第7章函数.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,北京邮电大学出版社,*,第,7,章 函数,7.1,函数概述,7.2,函数的定义和调用,7.3,函数的嵌套调用,7.4,函数的递归调用,7.5,局部变量和全局变量,7.6,数据的存储类别,7.7,内部函数与外部函数,本章小结,习题参考答案,北京邮电大学出版社,7.1,函数概述,在日常生活中，人们常将复杂的大问题分解成若干个简单的小问题分别求解，以降低解决问题的复杂度。在进行计算机程序设计时，程序员也经常把一个复杂的应用程序划分为若干个功能较为简单的程序模块，然后分别实现每个模块。例如：设计一个学校信息管理系统，设计时把任务分解为教务管理、图书管理、后勤管理、财务管理、办公管理等模块。教务管理又包括学籍、成绩、排课等模块，最后再分别编程实现每个模块。,在,C,语言中，模块功能由函数来完成。函数本质上是一段可以被重复调用的、功能相对独立的程序段。引入函数主要有两个目的：一是便于结构化、模块化的编程。二是解决代码的重复。函数是,C,源程序的基本组成单位。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，其他函数之间也可以互相调用。,北京邮电大学出版社,7.1,函数概述,函数从用户使用的角度来看，有两种类型：标准函数和用户自定义函数。,1,标准函数,即库函数。由系统提供的已设计好的函数，用户可直接调用，主要包括：数学函数，如：求实数的绝对值函数,fabs(),，平方根函数,sqrt(),等。输入输出函数如：输入函数,scanf(),，输出函数,printf(),等。,2,用户自定义函数,由用户根据具体问题而自己定义的函数，功能上相当于其他语言中的过程。,从函数的形式上来看，函数又可分为无参函数和有参函数。,北京邮电大学出版社,7.2,函数的定义和调用,7.2.1,函数定义,函数的定义就是编写函数的程序以实现函数的功能。下面举一个函数定义及调用的例子。,例,7.1,编程序，求长方形的面积,#include stdio.h,main(),float,x,y,s,;,float,area(float,x,float,y);/*,对调用函数的声明*,/,scanf(%f%f,&x,&y,);,s=,area(x,y,);/*,调用函数*,/,printf(The,area is:%.2fn,s);,float,area(float,x,float,y)/*,定义,area,函数*,/,float z;,z=x*y;,return z;/*,返回函数值*,/,程序运行结果如下：,8,The area is:40.00,北京邮电大学出版社,上面的程序由两个函数组成，一个是,main(),函数，一个是自定义函数,area(),。,area(),函数有两个参数,x,和,y,，,area(),函数的功能是计算,x,和,y,的乘积，并将其值返回到主函数。通过这个程序可以看出函数定义的一般形式。,定义的一般形式：,函数类型说明 函数名（形式参数说明表列）函数首部,变量说明部分,执行部分函数体,说明：,（,1,）函数类型说明是用来说明该函数返回值的类型，如果没有返回值，则其类型说明符应为“,void”,，即空类型。例如，在例,7-1,中的,area,函数是一个,float,类型的函数，其返回的函数值是一个浮点数。如果函数的返回值是整型，可以省略，因此也可以说函数类型缺省时，其类型为,int,型。,（,2,）函数名必须是一个合法的标识符，与变量的命名规则相同，且不能与其他函数或变量重名。,北京邮电大学出版社,（,5,）当函数需要返回一个确定的值时，须通过“,return,（表达式）,;”,语句来实现，其中表达式就是函数的返回值，例,return(z);,，即返回,z,的值。如果没有,return,语句，或,return,语句不带表达式并不表示没有返回值，而是返回一个不确定的值。若不希望有返回值，则必须在定义函数时说明“函数类型”为“,viod”,型。,（,3,）形式参数是各种类型的变量,形式参数可有可无。如果有，各参数之间用逗号间隔，且形式参数的值是由主调函数在调用时传送过来的；如果无，则此函数为无参函数，如例,7.3,中的,printstar(),函数。,（,4,）函数体包括两部分，变量说明部分通常用来定义在函数体中使用的变量、数组等，执行部分是函数功能的实现，通常由可执行语句构成。,北京邮电大学出版社,例,7.2,下面定义一个函数,max(),求两个整数的最大值,int,max(int,x,int y),int z;,if(x,y),z=x;,else,z=y;,return z;,main(),int,a,b,c,;,a=10;,b=12;,c=,max(a,b,);,printf(max,=%,d,c,);,运行结果：,max=12,北京邮电大学出版社,该自定义函数类型为,int,，有两个形式参数,x,和,y,，类型均为,int,（注意形式参数的说明格式）。,例,7.3,下面定义一个无参、且无返回值的函数,prinstar,(),，在主函数中调用该函数。,void printstar(),printf(*n);,main(),int i;,printstar,();,printf(tHow,are youn);,printstar();,程序运行结果：,*,How are you,*,该函数的类型说明为“,void”,，所以为无返回值的函数，而且没有形式参数。