C语言程序设计教程电子教案-第07章.ppt

第7章 函 数 C语言是通过函数来实现模块化程序设计的。所以较大的C语言 应用程序，往往是由多个函数组成的，每个函数分别对应各自的功能 模块。 7.1 函数的定义与调用 7.2 函数的嵌套调用与递归调用 7.3 数组作为函数参数 7.4 内部变量与外部变量 7.5 内部函数与外部函数 7.6 变量的动态存储与静态存储 Return 7.1 函数的定义与调用 7.1.1 函数的定义 7.1.2 函数的返回值与函数类型 7.1.3 对被调用函数的说明和函数原型 7.1.4 函数的调用 7.1.5 函数的形参与实参 Return 7.1 .1 函数的定义 1任何函数（包括主函数main()）都是由函数说明 和函数体两部分组成。根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）无参函数的一般形式 函数类型 函数名( void ) 说明语句部分； 可执行语句部分； 注意：在旧标准中，函数可以缺省参数表。但在新 标准中，函数不可缺省参数表；如果不需要参数，则用 “void”表示，主函数main()例外。 （2）有参函数的一般形式 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的值。 为了与调用函数提供的实际参数区别开，将函数 定义中的参数表称为形式参数表，简称形参表。 案例7.1 定义一个函数，用于求两个数中的大数。 /*案例代码文件名：AL7_1.C*/ /*功能：定义一个求较大数的函数并在主函数中调用*/ int max(int n1, int n2) /*定义一个函数max()*/ return (n1n2?n1:n2)； main() int max(int n1, int n2)； /*函数说明*/ int num1,num2； printf(“input two numbers:n“)； scanf(“%d%d“, /*使程序暂停，按任一键继续*/ 程序演示 2说明 （1）函数定义不允许嵌套。 在语言中，所有函数（包括主函数main()）都是平行的。一个 函数的定义，可以放在程序中的任意位置，主函数main()之前或之 后。但在一个函数的函数体内，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、函数体又为空的函数。其一般形式 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 的第2行单独指定。 Return 7.1.2 函数的返回值与函数类型 语言的函数兼有其它语言中的函数和过程两种功能，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 有参函数的返回值，是通过函数中的return语句来获 得的。 （1）return语句的一般格式： return ( 返回值表达式 ); （2）return语句的功能：返回调用函数，并将“返回 值表达式”的值带给调用函数。 注意：调用函数中无return语句，并不是不返回一个值，而是 一个不确定的值。为了明确表示不返回值，可以用“void”定义成“无 （空）类型”。 2函数类型 在定义函数时，对函数类型的说明，应与return 语句中、返回值表达式的类型一致。 如果不一致，则以函数类型为准。如果缺省函数 类型，则系统一律按整型处理。 良好的程序设计习惯：为了使程序具有良好的可 读性并减少出错，凡不要求返回值的函数都应定义为 空类型；即使函数类型为整型，也不使用系统的缺省 处理。 Return 7.1.3 对被调用函数的说明和函数原型 在ANSI C新标准中，采用函数原型方式，对被调用函数进 行说明，其一般格式如下： 函数类型 函数名(数据类型 参数名, 数据类型 参数名2)； 语言同时又规定，在以下2种情况下，可以省去对被调用 函数的说明： （1）当被调用函数的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的函数类型、参数个 数、类型和顺序。 （2）如果在所有函数定义之前，在函数外部（例如文件开 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 函数的说明。 Return 7.1.4 函数的调用 在程序中，是通过对函数的调用来执行函数体的，其过程与其 它语言的子程序调用相似。 语言中，函数调用的一般形式为： 函数名(实际参数表) 切记：实参的个数、类型和顺序，应该与被调用函数所要求的 参数个数、类型和顺序一致，才能正确地进行数据传递。 在语言中，可以用以下几种方式调用函数： （1）函数表达式。函数作为表达式的一项，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 。 （2）函数语句。C语言中的函数可以只进行某些操作而不返回 函数值，这时的函数调用可作为一条独立的语句。 （3）函数实参。函数作为另一个函数调用的实际参数出现。这 种情况是把该函数的返回值作为实参进行传送，因此要求该函数必 须是有返回值的。 说明： （1）调用函数时，函数名称必须与具有该功能的自 定义函数名称完全一致。 （2）实参在类型上按顺序与形参，必须一一对应和 匹配。如果类型不匹配，C编译程序将按赋值兼容的规则 进行转换。如果实参和形参的类型不赋值兼容，通常并 不给出出错信息，且程序仍然继续执行，只是得不到正 确的结果。 （3）如果实参表中包括多个参数，对实参的求值顺 序随系统而异。