一条返回语句，也可以有

3、多条返回语句，也可以没有返回语句。 return 语句的一般形式为：return （表达式） 返回值的类型一般应和函数类型一致，如不一致，则以函数型为准。即函数类型决定返回值的类型。 为了明确表示不带回值，可以用void定义无类型。5.3 函数参数和函数的值例5-2main()int a,b,c;scanf(%d,%d,&a,&b);c=max(a,b);printf(Max is %d, c);int max(int x, int y)int z;x=x+2;y=y+4;z=xy?x:y;return(z);程序运行情况输入：7，8结果：Max is 12例5-1 调用函数时的数据传递调用结

4、束后调用时b8y877axb8y1297axint max(float x, float y)float z; /* z为实型变量*/z=xy?x:y;return(z);main()float a,b; int c;scanf(%f,%f,&a,&b);c=max(a,b);printf(Max is %d, c);程序运行情况：1.5，2.5Max is 2例5-2返回值类型与函数类型不同 5.4 函数的调用函数调用的一般形式 函数名（实参表列）；函数调用的方式 1）函数语句 如：printstar(); 2）函数表达式 如： c=2*max(a,b); 3）函数参数 如： m=max(a

5、,max(b,c);例5-3例5-4对被调用函数的声明和函数原型 函数声明是对所用到的函数的特征进行必要的声明，编译系统以函数声明中给出的信息为依据，对调用实际参数进行控制，以保证调用表达式与函数之间的参数正确传递。函数声明的格式：类型标识符 函数名（类型标识符 形参， 类型标识符 形参，）；在下列情况下可以缺省函数声明；(1)被调函数出现在主调函数之前(2)函数返回值为int类型(3)在所有函数定义之前，在函数的外部已做了函数声明。 5.4 函数的调用int f(int a,int b) /*函数定义*/int c;if(ab) c=1;else if(a=b) c=0;else c=-1;

6、return(c);main()int i=3,p,j=2;p=f(i,+j); /*函数调用*/printf(%dn,p);程序运行结果：0例 5-3函数调用和函数定义+j3b333iamain()float add(float x,float y);float a,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);程序运行情况：输入3.6, 6.5结果：sum is 10.100000例 5-4 对被调用的函数作声明5.5 函数的嵌套

7、调用C语言不能嵌套定义，即在定义一个函数时，其函数体内不能包含另一个函数的定义。但可以嵌套调用函数，在调用一个函数的过程中又调用另一个函数。例5-5例5-5 函数的嵌套调用。main( ) int n=3; printf (%dn,sub1(n); int sub1(int n) int i,a=0; for (i=n; i0; i-) a+=sub2(i); return a ; int sub2(int n) return n+1; 程序输出结果：9 5.6 函数的递归调用递归的基本概念递归调用：在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用该函数本身，称为函数的递归调用。递归函数：在函数体

8、内调用该函数本身。例如：直接调用sub函数本身int sub(int x) int y,z; if( ) z=sub(y); else return ;数值型问题递归函数的编程方法对于数值型问题，首先要找出解题的数学公式，这个公式必须是递归定义的，且所处理的对象要有规律地递增或递减，然后确定递归结束条件。例5-6 5.6 函数的递归调用例5-6 编一递归函数求n! 思路：以求4的阶乘为例:4!=4*3!，3!=3*2!，2!=2*1!，1!=1，0!=1。递归公式：n! =1 （n=0, 1）n(n-1)! （n1）递归结束条件：当n=1或n=0时，n!=1。动画演示f (4)4*f (3)3

9、*f (2)2*f (1)2*13*2*14*3*2*124f (4)的执行过程程序示例有些问题不能直接用数学公式求解，非数值问题比数值问题更难找出递归算法，它不能用一个递归公式表示。首先要把问题由繁化简，由大化小，而某个小问题的解法与原问题解法相同，并且越来越简单直到有确定的解。例5-7 5.6 函数的递归调用非数值型问题递归函数的编程方法例5-7 编制一递归函数，将一个十进制正整数（如:15613）转换成八进制数形式输出。思路：十进制整数转换成八进制整数的方法是除8逆向取余。 余数： 商：15613%8=5 15613/8=19511951%8=7 1951/8=243243%8=3243

