过程抽象－函数课件

高级语言程序设计

§4过程抽象一函数

高级语言程序设计・2005春季

过程抽象

本章的内容结构和阅读要点

-函数

■函数（§4.2）

■变量的局部性（§4.3）

■递归函数（§4.4）

■函数名重载（§4.5）

■内联函数（§4.6）

■条件编译（§4.8）

2

高级语言程序设计・2005春季

过程抽象

-函数

§4.3变量的局部性

3

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

全局变量

部性

全局变量与■全局变量是指定义在函数外部的变量，它们能被所

局部变量有函数使用。

变量的存储

分配■全局变量可以定义在函数外的任何地方。如果在使

C++程序的用一个全局变量时未见到它的定义，则在使用前要

多模块结构对该全局变量进行声明。

标识符的作

用域#incIude<iostream>

usingnamespacestd;voidf()

名空间intx(0);//全局变量{externintx;//全局变量声明

voidf(){x++;}

voidg(){x++;}

X=o

intmain()nt

{f0；g0；x++;

cout«x«endI;

return0;

4

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

局部变量

部性

全局变量与局部变量是指在复合语句中定义的变量，它们只能

局部变量在定义它们的复合语句（包括内层复合语句）中使

变量的存储

分配用。

C++程序的函数体中定义的变量只能在定义它们的函数体内使

多模块结构

用。void千()

标识符的作{inty;//局部变量

用域y++;//正确

x++;//错误

名空间

)

voidmain()

{intx;

x++;//正确

y++;//错误

while(){x++;//正确

5

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

局部变量

部性

全局变量与局部变量的定义可以放在复合语句的任何位置，但

局部变量是在复合语句中局部变量定义之前不能使用它们。

变量的存储

分配函数的形式参数也可以看成是局部变量，它们只能

C++程序的在相应的函数中使用。

多模块结构

标识符的作voidmain()

用域{……

x++;//错误

名空间

intx;

while(){x++;//正确

}

)

6

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

变量的存储分配（生存期）

部性

全局变量与■通常把程序运行时一个变量占有内存空间的时间段

局部变量称为该变量的生存期。

变量的存储

分配■C++把变量的生存期分为静态、自动和动态三种：

C++程序的♦具有静态生存期的变量，它们的内存空间从程序开始执

多模块结构行时就进行分配，直到程序结束时才收回它们的空间。

标识符的作（全局变量具有静态生存期）

用域

♦具有自动生存期的变量，它们的内存空间在程序执行到

名空间

定义它们的复合语句（包括函数体）时才分配；当定义

它们的复合语句执行结束时，它们的空间将被收回。（

局部变量和函数参数一般具有自动生存期）

♦具有动态生存期的变量，其内存空间用new操作分配、用

delete操作收回。（动态变量具有动态生存期）

7

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

存储分配（生存期）

部性

全局变量与在定义局部变量时，可以为它们加上存储类修饰符

局部变量来指出它们的生存期。

变量的存储

分配♦auto：自动存储类，局部变量的默认存储类，具有自动

生存期。

C++程序的

多模块结构♦static：静态存储类，具有静态生存期。

标识符的作♦register：寄存器存储类（建议编译程序将局部变量的空

用域

间分配在CPU的寄存器中），具有自动生存期。

名空间

static存储类的局部变量的作用是：它能在函数调

用时获得上一次调用结束时该局部变量的值，即

static存储类使得某些局部变量的值能在函数多次

调用之间得以保留。

8

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

存储分配（生存期）一举例

部性

全局变量与#inoIude<iostream>

局部变量usingnamespacestd;

变量的存储intz=0;

voidf()

分配

{intx=0;

C++程序的staticinty=0;

多模块结构x++;y++;z++;

cout<X"x="x<<",y=，z«y<<",z=""zendl;

标识符的作}

用域intmain()

{f();

名空间z++;

f();

return0;

}

9

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

存储分配(生存期)

