函数与指针C语言.pptVIP

函数与指针,第7章,7.1 概述,第7章,1按功能划分模块 划分模块的基本原则是：各模块都要易于理解，功能尽量单一，模块间的联系尽量少。满足这些要求的模块具有以下优点：,7.1.1 模块化程序结构的概念,（1）模块间的接口关系简单，这种程序可读性和可理解性较强。 （2）需要修改某一功能时，只涉及到一个模块，不会影响到其它模块。 （3）脱离程序的上、下文也能单独验证一个模块的正确性。 （4）扩充或建立新系统时，可充分利用已有的模块。,7.1 概述,第7章,2.按层次组织模块 结构化程序设计方法要求在设计程序时，按层次结构组织各模块。在按层次组织模块时，上层模块只需指出“做什么”，最底层的模块才精确地描述“怎么做”。例如，图7-1所示的层次结构中，主模块指出总任务；模块1、模块2、模块3分别指出各自的子任务；模块4、模块5、模块6才去精确描述“怎么做”。,7.1.1 模块化程序结构的概念,图 7-1 按层次调用模块,7.1 概述,第7章,【例7.1】简单的函数调用。 # include main( ) /* 主函数*/ p1( ); /* 调用p1函数*/ P2( ); /*调用p2函数*/ P1( ); /*再次调用p1函数*/ P1( ) /* 函数p1打印一行*号*/ printf(“* * * * * * * * * * * * * n”); P2( ) /*函数p2打印一行文字*/ printf(“ Welcome to C！n”); ,7.1.2 C语言程序的构成,运行结果为： * * * * * * * * * * * * * Welcome to C！ * * * * * * * * * * * * *,7.2 函数的定义,第7章,1C语言函数的概念 函数就是用来完成一定的功能。所谓函数名就是给该功能起一个名字。如果该功能用来实现数学运算的，就是数学函数。在C语言中，往往把程序需要实现的一些功能分别编写为若干个函数，然后把它们组合成一个完整的程序。,7.2.1 C语言函数的概念及分类,7.2 函数的定义,第7章,2C语言函数的分类 （1）从用户使用的角度分类： 库函数。它是由编译系统提供的，用户不必定义可以直接使用的函数。 用户自定义函数。用户用来实现某种功能，本章主要学习自定义函数的编写与应用。 （2）从函数完成的任务分类： 有返回值函数。该类函数在结束时，将计算结果返回到主调函数。 无返回值函数。该类函数运行结束时，没有数据返回，它只是完成某一种操作。,7.2.1 C语言函数的概念及分类,7.2 函数的定义,第7章,（3）从函数的表示形式来分类： 无参函数。 主调函数没有将数据传递给被调函数，一般用来完成某一操作。无参函数可以带回或不带回函数值到主调函数。 有参函数。 调用该类函数时，在主调函数和被调函数之间有数据传递。主调函数可以将数据传递给被调函数使用，被调函数的计算结果也可以带回主调函数使用。,7.2.1 C语言函数的概念及分类,7.2 函数的定义,第7章,1.无参函数定义的一般形式,7.2.2 函数定义的一般形式,类型 函数名（） 说明部分； 语句 ,7.2 函数的定义,第7章,2.有参函数定义的一般形式,7.2.2 函数定义的一般形式,类型 函数名（类型1 形参1，类型2 形参2，类型n 形参n） 说明部分； 语句部分； ,7.2 函数的定义,第7章,3. 定义空函数 在程序设计中有时会用到空函数，它的形式为：,7.2.2 函数定义的一般形式,类型 函数名（） ；,7.3 函数的参数和函数的值,第7章,在调用函数时，大多数情况下，主调函数和被调函数之间有数据传递关系。这就是前面提到的有参函数。在定义函数时，函数名后面的括号中的变量称为“形式参数”，简称“形参”。在调用函数时，主调函数名后面括号中的参数（也可以是一个表达式）称为“实际参数”，简称“实参”。,7.3.1 形式参数和实际参数,7.3 函数的参数和函数的值,第7章,通过函数调用使主调函数得到一个值，这就是函数的返回值。函数的返回值是通过return语句来获得的，其格式为： return (返回值表达式); 或： return 返回值表达式 ; 功能：自定义函数运行结束，退出该函数，将“返回表达式”的值带给调用函数。,7.3.2 函数的返回值,7.3 函数的参数和函数的值,第7章,【例7.2】用函数求两个整数的最大值。 程序代码： #include main( ) /*主调函数main*/ int a, b, c; scanf(“%d, %d”, /*退出max函数，将变量z的值8返回给主调函数main*/ ,7.3.2 函数的返回值,运行结果： 7，8 max is 8,7.4 函数的调用,第7章,1调用库函数 调用库函数时，通常在文件开头用#include命令将调用有关库函数时所需用的信息“包含”到本文件中来。如：标准输入输出库函数用#include ，数学库函数用#include 。 