有的系统按自左向右顺序求实参的值， 有的系统则相反。Turbo C和MS C是按自右向左的顺序进 行的 。 Return 7.1.5 函数的形参与实参 函数的参数分为形参和实参两种，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，调用函数把实参的值复制1份，传送给 被调用函数的形参，从而实现调用函数向被调用函数的 数据传送。 案例7.3 实参对形参的数据传递。 /*实参对形参的数据传递。*/ /*案例代码文件名：AL7_3.C*/ void main() void s(int n); /*说明函数*/ int n=100; /*定义实参n，并初始化*/ s(n); /*调用函数*/ printf(“n_s=%dn“,n); /*输出调用后实参的值，便于进行比 较*/ getch(); /* */ void s(int n) int i; printf(“n_x=%dn“,n); /*输出改变前形参的值*/ for(i=n-1; i=1; i-) n=n+i; /*改变形参的值*/ printf(“n_x=%dn“,n); /*输出改变后形参的值*/ 程序演示 说明： （1）实参可以是常量、变量、表达式、函数等。无论实参是何 种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值，以便 把这些值传送给形参。 因此，应预先用赋值、输入等办法，使实参获得确定的值。 （2）形参变量只有在被调用时，才分配内存单元；调用结束时 ，即刻释放所分配的内存单元。 因此，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）实参对形参的数据传送是单向的，即只能把实参的值传送 给形参，而不能把形参的值反向地传送给实参。 （4）实参和形参占用不同的内存单元，即使同名也互不影响。 Return 35a:b:调用前： 调用结束： 35a:b: 例 5.6 交换两个数 #include main() int a=3,b=5; printf(“a=%d,tb=%dn“,a,b); printf(“swapped:n“); swap(a,b); printf(“a=%d,tb=%dn“,a,b); swap(int x,int y) int temp; temp=x; x=y; y=temp; 调用 35x:y: 35a:b: swap: temp 35a:b: x:35y: 7.2 函数的嵌套调用和递归调用 7.2.1 函数的嵌套调用 函数的嵌套调用是指，在执行被调用函数时，被调用函数又调 用了其它函数。这与其它语言的子程序嵌套调用的情形是类似的， 其关系可表示如图7-1。 案例7.4 计算s=1k+2k+3k+N k /*案例代码文件名：AL7_4.C*/ /*功能：函数的嵌套调用*/ #define K 4 #define N 5 long f1(int n,int k)/*计算n的k次方*/ long power=n; int i; for(i=1;i1) f=power(n-1)*n; else f=1; return(f); main() int n; long y; printf(“input a inteager number:n“); scanf(“%d“, y=power(n); printf(“%d!=%ldn“,n,y); getch(); 程序演示 Return 7.3 数组作为函数参数 数组用作函数参数有两种形式：一种是把数组元素 （又称下标变量）作为实参使用；另一种是把数组名作 为函数的形参和实参使用。 7.3.1 数组元素作为函数参数 7.3.2 数组名作为函数的形参和实参 Return 7.3.1 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别。数 组元素只能用作函数实参，其用法与普通变量完全相同： 在发生函数调用时，把数组元素的值传送给形参，实现单 向值传送。 案例7.6 写一函数，统计字符串中字母的个数。 /*案例代码文件名：AL7_6.C*/ /*功能：数组元素作为函数实参*/ int isalp(char c) if (c=a else return(0); main() int i,num=0; char str255; printf(“Input a string: “); gets(str); for(i=0;stri!=0;i+) if (isalp(stri) num+; puts(str); printf(“num=%dn“,num); getch(); 程序演 示 说明： （1）用数组元素作实参时，只要数组类型和函数的 形参类型一致即可，并不要求函数的形参也是下标变量 。换句话说，对数组元素的处理是按普通变量对待的。 （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的两个不同的内存单元 。在函数调用时发生的值传送，是把实参变量的值赋予 形参变量。 Return 7.3.2 数组名作为函数的形参和实参 数组名作函数参数时，既可以作形参，也可以作实参 。 数组名作函数参数时，要求形参和相对应的实参都必 须是类型相同的数组（或指向数组的指针变量），都必 须有明确的数组说明 案例7.7 已知某个学生5门课程的成绩，求平均成绩。 /*案例代码文件名：AL7_7.C*/ float aver(float a ) /*求平均值函数*/ int i； float av,s=a0； for(i=1；i5；i+) s += ai； av=s/5； return av； void main() float sco5,av； int i； printf(“ninput 5 scores:n“)； for(i=0；i5；i+) scanf(“%f“, 程序演 示 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，否则结 果将出错。例如，在本案例中，形参数组为a，实参数 组为sco，它们的数据类型相同。 （2）C编译系统对形参数组大小不作检查，所以形 参数组可以不指定大小。例如，本案例中的形参数组a 。 如果指定形参数组的大小，则实参数组的大小必须 大于等于形参数组，否则因形参数组的部分元素没有确 定值而导致计算结果错误。 Return 7.4 内部变量与外部变量 语言中所有的变量都有自己的作用域。变量说 明的位置不同，其作用域也不同，据此将语言中的 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 7.4.1 内部变量 在一个函数内部说明的变量是内部变量，它只在 该函数范围内有效。 也就是说，只有在包含变量说明的函数内部，才 能使用被说明的变量，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”。 例如： int f1(int a) /*函数f1*/ int b,c； /*a,b,c作用域：仅限于函数f1()中*/ int f2(int x) /*函数f2*/ int y,z； /*x,y,z作用域：仅限于函数f2()中*/ main() int m,n； /*m,n作用域：仅限于函数main()中*/ 关于局部变量的作用域还要说明以下几点： 1主函数main()中定义的内部变量，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 函数中定义的内部变量。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同的，应予以注意 。 2形参变量也是内部变量，属于被调用函数；实参变 量，则是调用函数的内部变量。 3允许在不同的函数中使用相同的变量名，它们代表 不同的对象，分配不同的单元，互不干扰，也不会发生混淆 。 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 7.4.2 外部变量 在函数外部定义的变量称为外部变量。以此类推，在 函数外部定义的数组就称为外部数组。 外部变量不属于任何一个函数，其作用域是：从外部 变量的定义位置开始，到本文件结束为止。 外部变量可被作用域内的所有函数直接引用，所以外 部变量又称全局变量。 案例7.9 输入长方体的长（l）、宽（w）、高（h），求长方体体积 及正、侧、顶三个面的面积。 /*案例代码文件名：AL7_9.C*/ /*功能：利用全局变量计算长方体的体积及三个面的面积*/ int s1,s2,s3; int vs(int a,int b,int c) int v; v=a*b*c; s1=a*b; s2=b*c; s3=a*c; return v; main() int v,l,w,h; clrscr(); printf(“ninput length,width and height： “); scanf(“%d%d%d“, v=vs(l,w,h); printf(“v=%d s1=%d s2=%d s3=%dn“,v,s1,s2,s3); getch(); 程序演示 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的数据联系，但又使这些函数 依赖这些外部变量，因而使得这些函数的独立性降低。 从模块化程序设计的观点来看这是不利的，因此不是非用不可时 ，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 量的作用域内，外部变量将被屏蔽而不起作用。 （3）外部变量的作用域是从定义点到本文件结束。如果定义点之 前的函数需要引用这些外部变量时，需要在函数内对被引用的外部变 量进行说明。外部变量说明的一般形式为： extern 数据类型 外部变量，外部变量2； 注意：外部变量的定义和外部变量的说明是两回事。外部变量的 定义，必须在所有的函数之外，且只能定义一次。而外部变量的说明 ，出现在要使用该外部变量的函数内，而且可以出现多次。 案例7.10 外部变量的定义与说明。 /*案例代码文件名：AL7_10.C*/ int vs(int xl,int xw) extern int xh； /*外部变量xh的说明*/ int v； v=xl*xw*xh； /*直接使用外部变量xh的值*/ return v； main() extern int xw,xh； /*外部变量的说明*/ int xl=5； /*内部变量的定义*/ printf(“xl=%d,xw=%d,xh=%dnv=%d“,xl,xw,xh,vs(xl,xw)； int xl=3,xw=4,xh=5； /*外部变量xl、xw、xh的定义*/ 程序演示 Return 7.5 内部函数和外部函数 7.5.1 内部函数（又称静态函数） 7.5.2 外部函数 7.5.3 多个源程序文件的编译和连接 当一个源程序由多个源文件组成时，语言根据函数 能否被其它源文件中的函数调用，将函数分为内部函数和 外部函数。 