C语言程序设计教程电子教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第7章 函 数C语言是经过函数来实现模块化程序设计。所以较大C语言应用程序，往往是由多个函数组成，每个函数分别对应各自功效模块。7.1 函数定义与调用函数定义与调用7.2 函数嵌套调用与递归调用函数嵌套调用与递归调用7.3 数组作为函数参数数组作为函数参数7.4 内部变量与外部变量内部变量与外部变量7.5 内部函数与外部函数内部函数与外部函数7.6 变量动态存放与静态存放变量动态存放与静态存放 Return第1页7.1 函数定义与调用函数定义与调用7.1.1 7.1.1 函数定义函数定义7.1.2 7.1.2 函数返回值与函数类型函数返回值与函数类型7.1.3 7.1.3 对被调用函数说明和函数原型对被调用函数说明和函数原型7.1.4 7.1.4 函数调用函数调用7.1.5 7.1.5 函数形参加实参函数形参加实参 Return第2页7.1.1 函数定义函数定义1任何函数（包含主函数main()）都是由函数说明和函数体两部分组成。依据函数是否需要参数，可将函数分为无参函数和有参函数两种。（1）无参函数普通形式）无参函数普通形式函数类型函数名(void)说明语句部分；可执行语句部分；注注意意：在旧标准中，函数能够缺省参数表。但在新标准中，函数不可缺省参数表；假如不需要参数，则用“void”表示，主函数main()例外。第3页（2）有参函数普通形式）有参函数普通形式函数类型函数名(数据类型参数，数据类型参数2)说明语句部分；可执行语句部分；有参函数比无参函数多了一个参数表。调用有参函数时，调用函数将赋予这些参数实际值。为了与调用函数提供实际参数区分开，将函数定义中参数表称为形式参数表，简称形参表。第4页案例7.1定义一个函数，用于求两个数中大数。/*案例代码文件名：AL7_1.C*/*功效：定义一个求较大数函数并在主函数中调用*/intmax(intn1,intn2)/*定义一个函数max()*/return(n1n2?n1:n2)；main()intmax(intn1,intn2)；/*函数说明*/intnum1,num2；printf(inputtwonumbers:n)；scanf(%d%d,&num1,&num2)；printf(max=%dn,max(num1,num2)；getch();/*使程序暂停，按任一键继续*/程序演示第5页2说明说明（1）函数定义不允许嵌套函数定义不允许嵌套。在语言中，全部函数（包含主函数main()）都是平行。一个函数定义，能够放在程序中任意位置，主函数main()之前或之后。但在一个函数函数体内，不能再定义另一个函数，即不能嵌套定义。（2）空函数既无参数、函数体又为空函数。其普通形式为：函数类型函数名(void)（3）在老版本C语言中，参数类型说明允许放在函数说明部分第2行单独指定。Return第6页7.1.2 函数返回值与函数类型函数返回值与函数类型语言函数兼有其它语言中函数和过程两种功效，从这个角度看，又可把函数分为有返回值函数和无返回值函数两种。1函数返回值与return语句有参函数返回值，是经过函数中return语句来取得。（1）return语句普通格式：return(返回值表示式);（2）return语句功效：返回调用函数，并将“返回值表示式”值带给调用函数。注注意意：调用函数中无return语句，并不是不返回一个值，而是一个不确定值。为了明确表示不返回值，能够用“void”定义成“无（空）类型”。第7页2函数类型函数类型在定义函数时，对函数类型说明，应与return语句中、返回值表示式类型一致。假如不一致，则以函数类型为准。假如缺省函数类型，则系统一律按整型处理。良良好好程程序序设设计计习习惯惯：为了使程序含有良好可读性并降低犯错，凡不要求返回值函数都应定义为空类型；即使函数类型为整型，也不使用系统缺省处理。Return第8页7.1.3 对被调用函数说明和函数原型对被调用函数说明和函数原型 在ANSIC新标准中，采取函数原型方式，对被调用函数进行说明，其普通格式以下：函数类型函数类型 函数名函数名(数据类型数据类型 参数名参数名,数据类型数据类型 参数名参数名2)；语言同时又要求，在以下2种情况下，能够省去对被调用函数说明：（1）当被调用函数函数定义出现在调用函数之前时。因为在调用之前，编译系统已经知道了被调用函数函数类型、参数个数、类型和次序。（2）假如在全部函数定义之前，在函数外部（比如文件开始处）预先对各个函数进行了说明，则在调用函数中可缺省对被调用函数说明。Return第9页7.1.4 函数调用函数调用 在程序中，是经过对函数调用来执行函数体，其过程与其它语言子程序调用相同。