a函数与运算符的重.ppt

第5章 函数与运算符的重载 5.1 三次方程求根程序的设计 5.2 函数的说明与使用 5.3 函数的嵌套与递归 5.4 函数与运算符的重载 5.5 函数与C+程序结构 5.6 程序实例 1 5.1 三次方程求根程序的设计 - 计算三次方程x3+px+q=0的一个实根的公式为 xr= n为了从系数p、q 计算实根xr,把公式的计算分解为下面 几步： 1）令实数xrA+B ; 2）令实数A, B 分别为实数 R,S 的立方根： 3）令 R = -q/2 + a, S = -q/2a ; (5.2) 4）令 a = sqrt (q/2) *(q/2) + (q/3) * (q/3) * (q/3) ; 实际的计算过程为： 用(4)计算得到a ; 用(3)计算得到 R 和S ；求出 R 和 S 的立方根 A 和 B ;最后得到实根xr。 2 5.1 三次方程求根程序的设计 计算立方根的迭代公式 Float cuberoot（float x）/精确到小数点后6位 float root , croot； const float eps1e6； crootx ；do rootcroot； croot（2*rootx/（root*root）/3； while（fabs（crootroot）eps）； return（croot）； 3 5.1 三次方程求根程序的设计 # includeiostream.h /program5-1 # includemath.h float cuberoot（float）； void main（void） float p, q, xr； coutInput parameters p,q: ； cinpq; float asqrt (q/2) *(q/2) + (q/3) * (q/3) * (q/3) ; xrcuberoot（q2a）cuberoot（q2a）； coutendlThe real root of the equation isxr； float cuberoot（float x） 4 5.1 三次方程求根程序的设计 课本p129显示了不使用函数的程序。其中croot 的立方根的运 算进行了两次,所以该计算程序要重复两次, 当程序较长,或计 算次数更多时，采用“子程序”的方案可以大大缩短程序的长 度。 特别是当程序比较复杂时，可以使得程序显得清晰，在 program5_1 中，main（）中不涉及计算立方根的细节，显得 简洁，而在cuberoot（）中只解决一个浮点数的立方根的计算 ，也很清楚。 另外，还可以把立方根的计算与C+语言中的运算符和标准函数 对应起来，当在程序中对于cuberoot（y）给出了定义之后， 就可以在主函数或其它用户定义的函数中，像运算符或标准函 数那样使用了，如cuberoot（x）的使用与a+b， sin（x）的 使用没有什么区别。 5 5.2 函数的说明与使用 - 参看书p130的5.2节 C+程序允许两种函数说明语句的形式，我们把它们分别称 为函数原型（或函数声明）和函数定义。 n1函数原型 n函数原型（亦称函数声明）用来指出函数的名称，类型和 参数，其格式为： 属性说明类型函数名（参数表）； int add (int a, int b); inline void swap (float void print (char *) ； 6 5.2.1 函数的说明 属性说明：可缺省，一般可以是下面的关键字之一：inline，static， virtual, friend 等。 inline 表示该函数为内联函数； static 表示该函数为静态函数； virtual 表示该函数为虚函数； friend 表示该函数为某类(class)的友元函数。 类型：指函数的返回类型。 函数名：一个标识符。 参数表：它可能为空，void 或类型参数名，类型参数 名 的形式。 main() ，print(void) ， cuberoot(float x) ， add(int a,int b) 7 5.2.1 函数的说明 n 2函数定义 n函数定义与函数原型的主要区别是它还包括函数 体，其格式为： 属性说明类型函数名（参数表 ）函数体 属性说明，返回类型，函数名与函数原型一致， 参数表中不可省略参数名。 函数体：由和括起来的复合语句即程序块。 program 5_1 的最后12 行就是一个函数定义。 