C语言程序设计PPT教学课件-第七章 用函数实现模块化程序设计.ppt

第七章 用函数实现模块化程序设计,交实验报告140页3题 格式：按照上机指导书171页附录d格式书写 采用统一的实验报告纸,算法是解决具体问题的方案,基本要求:根据给出的算法编写程序,7.1 为什么要用函数,实际的软件开发,实际问题往往由多个基本问题构成。 要求软件开发人员首先分析问题,将问题分解为基本问题。 其次,逐个解决每个基本问题。,程序与问题的关系,对软件开发人员的要求,分析并分解问题（高级要求）。 设计解决基本问题的函数（基本要求）。,例,ia 和 ib 为两个整数，ia 是基数，ib 是指数. 如何计算,变量result保存最后结果，base为底数，exponent为指数。 result=1; for(counter=1;counter=exponent;counter+) result*=base;,计算35、 55、 85,问题,如果要分别计算100对整数的次幂，需要多少for?,解决方案,我们制造一个零件（函数），它负责计算次幂 当需要计算次幂时，告诉零件基数和指数，零件返回结果。 函数就象提供服务的人。,第一个角度： 程序就是机器。 函数就是零件。 程序由函数构成。 第二个角度： 函数可以为其他函数提供服务，就象服务人员。,1. 什么是函数？,函数就是可以完成某项基本任务的一组语句。 函数名是唯一的。 函数可以被其他的函数使用，称为函数的调用。,参数,主调用函数给被调用函数一些数据，即参数。 被调用函数根据参数值完成相应的工作。,返回值,被调用函数完成工作后，可能会返回某些数据作为计算结果。,函数的要素,函数名 参数 返回值 函数体（语句）,函数调用示例：,一个源文件由一个或多个函数组成，是一个独立编译单元。 一个c程序由一个或多个源文件组成； c程序执行总是从main函数开始，调用其他函数后流程回到main。 函数不能嵌套定义，但可互相调用。注意不能调用main函数。,函数的分类,有参函数例(输出两数中大者) #include main( ) int max(int x,int y); int n1,n2,a; scanf(“%d,%d“,无参函数例 main() print_star(); print_message(); print_star() ; print_star() prinf(“* n”); print_message() prinf(“ hello! n ”); ,7.2 怎样定义函数,例如： print_message() printf(“hello! n ”);,例如：求x和y二者中大者 int max (int x, int y) /*x，y为形参*/ int z; /*函数体中变量的说明*/ z=xy?x:y; return (z) ; /*将z的值作为函数返回值*/,若无参数，类型标识符写void或不写,四、 形式参数和实际参数,有确定值的常量、变量或表达式,函数不加类型说明按整型处理,函数和return类型不一致以函数类型为准。,函数不返回值定义为void,六、函数值的类型,小结,int power ( int ibase, int iexponent ) 返回类型: int 函数名: power 形式参数: ibase,iexponent 形式参数的数值由实际参数决定。,注意：,int power ( int ibase, int iexponent ) 谁是被定义的函数？ 谁是参数？ 第一个int的作用是什么？ 后两个int的作用是什么？ 函数的使用者应该明确指明什么，才能使用函数？,调用函数就是使用函数。 调用函数之前，必须首先声明函数。 声明函数就是声明：函数名、函数返回值的类型和参数的类型。 例： int power(int, int)；,7.3 调用函数,一、函数调用的一般形式,函数名（实际参数表）,有参数函数,无参数函数,函数名（）,二、函数调用的具体方式,在程序编译阶段,对调用函数的合法性进行全面检查。如没有函数声明，编译到包含函数调用的语句时（如xx(a,b)），编译系统不知道xx是函数名，也无法判断实参（a,b）的类型和个数是否正确，无法进行正确性的检查。只有在运行时才会发现实参与形参的类型或个数不一致，出现运行错误。,7.4、对被调用函数的声明和函数原型,在c语言中，以上的函数说明称为函数原型。,/*定义add函数*/ float add (float x,float y) float z; z=x+y; return (z); ,main() float add(float x,float y); float a, b, c; scanf(“ %f, %f”, ,对被调用函数的说明,作为表达式被调用,3. 被调用函数是库函数的函数说明,文件开头用#include命令将调用库函数时需用到的信息“包含”到文件中(对这些库函数的原型说明全部都写在对应的头文件里)。,常用的头文件： # include “stdio.h” # include “math.h” # include “string.h”,4.省略被调用函数声明的三种情况,float add (float x,float y) float z; z=x+y; return (z); main() float a, b, c; scanf(“ %f, %f”, ,(1)被调函数定义在主函数前,(2)函数返回值为整型或字符型，系统按整型处理。,所有函数定义前，在函数的外部已说明函数类型。,char letter( char,char); float f(float,float ); int i(float,float); main( ) . char letter (char c1,char c2) float f(float x,float y) int i(float,float) ,在所有函数之前说明函数类型,此处不必说明,定义函数letter、f和i,复习,函数的要素： 名字、返回值、参数和代码 定义函数： 编写代码 声明函数： 声明名字、参数类型和返回值类型 调用函数： 给出名字和实际参数，如果有返回值则保存。