语言中，函数调用普通形式为：函数名函数名(实际参数表实际参数表)切切记记：实参个数、类型和次序，应该与被调用函数所要求参数个数、类型和次序一致，才能正确地进行数据传递。在语言中，能够用以下几个方式调用函数：（1）函函数数表表示示式式。函数作为表示式一项，出现在表示式中，以函数返回值参加表示式运算。这种方式要求函数是有返回值。（2）函函数数语语句句。C语言中函数能够只进行一些操作而不返回函数值，这时函数调用可作为一条独立语句。（3）函函数数实实参参。函数作为另一个函数调用实际参数出现。这种情况是把该函数返回值作为实参进行传送，所以要求该函数必须是有返回值。第10页说明说明：（1）调用函数时，函数名称必须与含有该功效自定义函数名称完全一致。（2）实参在类型上按次序与形参，必须一一对应和匹配。假如类型不匹配，C编译程序将按赋值兼容规则进行转换。假如实参和形参类型不赋值兼容，通常并不给出犯错信息，且程序依然继续执行，只是得不到正确结果。（3）假如实参表中包含多个参数，对实参求值次序随系统而异。有系统按自左向右次序求实参值，有系统则相反。TurboC和MSC是按自右向左次序进行。Return第11页7.1.5 函数形参加实参函数形参加实参函数参数分为形形参参和实实参参两种，作用是实现数据传送。形参出现在函数定义中，只能在该函数体内使用。发生函数调用时，调用函数把实参值复制1份，传送给被调用函数形参，从而实现调用函数向被调用函数数据传送。案例案例7.3 实参对形参数据传递。/*实参对形参数据传递。*/*案例代码文件名：AL7_3.C*/第12页voidmain()voids(intn);/*说明函数*/intn=100;/*定义实参n，并初始化*/s(n);/*调用函数*/printf(n_s=%dn,n);/*输出调用后实参值，便于进行比较*/getch();/*/voids(intn)inti;printf(n_x=%dn,n);/*输出改变前形参值*/for(i=n-1;i=1;i-)n=n+i;/*改变形参值*/printf(n_x=%dn,n);/*输出改变后形参值*/程序演示第13页说明：（1）实参能够是常量、变量、表示式、函数等。不论实参是何种类型量，在进行函数调用时，它们都必须含有确定值，方便把这些值传送给形参。所以，应预先用赋值、输入等方法，使实参取得确定值。（2）形参变量只有在被调用时，才分配内存单元；调用结束时，即刻释放所分配内存单元。所以，形参只有在该函数内有效。调用结束，返回调用函数后，则不能再使用该形参变量。（3）实参对形参数据传送是单向，即只能把实参值传送给形参，而不能把形参值反向地传送给实参。（4）实参和形参占用不一样内存单元，即使同名也互不影响。Return第14页7.2函数嵌套调用和递归调用7.2.1 函数嵌套调用函数嵌套调用函数嵌套调用是指，在执行被调用函数时，被调用函数又调用了其它函数。这与其它语言子程序嵌套调用情形是类似，其关系可表示如图7-1。第15页案例7.4计算s=1k+2k+3k+Nk/*案例代码文件名：AL7_4.C*/*功效：函数嵌套调用*/#defineK4#defineN5longf1(intn,intk)/*计算nk次方*/longpower=n;inti;for(i=1;ik;i+)power*=n;returnpower;第16页longf2(intn,intk)/*计算1到nk次方之累加和*/longsum=0;inti;for(i=1;i1)f=power(n-1)*n;elsef=1;return(f);第19页main()intn;longy;printf(inputainteagernumber:n);scanf(%d,&n);y=power(n);printf(%d!=%ldn,n,y);getch();程序演示Return第20页 main()power()power()power()power(3)n=33*power(2)return6n=22*power(1)return2n=1return1第21页7.3 数组作为函数参数数组作为函数参数数组用作函数参数有两种形式：一个是把数组元素（又称下标变量）作为实参使用；另一个是把数组名作为函数形参和实参使用。7.3.1 数组元素作为函数参数数组元素作为函数参数 7.3.2 数组名作为函数形参和实参数组名作为函数形参和实参 Return第22页7.3.1 数组元素作为函数参数数组元素作为函数参数数组元素就是下标变量，它与普通变量并无区分。数组元素只能用作函数实参，其使用方法与普通变量完全相同：在发生函数调用时，把数组元素值传送给形参，实现单向值传送。案例7.6写一函数，统计字符串中字母个数。