10、/8=3030%8=630/8=33%8=33/8=0结果：36375 该题实际上是要把一个十进制数除以8得到的余数逆向输出。就是先得到的余数后输出，最后得到的余数最先输出。我们先由大化小：求八进制数变成求一系列余数的问题。求第一个余数是将15613除以8取余，因为先得到的余数后输出，所以把这个余数存在一个变量m中，接下去求下一个余数。和求第一个余数的方法相同，只是被除数变成了15613除以8的整数商1951。因此，这是一个递归调用的问题。定义变量m存放余数，x存放被除数。 先求出余数m：m=x%8; 求x除以8取余后的整数商：x=x/8; 如果x不等于0，递归调用该函数，否则执行。 输出余数

11、m。 返回调用点。递归算法描述如下：例5-7 编制一递归函数，将一个十进制正整数（如:15613）转换成八进制数形式输出。#include stdio.hvoid dtoo(int x) int m; m=x%8; x=x/8; if (x!=0) dtoo(x); printf(%d,m);例5-7 编制一递归函数，将一个十进制正整数（如:15613）转换成八进制数形式输出。main( ) int n; scanf(%d,&n); printf(%d=(,n); dtoo(n); printf()8n);程序运行情况：1561315613=(36375)85.7 数组作为函数参数数组元素作函

12、数实参数组名作函数参数用多维数组名作函数参数例5-8例5-9说明例5-11例5-10有两个数组a,b，各有10个元素，将它们对应地逐个相比（即a0与b0比）。如果a数组中的元素大于b 数组中的相应元素的数目多于b数组中元素大于a数组中相应元素的数目（如aibi6次，biai3次，其中i每次为不同的值），则认为a数组大于b数组，并分别统计出两个数组相应元素大于、等于、小于的次数。例5-8 数组元素作为函数实参举例说明程序运行情况：enter array a:1 3 5 7 9 8 6 4 2 0enter array b:5 3 8 9 -1 -3 5 6 0 4aibi 4 timesai=b

13、i 1 timesaibi 5 timesarray a is smaller than array b例5-8 数组元素作为函数实参举例说明程序示例 数组名作为参数的说明：在普通变量或下标变量作函数参数时，形参变量和实参变量是由编译系统分配的两个不同的内存单元。在函数调用时发生的值传送是把实参变量的值赋予形参变量。在用数组名作函数参数时，不是进行值的传送，即不是把实参数组的每一个元素的值都赋予形参数组的各个元素。因为实际上形参数组并不存在，编译系统不为形参数组分配内存。前面曾介绍过，数组名就是数组的首地址。因此在数组名作函数参数时,实际是把实参数组的首地址赋予形参数组名。形参数组名取得该首地

14、址之后，也就等于有了实在的数组。实际上是形参数组和实参数组为同一数组，共同拥有一段内存空间。 数组名作为参数的说明：上图说明了这种情形。图中设a为实参数组，类型为整型。a占有以2000为首地址的一块内存区。b为形参数组名。当发生函数调用时，进行地址传送，把实参数组a的首地址传送给形参数组名b，于是b也取得该地址2000。于是a，b两数组共同占有以2000为首地址的一段连续内存单元。从图中还可以看出a和b下标相同的元素实际上也占相同的两个内存单元(整型数组每个元素占二字节)。例如a0和b0都占用2000和2001单元，当然a0等于b0。类推则有ai等于bi。 例5-9 编程序，实现字符串连接。算

15、法思想：将s2字符串连接到s1字符串后。ABD0 s10 s11 s1i-1 s1is1字符串while (s1i!=0) i+;S2字符串EF0k=0;while (s2k!=0) s1i=s2k; i+; k+; s20 s21 例5-9 编程序，实现字符串连接。scat函数还可简化为：void scat(char str1 ,char str2 ) int i=0,k=0; while (str1i) i+; while (str1i+=str2k+);程序运行情况:Input s1:I am Input s2: teacher!Output s1:I am teacher!Output