8 函数的分类方法 1 从使用角度分类 2 从函数形式分类 9 （1）从使用角度分类 从使用角度划分，可将函数分为：系统预定义 的标准库函数（如，sin，abs等），以及由用户自 定义的函数。 程序中可直接使用（调用）系统预定义的标准 库函数，但要求在调用前使用编译预处理指令 include将对应的头文件包含进来。 由用户自定义的函数与系统预定义的标准库函 数的不同点在于，自定义函数的函数名、参数个数 、函数返回值类型以及函数所实现的功能等都完全 由用户程序来规定（指定）。 10 （2）从函数形式分类 从函数形式划分，可分为无参函数与 有参函数两类。对无参函数来说，调用它们 时不需要提供实际参数；而对有参函数进行 调用时，必须提供所需个数的且具有相匹配 数据类型的实际参数。 11 无参函数的定义 。 无参函数定义的一般形式 () . 通常用于实现某种固定功能。例如： void printStar() . 就自定义了一个叫做printStar的无参函数，比 如可用它来实现打印出一行共10个“*”的固定功能 。 12 有参函数定义的一般形式 ( ) . 通过调用处提供的不同实参值来计算出其对应的函数值 、或实现某种与传递过来的那些不同值有关的某种功能。例 如： void printStar(int k) . 就自定义了一个叫做printStar的具有1个int型形参k的 函数，比如可用它来实现打印出一行共k个“*”的自定义功 能。 13 5.2.2 函数的调用 函数调用是已定义函数的一次实际运行，与某类型的一 个变量和后文中某类的一个对象类似,函数调用是函数定 义的一个“实例”。在C+程序中，除main函数外，其它 任一函数的执行都是通过在main函数中直接或间接地调 用该函数而引发的。调用一个函数就是去执行该函数之 函数体的过程。 对无参函数进行调用的一般形式为： () 例如：printStar(); 14 对有参函数进行调用的一般形式为 ： ( ) 例如：printStar(26); 其中函数说明中的参数称为形式参数（形参） ，函数调用中的参数称为实际参数（实参）。实参 表在参数个数、参数顺序、以及参数类型等方面要 与被调函数的形参表之间有一个一一对应的相互匹 配关系。编译器将根据参数的顺序，来逐一实现实 参与对应形参的“结合”，而后执行一遍函数体（ 而完成本次的函数调用）。 15 计算机对函数进行调用的执行顺序 以Program5-1为例 (1) 根据调用语句中的函数名(cuberoot)在整个程序中搜索同名函数定 义； (2) 对实参数的参数个数，类型，顺序进行核对，判定是否与函数定义 中的形参表对应一致，在上例中只有一个浮点型参数； (3) 根据参数的类型（值参数或引用参数）进行值参数的值传递或引 用参数的换名，在上例中即是要把实参表达式的值计算出来赋给形 参x； (4) 运行函数体代码； (5) 返回调用点，并返回所要求的函数值，即返回计算结果croot 的 值。 16 关于函数原型的一点说明 当函数调用从书写顺序上先于函数定义时， C+要求必须事先列出这一函数的函数原型。 （1）无参函数定义的函数原型 ()； （2）有参函数定义的函数原型 ( )； 注意，与函数定义的一般形式相比，相当于 用分号代换了函数体，而成为其相应的函数原型 。 17 5.2.3 函数的返回 函数的返回完成两项任务： n (1) 把运行控制从函数体返回到函数 调用点。 在program5-1中就是在计算cuberoot ( -q/2+a) 之后再返回到语句 xr = cuberoot () + cuberoot () 的 计算过程中。 n(2) 根据返回值要求，返回所需要的数 据值。 18 5.2.3 函数的返回 n函数的返回值有下面几种情形： n1.返回void 类型 如果函数无值返回，应说明为void 类型。未作类型说明的函数，系 统认为是int 类型函数，应返回一整型值。 n2返回数值类型 最常见的函数是返回一个数值的函数。 例如： int add（int a，int b）； 当函数要返回的数值不止一个时，情况比较复杂，一般它可以以结构 或类的形式，也可以以结构，数组或对象指针类型方式实现，这样的 实例在后面的章节可以见到。 n 3返回引用类型 值返回方式是C 和Pascal 语言中唯一的返回方式，C+语言提供的引 用返回概念是一种很强的功能，当函数定义中把该函数说明为某类型 的引用类型时，该函数调用后返回的不单是值，而是包含返回值的变 量（或对象）。