,北京邮电大学出版社,7.2.2,函数调用,定义一个函数，目的是为了使用，因此要在程序中调用该函数才能执行它的功能。,1,函数调用的一般形式：,函数名（实际参数表列）,;,如果为无参函数，则无实际参数表，但括弧不能省略。实际参数表列中的参数称为实际参数（简称实参），它们可以是常数、变量和表达式。各实参之间用逗号分隔，并且实参的个数、类型应该与函数的形式参数的个数、类型一致。,北京邮电大学出版社,2,函数调用的方式,按函数在程序中出现的位置来分，可以有以下两种函数调用方式。,函数语句,把函数调用作为一条语句。一般形式为：,函数名（实际参数表列）,;,这种方式常用于调用一个没有返回值的函数，只要求函数完成一定的操作。如例,7.3,中的,printstar(),函数，调用方式为,printstar();,又如我们前面所用到的,printf(),和,scanf(),函数都是以函数语句的方式调用函数。,函数表达式,函数作为表达式中的一部分出现在表达式中，以函数返回值参与表达式的运算。,这种方式要求函数是有返回值的。例如：,a=abs(-3);,函数,abs(),是表达式的一部分，它的值赋给变量,a,。,北京邮电大学出版社,3,函数调用的过程,在执行函数调用时，实际上系统要完成以下过程：,（,1,）被调函数的所有形式参数分配内存，再计算实际参数的值，并一一对应地赋予相应的形式参数（对于无参函数，不做该项工作）,;,（,2,）为函数说明部分定义的变量分配存储空间，再依次执行函数的可执行语句。当执行到“,return(,表达式,)”,语句时，计算返回值（如果无返回值的函数，不做该项工作）,;,（,3,）释放在本函数中定义的变量所占用的存储空间（对于,static,类型的变量，其空间不释放），返回主调函数继续执行。,北京邮电大学出版社,4,函数声明,同变量一样，函数的调用也遵循“先声明，后使用”的原则。,（,1,）调用库函数时，一般需要在程序的开头用“,#include”,命令。例：当调用,getchar,(),函数时要在程序的开头加一条命令“,#include”,；调用数学库中的函数，应该在程序的开头加一条命令“,include”,，这是因为对该函数的说明等一些信息包含在相应的,.h,文件中。故调用某个库函数，必须包含相应的头文件。,（,2,）调用用户自己定义的函数，而且该函数与主调函数在同一个程序中，一般应该在主调函数中对被调用的函数作声明。即向编译系统声明将要调用哪些函数，并将有关信息通知编译系统。,函数声明的格式：,函数类型说明符 被调函数名（参数类型,1,，参数类型,2,）,;,函数类型说明符 被调函数名（参数类型,1,，形参,1,，参数类型,2,，形参,2,）,;,例如：声明函数,float area(float x,float y);,声明函数,float area(float,float);,两者效果相同,当满足下面两个情况之一时，在主调函数中可以不对被调函数进行声明：,被调函数定义在主调函数之前时，对被调函数的声明可以省去。,被调函数的返回值类型是整型或字符时，对被调函数的声明可以省去。,北京邮电大学出版社,7.2.3,形式参数和实际参数,形式参数简称形参，形参是函数定义时函数名后括号中的变量。实际参数简称实参，实参是指调用函数时函数名后括号中的常量、变量或表达式。在调用函数时，将实参的数值求解出来赋给形参，使形参在数值上和实参相同。但是读者要注意，在,Turbo C,中，对实参的求值顺序是自右至左。例如：,例,7.4,main(),int i=10,j;,j=,fun(i,+i,);,printf(j,=%,dn,j,);,int,fun(int,a,int b),int,c;,if(a,b),c=1;,else,if(a,=b),c=0;,else,c=-1;,return c;,北京邮电大学出版社,在,turbo C,系统上运行结果为：,j=0,在运行时按照自右至左的顺序求出实际参数的数值，先计算,+i,的值，其值为,11,，把其值,11,赋给,b,，因此形式参数,b=11;,再计算,i,的值，其值也为,11,，把,i,的值赋给,a,，因此形式参数,a,的值也为,11,。所以表达式,fun(i,+i,),的值为,0,。请读者自己思考，如果按照自左至右的顺序计算实际参数的值，此时结果又为多少？,调用函数时，大多数情况下，主调函数与被调函数之间有数据传递关系。主调函数向被调函数传递数据主要是通过函数的参数进行的，而被调函数向主调函数传递数据一般是利用,return,语句实现的。,C,语言提供了两种参数传递数据方式：按值传递和按地址传递。,1,按值传递,按值传递是：函数调用时，主调函数把实参的值传给被调函数的形参，形参的变化不会影响实参的值。这是一种单向的数据传送方式。,当实际参数是变量、常量、表达式或数组元素，形式参数是变量名时，函数传递数据方式采用的是“按值传递”。,通过下面的例子说明函数调用时数据的传递。,北京邮电大学出版社,通过下面的例子说明函数调用时数据的传递。