16、 s2:teacher!程序示例用选择法对数组中十个整数进行由小到大排序。排序的算法如下： 1） 先从b0 b9的十个整数中找出最小的数，与元素b0交换。 2） 接下来在从b1 b9的九个整数中找出最小的数，与元素b1交换。依次类推，每一次比较，减少比较一个数，共比较九次，剩下最大的数留在b9。例5-10 数组名作函数参数举例说明3以5个整数的排序为例，说明选择法的比较过程：b0 b1 b2 b3 b4 3 6 1 9 4 未排序时的情况 1 6 3 9 4 将5个数中的最小数1与b0 互换 1 3 6 9 4 将4个数中的最小数3与b1 互换 1 3 4 9 6 将3个数中的最小数4与b2

17、互换 1 3 4 6 9 将2个数中的最小数6与b3 互换 剩下最大的数留在b4。例5-10 数组名作函数参数举例说明3void sort(int b ,int n) int i,j,k,t ; for(i=0;in-1;i+) k=i; for(j=i+1;jn;j+) if(bjbk) k=j; t=bk; bk=bi; bi=t; 例5-10数组名作函数参数举例说明3main( ) int a10,i; printf(enter the arrayn); for(i=0;i10;i+) scanf(%d,&ai); sort(a,10); printf(the sorted array：

18、 n); for(i=0;ib?a:b;return(c);main()int a=8; /a为局部变量*/printf(%d,max(a,b);形参a、b作用范围局部变量a作用范围全局变量b作用范围 程序运行情况：8例5-12 外部变量与内部变量同名举例 5-9 变量的存储类别动态存储方式和静态存储方式静态存储方式:全局变量，静态局部变量static动态存储方式：函数形参，自动变量，函数调用时的现场保护和返回地址。自动变量auto 变量函数中的局部变量没有用static声明，都是自动变量。调用该函数时系统给他们分配存储空间，函数调用结束时这些存储空间被自动释放。静态局部变量static变量函

19、数中的局部变量的值在函数调用结束后不消失而保留原值，即起占用的存储单元不释放，在下一次调用该函数时，该变量已有值，就是上一次函数调用结束时的值。例5-13f(int a) auto b=0；static c=3；*/函数f中静态局部变量c（static）*/ b=b+1；c=c+1；return a+b+c； main( ) int a=2； for(i=0；i3；i+) printf(%d ，f(a)； 程序运行结果：7 8 9例5-13 静态局部变量的值函数调用过程中,各变量值的变化图示第几次调用调用时初值 调用结束时的值 b c b ca+b+c第一次第二次第三次 0 0 0 3 4 5

20、 1 1 1 4 5 6 7 8 9例5-13 静态局部变量的值5.10 预处理命令宏定义文件包含条件编译C语言中的编译预处理命令有：所有的预处理命令以符号#开头，并且每个预处理命令必须单独占一行，不使用分号作为结束符。宏定义 无参宏定义 定义的一般形式为： #define 标识符 字符串例如：#define PI 3.1415926带参宏定义带参宏定义的一般形式为#define 宏名(形参表) 字符串在字符串中含有各个形参。带参宏调用的一般形式为： 宏名(实参表)； 如：#define S(a,b) a+b area=S(3,2)*5;例5-14例5-15#define R 3.0#defi

21、ne PI 3.1415926#define L 2*PI*R#define S PI*R*Rmain() printf(L=%fnS=%fn,L,S);程序运行情况：L=18.849556S=28.274333例5-14无参宏定义 说明：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。如要终止其作用域可使用# undef命令。在进行宏定义时，可以引用已定义的宏名，可以层层置换。#define PI 3.1415926#define CIRCLE(R,L,S,V) L=2*PI*R;S=PI*R*R;V=4.0/3.0*PI*R*R*Rmain()float r,l,s,v; scanf(%f,&r); CIRCLE(r,l,s,v); printf(r=%6.2f,l=%6.2f,s=%6.2f,v=%6.2fn,r,l,s,v);程序运行情况:输入：3.5输出：r=3.50,l=21.99,s=38.48,v=179.59例5-15 带参宏定义文件包含 文件包含命令行的一般形式有两种：#include 文件名 例如#include s1