Return 7.5.1 内部函数（又称静态函数） 如果在一个源文件中定义的函数，只能被本文件中的函数调用， 而不能被同一程序其它文件中的函数调用，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，如下所示： static 函数类型 函数名(函数参数表) 关键字“static”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态 函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域 仅局限于本文件。 使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心 自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有 关系。 Return 7.5.2 外部函数 外部函数的定义：在定义函数时，如果没有加关键字“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 函数名(参数类型表)，函数名2(参数类型表 2)； 案例7.11 外部函数应用。 （1）文件mainf.c main() extern void input(),process(),output(); input(); process(); output(); （2）文件subf1.c extern void input()/*定义外部函数*/ （3）文件subf2.c extern void process()/*定义外部函数*/ （4）文件subf3.c extern void output()/*定义外部函数*/ Return 7.5.3 多个源程序文件的编译和连接 （1）一般过程 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 用编辑源文件相同的方法，创建一个扩展名为.PRJ的 项目文件：该文件中仅包括将被编译、连接的各源文件 名，一行一个，其扩展名.C可以缺省；文件名的顺序， 仅影响编译的顺序，与运行无关。 注意：如果有某个（些）源文件不在当前目录下，则 应在文件名前冠以路径。 （3）设置项目名称 打开菜单，选取ProjectProject name，输入项目文 件名即可。 （4）编译、连接，运行，查看结果 与单个源文件相同。编译产生的目标文件，以及连接 产生的可执行文件，它们的主文件名，均与项目文件的 主文件名相同。 注意：当前项目文件调试完毕后，应选取Project Clear project，将其项目名称从“Project name”中清除（清 除后为空）。否则，编译、连接和运行的，始终是该项 目文件！ （5）关于错误跟踪 缺省时，仅跟踪当前一个源程序文件。如果希望自动 跟踪项目中的所有源文件，则应将OptionsEnvironment Message Tracking开关置为“All files ”：连续按回车键，直 至“All files”出现为止。此时，滚动消息窗口中的错误信息 时，系统会自动加载相应的源文件到编辑窗口中。 也可关闭跟踪(将“Message Tracking”置为“Off”)。此时 ，只要定位于感兴趣的错误信息上，然后回车，系统也会 自动将相应源文件加载到编辑窗口中。 Return 7.6 变量的动态存储与静态存储简介 在语言中，对变量的存储类型说明有以下四种 ：自动变量(auto)、寄存器变量(register)、外部变量 (extern)、静态变量(static)。自动变量和寄存器变量属 于动态存储方式，外部变量和静态内部变量属于静态 存储方式。 7.6.1 内部变量的存储方式 7.6.2 外部变量的存储方式 Return 7.6.1 内部变量的存储方式 1静态存储静态内部变量 （1）定义格式： static 数据类型 内部变量表； （2）存储特点 1）静态内部变量属于静态存储。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，静态内部变量始终存在，但其它函数是不能引用它 们的。 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的函数时，不再重 新赋初值，只是保留上次调用结束时的值！ （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的值。 2）变量只被引用而不改变其值。 2动态存储自动局部变量（又称自动变量） （1）定义格式：auto 数据类型 变量表； （2）存储特点 1）自动变量属于动态存储方式。在函数中定义的自动变量，只 在该函数内有效；函数被调用时分配存储空间，调用结束就释放。 在复合语句中定义的自动变量，只在该复合语句中有效；退出复 合语句后，也不能再使用，否则将引起错误。 2）定义而不初始化，则其值是不确定的。如果初始化，则赋初 值操作是在调用时进行的，且每次调用都要重新赋一次初值。 3）由于自动变量的作用域和生存期，都局限于定义它的个体内 （函数或复合语句），因此不同的个体中允许使用同名的变量而不 会混淆。即使在函数内定义的自动变量，也可与该函数内部的复合 语句中定义的自动变量同名。 建议：系统不会混淆，并不意味着人也不会混淆，所以尽量少用 同名自动变量！ 案例7.13自动变量与静态局部变量的存储特性。 /*案例代码文件名：AL7_13.C*/ void auto_static(void) int var_auto=0;/*自动变量：每次调用都重新初始化*/ static int var_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);