/*案例代码文件名：AL7_6.C*/*功效：数组元素作为函数实参*/intisalp(charc)if(c=a&c=A&c=Z)return(1);elsereturn(0);第23页main()inti,num=0;charstr255;printf(Inputastring:);gets(str);for(i=0;stri!=0;i+)if(isalp(stri)num+;puts(str);printf(num=%dn,num);getch();程序演示第24页说明：（1）用数组元素作实参时，只要数组类型和函数形参类型一致即可，并不要求函数形参也是下标变量。换句话说，对数组元素处理是按普通变量对待。（2）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两个不一样内存单元。在函数调用时发生值传送，是把实参变量值赋予形参变量。Return第25页7.3.2 数组名作为函数形参和实参数组名作为函数形参和实参数组名作函数参数时，既能够作形参，也能够作实参。数组名作函数参数时，要求形参和相对应实参都必须是类型相同数组（或指向数组指针变量），都必须有明确数组说明案例案例7.7已知某个学生5门课程成绩，求平均成绩。/*案例代码文件名：AL7_7.C*/floataver(floata)/*求平均值函数*/inti；floatav,s=a0；for(i=1；i5；i+)s+=ai；av=s/5；returnav；第26页voidmain()floatsco5,av；inti；printf(ninput5scores:n)；for(i=0；i5；i+)scanf(%f,&scoi)；av=aver(sco)；/*调用函数，实参为一数组名*/printf(averagescoreis%5.2fn,av)；getch();程序演示第27页说明说明：（1）用数组名作函数参数，应该在调用函数和被调用函数中分别定义数组，且数据类型必须一致，不然结果将犯错。比如，在本案例中，形参数组为a，实参数组为sco，它们数据类型相同。（2）C编译系统对形参数组大小不作检验，所以形参数组能够不指定大小。比如，本案例中形参数组a。假如指定形参数组大小，则实参数组大小必须大于等于形参数组，不然因形参数组部分元素没有确定值而造成计算结果错误。Return第28页7.4 内部变量与外部变量内部变量与外部变量 语言中全部变量都有自己作用域。变量说明位置不一样，其作用域也不一样，据此将语言中变量分为内部变量和外部变量。7.4.1 内部变量7.4.2 外部变量Return第29页7.4.1 内部变量内部变量在一个函数内部说明变量是内部变量，它只在该函数范围内有效。也就是说，只有在包含变量说明函数内部，才能使用被说明变量，在此函数之外就不能使用这些变量了。所以内部变量也称“局部变量”。第30页比如：intf1(inta)/*函数f1*/intb,c；/*a,b,c作用域：仅限于函数f1()中*/intf2(intx)/*函数f2*/inty,z；/*x,y,z作用域：仅限于函数f2()中*/main()intm,n；/*m,n作用域：仅限于函数main()中*/第31页关于局部变量作用域还要说明以下几点：1主函数main()中定义内部变量，也只能在主函数中使用，其它函数不能使用。同时，主函数中也不能使用其它函数中定义内部变量。因为主函数也是一个函数，与其它函数是平行关系。这一点是与其它语言不一样，应给予注意。2形参变量也是内部变量，属于被调用函数；实参变量，则是调用函数内部变量。3允许在不一样函数中使用相同变量名，它们代表不一样对象，分配不一样单元，互不干扰，也不会发生混同。4在复合语句中也可定义变量，其作用域只在复合语句范围内。Return第32页7.4.2 外部变量外部变量在函数外部定义变量称为外部变量。以这类推，在函数外部定义数组就称为外部数组。外部变量不属于任何一个函数，其作作用用域域是：从外部变量定义位置开始，到本文件结束为止。外部变量可被作用域内全部函数直接引用，所以外部变量又称全局变量。第33页案案例例7.9 输入长方体长（l）、宽（w）、高（h），求长方体体积及正、侧、顶三个面面积。/*案例代码文件名：AL7_9.C*/*功效：利用全局变量计算长方体体积及三个面面积*/ints1,s2,s3;intvs(inta,intb,intc)intv;v=a*b*c;s1=a*b;s2=b*c;s3=a*c;returnv;main()intv,l,w,h;clrscr();printf(ninputlength,widthandheight：);scanf(%d%d%d,&l,&w,&h);v=vs(l,w,h);printf(v=%ds1=%ds2=%ds3=%dn,v,s1,s2,s3);getch();程序演示第34页对于全局变量还有以下几点说明：（1）外部变量可加强函数模块之间数据联络，但又使这些函数依赖这些外部变量，因而使得这些函数独立性降低。