,main() int i; long t; t=1; for(i=1; i=n; i+) t=t*i; printf(“n!=%ldn”,t); ,long xx(int x) long t=1; int i; if(x=0) printf(“error”); else for(i=1;i=x,i+) t=t*i; return (t); main() int n;long s; scanf(“%d”,例1：编写函数，求n!。,例题1：求1+2+3+.+100的和。 main() int i,s=0; for (i=1;i=100;i+) s=s+i; printf(“s=%d”,s);,例2：编写函数，求1+2+3+.n。,int mm(int x) int t=0; int i; for(i=1;i=x,i+) t=t+i; return (t); main() int n; int s; scanf(“%d”,执行细节 - 步骤,程序将从主函数开始执行 当发生函数调用时，主调用函数暂停 实际函数的值将被复制给形式参数（不需要任何语句，程序自动做该项工作). 被调用函数执行 遇到返回语句时，被调用函数将结果返回给主调用函数 主调用函数恢复执行,执行细节-存储分配,被调用函数执行前，系统为其变量分配内存空间（包括形式参数）。 实际参数的值被复制给形式参数 (值传递). 当被调用函数结束执行后，内存空间将被释放，下次调用时重新分配。,例:,你可以判断出下面程序的结果吗？ 程序的执行过程是怎样的？,void swap(int ia, int ib) int itemp; itemp=ia; ia=ib; ib=itemp; main() int ifirst=13, isecond=27; swap(ifirst, isecond); printf(“nia is %d“, ifirst); printf(“nib is %d“, isecond); ,main() int ifirst=13; int isecond=27; swap(ifirst, isecond); printf(“nifirst is %d“, ifirst); printf(“nisecond is %d“, isecond); ,ifirst=13 isecond=27,ifirst=13 isecond=27 ib=27 ia=13 itemp,main() int ifirst=13; int isecond=27; swap(ifirst, isecond); printf(“nifirst is %d“, ifirst); printf(“nisecond is %d“, isecond); ,void swap(int ia, int ib) int itemp; itemp=ia; ia=ib; ib=itemp; ,ifirst=13 isecond=27 ib=27 ia=13 itemp,ifirst=13 isecond=27 ib=13 ia=27 itemp,main() int ifirst=13; int isecond=27; swap(ifirst, isecond); printf(“nifirst is %d“, ifirst); printf(“nisecond is %d“, isecond); ,ifirst=13 isecond=27,总结,参数传递的时候,实际参数的数值复制给形式参数 形式参数是实际参数的“复印件”。 修改形式参数，不影响实际参数的数值。 这一机制称为：call-by-value,7.5 函数的嵌套调用,例题：编写函数，求1!+3!+5!+.k! 其中k是小于9的奇数，要求该函数中调用求阶乘函数求出各阶乘的值。,double xx(int x) double t=1; int i; for(i=1;i=x,i+) t=t*i; return (t) ; double yy(int m) double s=0; int i; for(i=1;i=m;i+) if (i%2!=0) s=s+xx(i); return(s); main() int n; double sum; scanf(“%d”,7.6、函数的递归调用,例：用递归法求n!,main() double jx(int m) int n; double t; printf(“input n :”); scanf(“%d”, ,double jx(int m) double f; if(m=1) f=1; else f=jx(m-1)*m; return f; ,数组作参数的时候，函数可以使用数组元素的“原件”。 数组的存储原理决定了这一效果。 例： int ilistlength;,7.7 数组作为函数参数,数组的存储原理,1000 1002 1004 1006 1008,10 20 30 40 50,ilist0 ilist1 ilist2 ilist3 ilist4,数组元素的地址,如果数组ilist存储在1000开始的内存空间，那么 1000是ilist0的地址， 1002是ilist1的地址， 1004是ilist2的地址。 请问，ilisti的地址？ 1000+i*2,计算机访问数组元素的原理,计算机根据数组的首地址、元素的下标和数据元素在内存的长度，计算元素的地址，然后根据地址访问数组元素。 元素的下标由程序员指定。 元素的类型是预先声明的。 数组的首地址保存在数组名中。 数组名就是数组的首地址。,计算机访问数组元素的原理,访问ilisti，就是访问地址为ilist+i*sizeof(int) 其中， ilist是首地址， i是元素的下标， sizeof(int) 是元素在内存的长度（字节为单位）。