由于返回引用与引用类型有关，所以这样的实例将在 下节介绍。 19 函数应用实例 1. 实例1 - 无须给出函数f的原型 设 f(x) = (x*x+x+1)/2-5.5。 （1）求z = (f(2.5)+2*f(6)/f(4.3)，并显示结果z。 （2）对任意输入的一个实数a，求出f(a)并显示。 程序执行后的交互结果如下： z=4.90618 Input a=10 f(a)=50 20 程序编制： #include double f (double x) double y; y=(x*x+x+1)/2-5.5; return (y); /对非void类型的函数，必须有一个 /return语句，由它返回函数值 21 void main() double z,a; z=(f(2.5)+2*f(6)/f(4.3); /调用自定义函数f couta; cout; return ( ); 第一种格式的return用于立即从被调函数中返回, 当函 数类型为void时，应使用这种格式的返回语句。 当函数类型为非void型时，应使用第二或第三种格式的 return语句，此两种格式的语句效果完全相同（可将第二 种格式看成是第三种格式的省略形式），系统此时都将计 算出表达式的值，并“携带”该值立即从被调函数中返回 。 25 2. 实例2 - main在前而被调函数f 在后时，必须先列出函数f的原型 设 f(x) = (x*x+x+1)/2-5.5。 （1）求z = (f(2.5)+2*f(6)/f(4.3)，并显示结果z。 （2）对任意输入的一个实数a，求出f(a)并显示。 程序执行后的交互结果如下： z=4.90618 Input a=10 f(a)=50 26 程序编制： #include double f (double x); /函数f的原型 void main() /同上，从略 double f (double x) /被调函数f的具体定义 /同上，从略 27 3. 实例3 - 无参函数，实现固定功能 编无参函数，void printStar()，它负责完成 固定功能：在同一行连续显示60个“*”。并编制 主函数main，对该函数实现调用，使程序执行后 的显示结果如下： the result of first call to printStar(): * the result of second call to printStar(): * 28 程序编制： #include void printStar() /自定义无参函数printStar for(int i=1; i void printStar(int k) /k为形参，由调用处的实参提供实际 值 for(int i=1; ik; printStar(k); /函数调用，带去输入的实参k 33 5. 实例5 - 二参函数 编二参函数，void printStar(int k, int n)，它负责显示出k行“*”来，且每行 均显示连续的n个“*”。并编制主函数，对 该函数实现调用，使程序执行后的显示结果 样式如下： k,n=? 4 15 * * * * 34 程序编制： #include void printStar(int k, int n) /负责显示出k行*来，且每行均显示连续的n个* for(int i=1; ikn; printStar(k, n); /以输入的k与n为实参去调用printStar 36 6. 实例6 - 无参函数，全局变量 编无参函数，void printStar()，并结合使 用全局变量k与n，使每调用一次该函数，总显示 出k行“*”来，且每行均显示连续的n个“*”， 并编制主函数，对该函数实现调用，使程序执行 后的显示结果样式如下： k,n=? 3 20 * * * 37 程序编制： #include int k,n; /int型全局变量k，n /* 在所有函数之外（即在不属于任一函数定义的外 面）说明的变量为全局变量，其作用域即有效区域 为整个文件（或具有多个文件的整个程序，详细请 参看本章的5.7及5.8节）。 */ 38 void printStar() /无参函数printStar /其中所用的k与n都是全局变量 for(int i=1; ikn;