从模块化程序设计观点来看这是不利，所以不是非用不可时，不要使用外部变量。（2）在同一源文件中，允许外部变量和内部变量同名。在内部变量作用域内，外部变量将被屏蔽而不起作用。（3）外部变量作用域是从定义点到本文件结束。假如定义点之前函数需要引用这些外部变量时，需要在函数内对被引用外部变量进行说明。外部变量说明普通形式为：extern数据类型外部变量，外部变量2；注意注意：外部变量定义和外部变量说明是两回事。外部变量定义，必须在全部函数之外，且只能定义一次。而外部变量说明，出现在要使用该外部变量函数内，而且能够出现屡次。第35页案例案例7.10 外部变量定义与说明。/*案例代码文件名：AL7_10.C*/intvs(intxl,intxw)externintxh；/*外部变量xh说明*/intv；v=xl*xw*xh；/*直接使用外部变量xh值*/returnv；main()externintxw,xh；/*外部变量说明*/intxl=5；/*内部变量定义*/printf(xl=%d,xw=%d,xh=%dnv=%d,xl,xw,xh,vs(xl,xw)；intxl=3,xw=4,xh=5；/*外部变量xl、xw、xh定义*/程序演示Return第36页7.5 内部函数和外部函数内部函数和外部函数 7.5.1 内部函数（又称静态函数）内部函数（又称静态函数）7.5.2 外部函数外部函数 7.5.3 多个源程序文件编译和连接多个源程序文件编译和连接当一个源程序由多个源文件组成时，语言依据函数能否被其它源文件中函数调用，将函数分为内内部部函函数数和外外部函数部函数。Return第37页7.5.1 内部函数（又称静态函数）内部函数（又称静态函数）假如在一个源文件中定义函数，只能被本文件中函数调用，而不能被同一程序其它文件中函数调用，这种函数称为内部函数。定义一个内部函数，只需在函数类型前再加一个“static”关键字即可，以下所表示：static函数类型函数名(函数参数表)关键字“static”，译成汉字就是“静态”，所以内部函数又称静态函数。但此处“static”含义不是指存放方式，而是指对函数作用域仅局限于本文件。使用内部函数好处是：不一样人编写不一样函数时，不用担心自己定义函数，是否会与其它文件中函数同名，因为同名也没相关系。Return第38页7.5.2 外部函数外部函数外部函数定义：在定义函数时，假如没有加关键字“static”，或冠以关键字“extern”，表示此函数是外部函数：extern函数类型函数名(函数参数表)调用外部函数时，需要对其进行说明：extern 函数类型函数类型 函数名函数名(参数类型表参数类型表)，函数名，函数名2(参数类型表参数类型表2)；案例案例7.11外部函数应用。（1）文件mainf.cmain()externvoidinput(),process(),output();input();process();output();第39页（2）文件subf1.cexternvoidinput()/*定义外部函数*/（3）文件subf2.cexternvoidprocess()/*定义外部函数*/（4）文件subf3.cexternvoidoutput()/*定义外部函数*/Return第40页7.5.3 多个源程序文件编译和连接多个源程序文件编译和连接（1）普通过程编辑各源文件创建Project（项目）文件设置项目名称编译、连接，运行，查看结果。（2）创建Project（项目）文件用编辑源文件相同方法，创建一个扩展名为.PRJ项目文件：该文件中仅包含将被编译、连接各源文件名，一行一个，其扩展名.C能够缺省；文件名次序，仅影响编译次序，与运行无关。注意：假如有某个（些）源文件不在当前目录下，则应在文件名前冠以路径。第41页（3）设置项目名称设置项目名称打开菜单，选取ProjectProjectname，输入项目文件名即可。（4）编译、连接，运行，查看结果）编译、连接，运行，查看结果与单个源文件相同。编译产生目标文件，以及连接产生可执行文件，它们主文件名，均与项目文件主文件名相同。注注意意：当前项目文件调试完成后，应选取ProjectClearproject，将其项目名称从“Projectname”中去除（去除后为空）。不然，编译、连接和运行，一直是该项目文件！第42页（5）关于错误跟踪）关于错误跟踪缺省时，仅跟踪当前一个源程序文件。假如希望自动跟踪项目中全部源文件，则应将OptionsEnvironmentMessageTracking开关置为“Allfiles”：连续按回车键，直至“Allfiles”出现为止。此时，滚动消息窗口中错误信息时，系统会自动加载对应源文件到编辑窗口中。