,问题,如果iarray也是数组名，而且iarray中存储的地址与ilist相同，那么iarrayi与ilisti有什么关系？ 答： 它们是同一数据元素。,一、数组元素做函数实参,例题：有两个数组a，b各有10个元素，将它们逐个对应相比，如果a数组中的元素大于b数组中相应的元素数目多于b数组中的元素大于a数组中相应的元素数目，则认为a数组大于b数组，并分别统计出两个数组相应元素大于，小于和等于的个数。,int larger(int x,int y) int flag; if(xy) flag=1; else if(xy) flag=-1; else flag=0; return(flag);,main ( ) int a10, b10, i, n=0, m=0, k=0; for ( i=0; ik) printf(“abn”); else if (nk) printf(“abn”); else printf(“a=bn”); ,例1：编写函数，求一维数组中存放学生成绩的平均值。,float aver( float a , int n ) int i; float pj,sum=0; for(i=0;in;i+) sum=sum+ai; pj=sum/n; return(pj); main() float xs10,pjf; int i; for(i=0;i10;i+) scanf(“%f”, ,例2：对数组中10个整数按由小到大排序。,void sort (int array , int n) int v, j, t; for (i=0; in-1; i+) for (j=i+1; jn; j+) if (arrayjarrayk) t=arrayk; arrayk=arrayi; arrayi=t; main ( ) int a10, i; for (i=0; i10; i+) scanf (“ %d ”, ,由于地址传递，实参数组 a 改变,例3：写一函数，使给定的一个二维整形数组（3*3）转置，即行列互换。,void xx(int a33 ) int i,j; for(i=0;i3;i+) for(j=0;j3;j+) printf(“%d”,aji;) printf(“n”); main() int a33,i,j; for(i=0;i3;i+) for(j=0;j3;j+) scanf(“%d”,总结,当数组的名字作为形式参数时，被复制的是数组的首地址 函数根据首地址处理的是数组元素的“原件”，而不是“复印件”。,7.8 局部变量和全局变量,主函数 main 定义的变量只在主函数中有效，主函数不能使用其它函数定义的变量。 不同函数中的同名变量互不影响。 形参也是局部变量。,从定义变量的位置开始到本文件结束，这段程序中的函数可直接使用外部变量。 如果在定义点之前的函数想使用外部 变量，则应该在该函数中用关键字 extern 作“外部变量”说明。 如果在同一源文件中，外部变量和局部变量同名，则在局部变量的作用范围内，外部变量不起作用。,变量的存储类别,1.静态存储方式和动态存储方式,静态存储方式：程序运行期间分配固定存储 空间的方式。,动态存储方式：程序运行期间根据需要进行 动态的分配存储空间的方式。,程序区,静态存储区,动态存储区,全局变量，局部静态变量,形式参数 局部变量（自动） 函数调用的现场 保护和返回地址,7.9 变量的存储方式和生存期,2.静态存储变量和动态存储变量,静态存储变量：用静态存储方式存储的变量。,动态存储变量：用动态存储方式存储的变量。,特点：在 静态存储区分配存储单元，整个程序 运行期间都不释放。,特点：函数开始调用时为变量分配存储空间， 函数结束时释放这些空间。一个程序两 次调用同一函数，其中同一个局部变量 的内存地址可能不同。,存储类型：数据在内存中的存储方式。 即静态存储方式和动态存储方式。,3.变量的属性及其定义,数据类型：整型，实型，字符型,存储分类符：,auto (自动的)、register(寄存器的) static (静态的)、 extern(外部的),定义变量的一般形式：,存储分类符 类型标识符 变量名；,如：auto int a; static int b; register int d;,auto(自动的）,例如：auto int a;,4.变量的存储类型,auto说明局部变量，该局部变量是自动变量；,自动变量存放在动态存储区，属于动态存储变量；,变量作用域是其所在的函数内部。,说明：,在一个函数内如果局部变量不作存储类 型说明，均为自动变量；,形式参数缺省存储类型是auto，但不能 将auto加在形参说明之前。,如：int b, c=3 等价于 auto int b, c=3;,如：int max(auto int x, auto int y) ,static(静态的）,static可用于说明,局部变量局部静态变量,全局变量外部静态变量,局部静态变量,作用域仅限于定义它的函数内部 。,存放在静态存储区，整个程序运行期间都不释放。,编译时赋初值，每次调用不再赋初值，只保留调用结束时变量的值。 自动变量调用一次，重新赋值一次。,局部静态变量不赋初值，编译时自动赋0。 自动变量不赋初值，其值不确定。,例如：打印1！5！ int fac(int n) static int f=1; f=f*n; return(f) ,main() int i; for(i=1;i=5;i+) printf(“%d!=%dn”,i,fac(i);,外部静态变量,只能在本源程序文件中被使用。,不论是否加static说明，编译时分配在静态存储区。,register(寄存器的）,寄存器：cpu中运算器的组成部分，暂时存放数据。,寄存器变量：直接放置在运算器的寄存器中的变量。引入寄 存器变量是为了提高“存取”速度。,属于动态存储变量，但不放在动态存储区中，放在寄存器中。,说明：,寄存器变量的作用域与自动变量相同。,regiser只适用于说明局部变量；,例如：regis