,例,7.5,void,swap(int,x,int,y),int t;,t=x;,x=y;,y=t;,printf(x,=%,d,y,=%,dn,x,y,);,main(),int,a,b,nummax,;,scanf(%d,%d,&a,&b,);,swap(a,b,);,printf(a,=%,d,b,=%,dn,a,b,);,程序运行结果如下：,18,，,15,x=15,，,y=18,a=18,，,b=15,北京邮电大学出版社,2,按地址传递,按址传递是：函数调用时，主调函数把实参的地址传给被调函数的形参。实质上这还是“值的传递”，即主调函数把实参的地址值传给了形参，地址值的传递是单向传递。由于传递的是地址，使形参与实参共享同一存储单元中的数据，这样通过形参可以直接引用或处理该地址中的数据。,当数组名作函数参数时，函数传递数据方式采用的是“按址传递”。要求形参和相对应的实参都必须是类型相同的数组。,北京邮电大学出版社,例,7.6,数组,score,中存放了一个学生的,5,门课程的成绩，求平均成绩。,float average(float array5)/*,形参为数组名*,/,int i;,float,aver,sum,=array0;,for(i,=1;i5;i+),sum=,sum+arrayi,;/*,求和*,/,aver=sum/5;,return(aver,);,北京邮电大学出版社,main(),float score5,aver;,int i;,printf(input,5 scores:);,for(i,=0;i,y?x:y,;,return(z,);,main(),extern,a,b,;,printf(%dn,max(a,b,);,北京邮电大学出版社,7.7,内部函数与外部函数,在,C,程序中，除,main(),函数以外，其他函数都是为了调用而设计的。一个,C,程序可以由多个程序文件组成的，根据被调用的函数是否在本文件内之内，将函数分为内部函数和外部函数。,1,内部函数,如果一个函数只能被本文件中其他的函数调用，而不能被其他源文件中的函数调用，称为内部函数，有时也称静态函数。在定义内部函数时，在数据类型前需加上,static,。,其定义的格式为：,static,数据类型 函数名（形参说明表列）,由于内部函数只局限于在本源程序调用，因此在不同的源文件中即使有同名的内部函数，也互不干扰，这样有利于多人合作编写程序，不同的人编写函数时，只要把本源文件中的函数定义成内部函数，就不会干扰。,北京邮电大学出版社,2,外部函数,外部函数是指可以被其他源文件调用的函数，在定义函数时如果在最前面冠以关键字“,extern”,，则此函数就为外部函数。例如函数的首部为：,extern int fun(int,x,int,y),如果在定义函数时省略,extern,，则隐含为外部函数。本书前面所用的函数都是外部函数。,北京邮电大学出版社,本章小结,1,函数的基本概念，函数在程序设计中的作用。,2,函数定义的一般形式为,;,函数类型 函数名（形式参数表列）,说明部分,执行语句部分,3,函数的声明，哪些情况函数可以不声明。,说明格式：存贮类型 数据类型 函数名（形参表列）,;,以下二种情况之一可省略声明：,被调用函数的定义出现在主调函数的定义之前,;,被调用函数的返回值为,int,型,;,4,函数的实参、形参是函数间传递数据的通道，二者应类型一致，个数相同。在函数中调用另一个函数时，实际参数的值传递到形式参数中，实现了参数的传递。,北京邮电大学出版社,5,函数调用时实参与形参的参数传递方式有两种：值传递和地址传递。,（,1,）值传递：形参和实参变量各自有不同的存贮单元，被调用函数中形参变量的变化不会影响实参变量的值。,（,2,）地址传递：实参与形参使用相同的存储单元，因此在被调用函数中对形式参数操作使形式参数的值发生变化会使实参变量的值同时发生变化。利用这个特性，可以在被调用函数中把处理结果赋给某个形式参数，即存入该形参的存储空间，当函数返回时，通过实际参数的存储空间把处理结果带给了调用函数，可实现多数值的返回。,6,变量的存储类别有四种：即自动型（,auto,）、静态型（,static,）、寄存器型（,register,）外部型（,extern,），变量的存储类别决定了其作用域和生存期。变量未说明存储类别默认为自动型。,7,局部变量又称内部变量，其作用域限制在所定义的函数中。局部自动变量是用得最多的一种变量。静态局部变量具有一定的特殊性，它在程序运行的整个过程中都占用内存单元，但只在定义它的函数中才可以被使用，函数调用结束后，该变量虽然仍在内存中，但是不可以被使用，即它的作用域和生存期的不一致。,北京邮电大学出版社,8,全局变量的作用域是从全局变量定义之后直到该源文件结束的所有函数。通过用,extern,作引用说明，全局变量的作用域可以扩大到整个程序的所有文件。但全局变量增加了程序的不稳定性。,9,内部函数与外部函数,（,1,）只能被本文件其他函数所调用的函数称为内部函数，在定义内部函数时，必须在函数名和函数类型前面加,static,说明。,（,2,）可以被其他文件中的函数所调用的函数称外部函数，在定义外部函数时，可以在函数名和函数类型前面加,extern,说明，省略,extern,说明则默认为外部函数。在需要调用此函数的文件中，一般要用,extern,说明所用的函数是外部函数。,北京邮电大学出版社,习题参考答案,一、选择题,1.A D C C B 6.B A D D C 11.D B B C B,北京邮电大学出版社,