也可关闭跟踪(将“Message Tracking”置为“Off”)。此时，只要定位于感兴趣错误信息上，然后回车，系统也会自动将对应源文件加载到编辑窗口中。Return第43页7.6 变量动态存放与静态存放介绍变量动态存放与静态存放介绍 在语言中，对变量存放类型说明有以下四种：自动变量(auto)、存放器变量(register)、外部变量(extern)、静态变量(static)。自动变量和存放器变量属于动态存放方式，外部变量和静态内部变量属于静态存放方式。7.6.1 内部变量存放方式内部变量存放方式 7.6.2 外部变量存放方式外部变量存放方式Return第44页7.6.1 内部变量存放方式内部变量存放方式 1静态存放静态内部变量（1）定义格式：static数据类型内部变量表；（2）存放特点1）静态内部变量属于静态存放。在程序执行过程中，即使所在函数调用结束也不释放。换句话说，在程序执行期间，静态内部变量一直存在，但其它函数是不能引用它们。2）定义但不初始化，则自动赋以（整型和实型）或0（字符型）；且每次调用它们所在函数时，不再重新赋初值，只是保留上次调用结束时值！（3）何时使用静态内部变量1）需要保留函数上一次调用结束时值。2）变量只被引用而不改变其值。第45页2动态存放动态存放自动局部变量（又称自动变量）（1）定义格式定义格式：auto数据类型变量表；（2）存放特点存放特点1）自动变量属于动态存放方式。在函数中定义自动变量，只在该函数内有效；函数被调用时分配存放空间，调用结束就释放。在复合语句中定义自动变量，只在该复合语句中有效；退出复合语句后，也不能再使用，不然将引发错误。2）定义而不初始化，则其值是不确定。假如初始化，则赋初值操作是在调用时进行，且每次调用都要重新赋一次初值。3）因为自动变量作用域和生存期，都局限于定义它个体内（函数或复合语句），所以不一样个体中允许使用同名变量而不会混同。即使在函数内定义自动变量，也可与该函数内部复合语句中定义自动变量同名。提议：提议：系统不会混同，并不意味着人也不会混同，所以尽可能少用同名自动变量！第46页案例案例7.13自动变量与静态局部变量存放特征。/*案例代码文件名：AL7_13.C*/voidauto_static(void)intvar_auto=0;/*自动变量：每次调用都重新初始化*/staticintvar_static=0;/*静态局部变量：只初始化1次*/printf(“var_auto=%d,var_static=%dn”,var_auto,var_static);+var_auto;+var_static;main()inti;for(i=0;i5;i+)auto_static();程序演示第47页3存放器存放存放器存放存放器变量普通情况下，变量值都是存放在内存中。为提升执行效率，语言允许将局部变量值存放到存放器中，这种变量就称为存放器变量。定义格式以下：register 数据类型变量表；（1）只有局部变量才能定义成存放器变量，即全局变量不行。（2）对存放器变量实际处理，随系统而异。比如，微机上MSC和TC将存放器变量实际看成自动变量处理。（3）允许使用存放器数目是有限，不能定义任意多个存放器变量。Return第48页7.6.2 外部变量存放方式外部变量存放方式外部变量属于静态存放方式：（1）静态外部变量只允许被根源文件中函数引用其定义格式为：static数据类型外部变量表；（2）非静态外部变量允许被其它源文件中函数引用定义时缺省static关键字外部变量，即为非静态外部变量。其它源文件中函数，引用非静态外部变量时，需要在引用函数所在源文件中进行说明：extern数据类型外部变量表；注意注意：在函数内extern变量说明，表示引用根源文件中外部变量！而函数外（通常在文件开头）extern变量说明，表示引用其它文件中外部变量。第49页静态局部变量和静态外部变量同属静态存放方式，但二者区分较大：（1）定义位置不一样。静态局部变量在函数内定义，静态外部变量在函数外定义。（2）作用域不一样。静态局部变量属于内部变量，其作用域仅限于定义它函数内；即使生存期为整个源程序，但其它函数是不能使用它。静态外部变量在函数外定义，其作用域为定义它源文件内；生存期为整个源程序，但其它源文件中函数也是不能使用它。（3）初始化处理不一样。静态局部变量，仅在第1次调用它所在函数时被初始化，当再次调用定义它函数时，不再初始化，而是保留上1次调用结束时值。而静态外部变量是在函数外定义，不存在静态内部变量“重复”初始化问题，其当前值由最近1次给它赋值操作决定。第50页务务必必切切记记：把局部变量改变为静态内部变量后，改变了它存放方式，即改变了它生存期。把外部变量改变为静态外部变量后，改变了它作用域，限制了它使用范围。所以，关键字“static”在不一样地方所起作用是不一样。Return第51页