部性

全局变量与■程序的内存分配：

局部变量

♦静态数据区(staticdata):用于全局变量、static存储类

变量的存储的局部变量以及常量的内存分配；

分配

♦代码区(code)：存放所有的函数代码；

C++程序的

多模块结构栈区(stack)：用于auto存储类的局部变量、函数的形

标识符的作参以及函数调用时有关信息的内存分配；

用域堆区(heap):用于动态变量的内存分配。

名空间

■在C++中如果定义变量时没有进行初始化，对于全

局变量和static存储类的局部变量，编译程序将隐

式地将它们初始化为0;对于其他变量不进行初始

化。

10

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

C++程序的多模块结构

部性

全局变量与在逻辑上，一个C++程序由一些全局函数、全局常

局部变量量、全局变量/对象以及类的定义构成，其中必须

变量的存储

分配有且仅有一个名字为main的全局函数。

C++程序的在物理上，我们通常可以按照某种规则对构成C++

多模块结构

程序的各个逻辑单位（全局函数、全局常量/变量/

标识符的作

用域对象、类等）的定义进行分组，分别把它们放在若

名空间干个源文件中。

11

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

C++程序的多模块结构

部性

全局变量与■在程序设计中，模块是一个可单独编译的程序单

局部变量

位。一个模块一般包含两个部分：接口和实现。

变量的存储

分配■在C++中，一个模块通常由两个源文件构成：.h

C++程序的文件（用于存放模块的接口定义）和.cpp文件（

多模块结构

用于存放模块的实现）。

标识符的作

用域■文件包含命令：

名空间#includev文件名〉：在系统指定的目录下寻找指定的文

件；

♦#include“文件名”：先在包含葫句必㊀命令的源文件所

在的目录下查找指定文件，然后再在系统指定的目录下

寻找指定文件。

12

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

程序的多模块结构一举例

部性C++

全局变量与■MDstddef.h

局部变量

变量的存储■define.h

分配■Agentitem.h

C++程序的

多模块结构■Agectltem.cpc

标识符的作

用域

名空间

13

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

标识符的作用域

部性

全局变量与标识符的作用域(scope)是指一个定义了的标

局部变量

识符的有效范围，即该标识符所标识的程序实体

变量的存储

分配能被访问的程序段。

C++程序的标识符的作用域一方面对定义了的标识符的使用

多模块结构

进行限制，另一方面也隐含着：作用域不相交的

标识符的作

用域两个标识符可以同名。

名空间C++把标识符的作用域分为：局部作用域、全局

作用域、文件作用域、函数作用域、函数原型作

用域、类作用域和名空间作用域。

14

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

局部作用域

部性

全局变量与局部作用域(localscope)是指在函数定义或复

局部变量

合语句中，从标识符的定义点开始到函数定义或

变量的存储

分配复合语句结束之间的程序段。

C++程序的C++中的局部常量名、局部变量名/对象名以及函

多模块结构

数的形参名具有局部作用域。

标识符的作

1:voidf(inty)

用域

2:{y++；〃正确■y的作用域：1〜8行

名空间3:x++；〃错误■x的作用域：4〜8行

4:intx;

5:x++；〃正确

6:doublex;〃错误，w墓定义

7:chary；〃错误，宜:定义■y的作用域：9~12行

8:}

9:voidg(doubley)//确■x的作用域：10T2行

10:{doublex;//正确

11:f⑴；〃正确

12:)

15

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

局部作用域的嵌套

部性

全局变量与如果在一个标识符的局部作用域中包含其他复合

局部变量

语句（内层复合语句），并且在该内层复合语句

变量的存储

分配中定义了一个同名的不同实体，则外层定义的标

C++程序的识符的作用域应该是从其作用域中扣除内层同名

多模块结构标识符的作用域之后得到的作用域。

标识符的作

1:voidf()

用域

2:■intx（第3行）的作用域：

名空间3:intx;♦3〜12行

4:x++;

5:while(!x)■doublex（第8行）的作用域：

6:♦8~1。行

7:x++;

8:doublex;-内层作用域覆盖了外层作用域。

9:x=1.0;

10:}

11:x++;

12:}

16

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

全局作用域

部性

全局变量与全局作用域(globalscope)是指构成C++程序的

局部变量

所有源文件。

变量的存储

分配全局变量名/对象名、全局常量名和全局类名的作

C++程序的用域一般具有全局作用域，它们在整个程序中可

多模块结构

用。

标识符的作

用域#incIude<iostream>

usingnamespacestd;

名空间intp(5),q(7);//全局变量

voidf(){p++;q++;}

voidmain()

{P+二q;

f()；

}

17

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

全局作用域

部性

全局变量与如果在某个局部作用域中定义了与某个全局标识

局部变量符同名的标识符，则该全局标识符的作用域应扣

变量的存储

分配掉与之同名的局部标识符的作用域。

C++程序的1:intx;

多模块结构2:voidf()x（第1行）的作用域:

标识符的作3:{……所有源文件

4:intx;〃局部变量x

用域

5:x++;x（第4行）的作用域:

名空间6:■■■■■■♦4~7行

7:)

18

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

全局作用域

部性

全局变量与■在局部标识符的作用域中若要使用与其同名的全

局部变量局标识符，则需要使用全局域选择符（作用域运

变量的存储

分配算符：：）对全局标识符进行修饰。

程序的

C++1:intx;

多模块结构2:voidf()

标识符的作3:{……

4:intx;〃局部变量x

用域

5:x++;

名空间6:::x++;//全局变量X

7:)

19

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

全局作用域

部性

全局变量与在使用全局标识符时，若该标识符的定义点在其

局部变量他源文件中或在本源文件中使用点之后，则在使

变量的存储

用前需要声明它们。

分配//fiIe2.cpp

C++程序的//fi1e1.cppinty=0;

多模块结构intx=1;voidf(){

externinty;y++;

标识符的作intmain0{x+=z;〃错误

)

用域x+二y;

cout«z;〃错误doubIez=2.0;

名空间)voidg()

{cout«z;}

通常把全局标识符的声明放在某个.h文件中，在

需要使用这些全局标识符的源文件中用/include

命令把声明文件包含进来。

20

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

全局作用域

部性

全局变量与■在C++程序中，有时会出现下面的错误：

局部变量

声明了一个未定义的全局标识符；

变量的存储

声明了一个存在两个或两个以上定义的全局标识符；

分配

C++程序的■上述错误在编译的过程中不会发现，在联接的过

多模块结构程中会提示错误：

标识符的作

用域♦unresolvedexternalsymbol:

名空间Xalreadydefinedinfile:YYY

21

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

文件作用域

部性

全局变量与文件作用域(filescope)是指单独的源文件。

局部变量

在全局标识符的定义中加上static修饰符，则该全

变量的存储

分配局标识符就成为具有文件作用域的标识符，它们

C++程序的只能在定义它们的源文件中使用。

多模块结构

在函数外用const定义的常量名具有文件作用域。

标识符的作

用域//fiIe1.cpp

intx=1;//全局变量

名空间externinty;

voidf(){//fiIe1.cpp

x+二y;staticintx=1;//具有文件作用域的变量

)constintL=10；//具有文件作用域的常量

externinty;

staticvoidf()//具有文件作用域的函数

(

x+二y;

)

22

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

文件作用域&全局作用域

部性

全局变量与一般情况下，具有全局作用域的标识符主要用于

局部变量表示被程序各个模块共享的程序实体；而具有文

变量的存储

分配件作用域的标识符用于标识在一个模块内部共享

C++程序的的程序实体。

多模块结构

标识符的作

用域

名空间

23

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

函数作用域

部性

全局变量与函数作用域(functionscope)是指由整个函数定

局部变量义所构成的程序段。

变量的存储

分配语句标号是唯一具有函数作用域的标识符，可以

C++程序的在定义它们的函数体中任何地方访问它们。

多模块结构

函数作用域与局部作用域的区别：

标识符的作

用域函数作用域包括整个函数，而局部作用域是从定义点开

名空间始到函数定义或复合语句结束；

在函数体中，一个语句标号只能定义一次；

voidf(intx)

inty;♦语句标号的作用域可以和同名的其他标识符的作用域重

gotox;

gotoy;叠。

x:y二x;

y：x二y;

)

24

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

函数原型作用域

部性

全局变量与函数原型作用域(functionprototypescope)是指

局部变量用于函数声明的函数原型，其中的形式参数名(

变量的存储

分配如果给出)的作用域从函数原型开始到函数原型

C++程序的结束。

多模块结构

标识符的作voidf(intx,doubley)//其中x和y的作用域从“(”开始到

用域“)”结束

名空间

25

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

名空间(namespace)

部性

全局变量与对于一个多文件构成的程序，有时会面临一个问

局部变量题：在一个源文件中要用到两个分别在其他文件

变量的存储

分配中定义的同名的全局实体。

C++程序的//fiIe1.cpp//fiIe2.cpp

多模块结构

voidf(....)voidf(....)

