函数的高级应用

函数的高级应用第1页，共17页，2023年，2月20日，星期日课程内容安排数组作为函数参数。查找算法的函数实现。排序算法的函数实现。函数模板的定义和应用。函数重载的应用。第2页，共17页，2023年，2月20日，星期日数组作为函数参数数组作为函数参数，是指以数组名作为实际参数传递给函数，其要求形参和相对应的实参都必须是类型相同的数组，都必须有明确的数组说明。当形参和实参二者不一致时，即会发生错误。此外，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，而是是地址的传送，也就是说把实参数组的首地址赋予形参数组名。第3页，共17页，2023年，2月20日，星期日查找的函数实现所谓查找是根据用户指定的查找目标，在以某一数据结构存储的数据中进行检索查询，一直到找到该目标或查找失败。查找时实际应用中使用非常频繁的，因此经常将查找封装成函数，以便在其他函数中直接调用。本节要介绍的是针对所有数据结构而言两种通用的查找方法：顺序查找和折半查找的函数实现。第4页，共17页，2023年，2月20日，星期日顺序查找顺序查找就是在一个已知无序队列中找出与给定关键字相同的数的具体位置。顺序查找的原理是让关键字与队列中的数从第一个开始逐个比较，直到找出与给定关键字相同的数为止，如果到查找到队列的最后一个元素还未找到，则查找失败。顺序查找的实现流程如图9.4所示。第5页，共17页，2023年，2月20日，星期日折半查找的函数实现所谓折半查找是指在数组基本有序下，从初始的查找数组开始，每次与当前查找区间的中间点位置上的元素值进行比较，相同则查找成功，不成功则当前的查找区间就缩小一半。这一过程不断重复直至找到目标值在数组中的位置，或者直至当前的查找区间为空（即查找失败）时为止，流程图如图9.6所示。第6页，共17页，2023年，2月20日，星期日除了查找外，排序也是实际程序中的一项基本应用。由于实际工作中处理的数量巨大，所以排序对算法本身的速度要求很高。本节将介绍C++中使用函数实现两种常见的排序算法：冒泡排序算法和快速排序算法。排序的函数实现第7页，共17页，2023年，2月20日，星期日冒泡排序是一种最为常见也最原始的排序方法，其实现思想是依次两两比较待排序的数组元素；若为逆序（递增或递减）则进行交换，将待排序元素从左至右比较一遍称为一趟“冒泡”。每趟冒泡都将待排序列中的最大关键字交换到最后（或最前）位置，直到全部元素有序为止。冒泡排序的函数实现第8页，共17页，2023年，2月20日，星期日由于冒泡排序使用了一个双重循环，因此不管数组是否基本有序，都必须完成n2次比较，这对于排序来说是非常影响效率的。而快速排序是对冒泡排序的一种改进，快速排序的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

快速排序的函数实现第9页，共17页，2023年，2月20日，星期日函数模板函数模板是C++的新特性，这个概念在C语言中是没有的。与函数不同的是，函数模板不是一个实实在在的函数，而是对逻辑功能相同，但数据类型不同的一族函数的统一描述。利用函数模板，可以对函数的类型（返回类型，以及参数类型）进行参数化处理，也就是函数的类型也可以象变量一样改变。利用函数模板可以用一种逻辑过程，处理不同类型的数据，从而极大地提高了编程的效率。第10页，共17页，2023年，2月20日，星期日函数重载读者知道，在C++程序中不允许有相同的函数出现，否则调用时无法区分到底使用哪一个。区分两个函数靠的不仅是函数名，还有函数的参数列表。如果多个函数拥有相同的函数名，但参数列表不同，这是C++所允许的，这种方式称为函数重载。第11页，共17页，2023年，2月20日，星期日小结本章作为第8章函数的一个延伸，主要就函数的相关高级应用作了具体讲解。针对数组作为函数的参数进行传递，本章通过具体的示例进行了介绍。此外，在现实生活中，查找和排序的使用较为频繁，本章分别介绍了几种常用的查找函数和排序函数的实现。对于函数的高级应用，本章还具体讲解了函数模板的定义及其实例化，并简要介绍了函数的重载。有关函数模板和函数重载的相关内容，在后续章节还将继续介绍。第12页，共17页，2023年，2月20日，星期日习题【题目121】编写一个C++函数，利用数组名作为函数参数对数组中的所有元素进行升序排列，并输出排序前和排序后的数组元素。【分析】该试题主要考查数组作为函数参数的传递过程。读者需要注意，在用数组名作为函数参数进行传递时，函数传递的不是数组中数组元素的真实值而是数组在内存中的实际地址。因此，在进行排序时可考虑冒泡排序算法，即两两比较数组元素，将其中较大的元素依次排到数组的后面，通过数组元素的交换来实现。第13页，共17页，2023年，2月20日，星期日【题目122】有n个数，已按由小到大顺序排列好，要求输入一个数，把它插入到原有数列中，而且仍然保持有序，同时输出新的数列。【题目123】编写函数利用数组名作参数计算数组arr[3][4]所有元素的和。【题目124】使用函数重载的方法定义两个重名函数，分别求出整型数的两点间距离和浮点型数的两点间距离。【题目125】利用重载编写求整数绝对值和求实数绝对值两个函数。第14页，共17页，2023年，2月20日，星期日【题目126】编写一个函数，返回二维数组a[m][n]中所有元素的平均值，假定采用变量v存放平均值。【题目127】编写一个递归函数计算出数组a中n个元素的平方和并返回结果。【题目128】编写一个递归函数voidp(intn);，当n的值为5时显示出如下图形。【题目129】定义一个函数模板，使其能够完成两个整型、字符型和浮点型变量的值的交换，并在主函数中将其实例化。第15页，共17页，2023年，2月20日，星期日【题目130】编写一个函数，从一个二维整型数组中查找具有最大值的元素，由引用参数row和col带回该元素的行号和列号。【题目131】编写一个函数，对于二维字符数组a中保存的M个字符串，分别统计并输出其长度小于5、大于等于5且小于15、大于等于15的字符串个数。【题目132】编写一个递归函数，求出两个自然数m和n的最小公倍数。第16页，共17页，2023年，2月20日，星期日【题目133】编写一个函数，实现strcat函数的功能，把s2所指字符串连接到s1所指字符串的后面，并返回s1指针。【题目134】编写一个函数，实现strcmp函数的功能，比