标识符的作

用域

名空间)}

//main.cpp

intmain()

{f()；//这里要使用fiIe1.cpp中定义的f

f()；//这里要使用file2.cpp中定义的f

)

26

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

名空间(namespace)

部性

全局变量与名空间是给一组程序实体的定义取一个名字，使

局部变量之构成一个作用域一名空间作用域。

变量的存储

分配在一个名空间中定义的全局标识符，其作用域为

C++程序的该名空间。当在一个名空间外部需要使用该名空

多模块结构

间中定义的全局标识符时，可以用该名空间的名

标识符的作

用域字来修饰。

名空间

27

高级语言程序设计・2005春季

函数名空间(namespace)举例

//fiIe1.h//fiIe1.cpp

函数的定义

namespaceA(namespaceA{

函数的调用externintx;intx=1;

voidf();voidf(){x++;}

函数的参数voidg();voidg(){f0；X-=2;}

传递))

//fiIe2.h//fiIe2.cpp

namespaceB{

namespaceB(

externdoubIex;doubIex=1.0;

voidf();voidf(){x+=2;}

voidg();voidg();{x-=2;}

}1

//main,cpp

intmain0

A::f0；

B::f0；

A::x=0;

28

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

名空间(namespace)

部性

全局变量与using声明

局部变量

♦using〈名空间,：使用某个名空间上的程序实体时，如果

变量的存储这些程序实体的名与其他全局实体的名不冲突，可在使

分配

用前使用using声明。

C++程序的

多模块结构也可以分别对某个名空间中的程序实体采用using声明。

标识符的作

//main,cpp

用域intmain()//main.cpp

{usingnamespaceA;intmain()

名空间{usingA::f;

f0；〃fiIe1中定义的f

B::f0；f0；〃fiIe1中定义的f

x=0;//fiIe1中定义的xB::f0;

A::x=0;//fiIe1中定义的x

}

29

高级语言程序设计・2005春季

变量的局

名空间(namespace)

部性

全局变量与■无名名空间

局部变量

♦对于不是定义在某个名空间中的全局程序实体，可以把

变量的存储它们看作是定义在一个全局的无名空间中。

分配

可以把文件作用域的程序实体定义成一个局部于各个源

C++程序的

多模块结构文件的无名名空间。

标识符的作namespace{

用域intx,y;<Ostaticintx,y;

名空间

■std名空间

♦C++标准库中的程序实体定义在std名空间中。

30

高级语言程序设计・2005春季

过程抽象

-函数

§4.4

31

高级语言程序设计・2005春季

递归函数递归函数的定义

递归函数的■如果一个函数在其函数体中直接或间接地调用了自

定义己，则该函数称为递归函数。直接调用自己的称为

递归函数举

例直接递归，间接调用自己的称为间接递归。

■在定义递归函数时，一定要对两种情况给出描述：

♦递归条件。递归条件指出何时进行递归调用，属于问题求

解的一般情况。

♦结束条件。结束条件指出何时不需递归，它描述了问题求

解的特殊情况或基本情况，在该情况下不需递归就能得出

结果。

32

高级语言程序设计・2005春季

递归函数递归函数实例

递归函数的■例：求用单第n个fibonacci数。

定义f0(/?=1)

递归函数举fib(n)=1(，7=2)

例

fib(n-2)+fib(n-i){n>3)

#inoIude<iostream>

usingnamespacestd;

intmain()

{intn;

cin»n;

intfib_1二0;

intfib_2=0;

for(inti=1;i<=n;i++)

{inttemp=fib_1+fib_2;

fib_1二fib_2;"

fib_2=temp;

)

cout««n<<”个斐波那契数是："*fib_2«endl;

return0;

□

33

高级语言程序设计・2005春季

递归函数递归函数实例

递归函数的■例：求用单第n个fibonacci数。

定义f0(/?=1)

递归函数举fib(n)=1(，7=2)

例

fib(n-2)+fib(n-i){n>3)

#inoIude<iostream>

usingnamespacestd;

intfib(intn)

{if(n-0)return0;〃结束条件

elseif(n=1)〃结束条件

return1;

eIse

returnfib(n-2)+fib(n-1);//递归条件

}

intmain()

{intn;

cin»n;

cout。"第"6n«”个斐波那契数是：“"fib(n)«endI;

return0;

}

34

高级语言程序设计・2005春季

递归函数递归函数实例

递归函数的■例：求解n!。

定义

#inoIude<iostream>

递归函数举usingnamespacestd;

例intfactor(intn)

{if(n=0)return1;

returnn*factor(n-1);

}

intmain()

{intn;

cin»n;

cout«n«”的阶乘是：“<<factor(n)«endI;

return0;

}

35

高级语言程序设计・2005春季

递归函数递归与循