2调用自定义函数 调用自定义函数，而且该函数与调用它的函数在同一个文件中，应在主调函数中对被调函数作声明（说明函数类型、参数类型及个数），以便编译系统对函数调用进行语法检查。,7.4.1 函数的原型与声明,7.4 函数的调用,第7章,格式：函数名（实参表列） 函数调用的执行过程： 先计算每个实参表达式的值，再赋值给所对应的形参中，然后执行被调用函数体，执行完函数后，返回到调用此函数的下一条语句，继续去执行主调程序中下面的语句。 说明: （1）如果是无参函数，则没有实参列表，但括弧不能省略。 （2）如果实参表列包含多个实参，则各参数间用逗号隔开。实参与形参的个数应相等，类型应一致。实参与形参是按顺序一一对应传递数据。,7.4.2 函数调用的一般形式,7.4 函数的调用,第7章,根据函数在程序中出现的位置，大致有3种调用方式： （1）函数语句 把函数调用作为一个语句。如： p1（）；这种调用不返回函数值，只要求函数完成一定的操作，如【例7.1】。 （2）函数表达式 函数出现在一个表达式中，这时要求函数带回一个确定的值以参加表达式的运算。如：x=2*max（a，b）； （3）函数参数 一个函数作为另一个函数的实参。,7.4.3 函数的调用方式,7.5 函数的嵌套调用,第7章,C 语言定义的函数都是互相独立的，函数间不能嵌套定义（嵌套定义是指定义一个函数时，其函数体内包含另一个函数的完整定义），但可以嵌套调用，也就是说在调用一个函数的过程中，该函数又调用另一函数。 例如：f1 和f2是分别定义的函数，但在调用函数f1的过程中又要调用函数f2。其调用过程如图7-4所示：,图7-4 函数嵌套调用过程,7.6 函数的递归调用,第7章,在调用一个函数的过程中，又直接或间接地调用函数本身，称为函数的递归调用。 语言提供两种形式的递归调用： 直接递归调用：指函数直接调用函数本身的形式，其执行过程如图7-5所示。 间接递归调用:指函数调用其它函数,其它函数又调用原函数的形式， 其执行过程如图7-6所示。,图7-5 直接递归调用 图7-6 间接递归调用,7.6 函数的递归调用,第7章,递归调用的过程可以分为两个阶段： 一是从未知的向已知方向推测； 二是从已知的再向未知方向回推。在有限递归的情况下，总会有一个递归的结束条件。 递归函数的典型例子是求阶乘。下面通过求阶乘的函数,详细分析递归过程。阶乘的计算公式为: n!=n*(n-1)*2*1 递归的方法是逆推，即n!等于n.(n-1)!, 而(n-1)!又等于(n-1).(n-2)!,依此类推, 一直推到1!=1,。然后，再逆推回来即可求出结果。,7.6 函数的递归调用,第7章,【例7.7】用递归调用，编写求n!的程序。 分析： 函数fact( n)的函数体中出现fact(n-1)，这正是函数的自身调用。主函数调用该函数计算4!。第一次调用时，形参n接收的值是4。进入函数体后，由于40，需要调用fact(n-1)，即fact(3)。从而又开始了第二次调用该函数过程。依此类推，直到条件n=1成立，本次函数的自调过程结束，程序控制开始逐步返回。首先返回1!的结果为1，1乘n的当前值2，以其结果2返回到上次调用函数中。这样，以每次返回的值，乘以n的当前值的结果，作为本次调用的值返回到上次调用中。最后返回的是第一次调用fact(4)的值24，从而得到4!的计算结果。,7.6 函数的递归调用,第7章,程序代码： int fact( int n) /*递归函数*/ if(n main( ) /*主函数*/ int n, p; printf(“n=? ”); scanf(“%d”, /*打印返回的值*/ ,运行：n=? 4 显示：4!=24,7.7 指针与函数,第7章,7.7.2 数组作为函数参数,前面介绍了用变量做函数参数，此外，数组元素也可以做函数实参，其用法与变量做函数参数相同。指针变量作为函数参数传递的是变量的地址,而数组名作实参和形参，传递的是数组的首地址（属于指针传递）。 1数组元素作为函数实参 数组元素作为函数的实参，与变量作实参一样，是单向传递，即“数值传送”。只能将数组元素的值传递给被调函数的形参，不能带回变化的值。 2数组名作为函数参数 数组名表示数组的首地址，即数组名本身就是指针。因此，用数组名作为函数参数，是把数组的首地址作为实参传递给被调用函数形参，所以是指针传递参数。,7.7 指针与函数,第7章,7.7.3 返回指针的函数,一个函数可以返回一个int型、float型、char型的数据，也可以返回一个指针类型的数据（即地址）。 返回指针值的函数定义的一般形式为： 其中，函数名前面的“*”号表明这是一个指针型函数，即函数的返回值是一个指针。类型标识符表示了返回的指针值的数据类型。,类型标识符 * 函数名（形参列表） 函数体 ,7.7 指针与函数,第7章,7.7.4 函数的指针和指向函数的指针变量,1指向函数的指针变量的定义 一个函数在编译时,系统为函数代码分配一段连续的存储空间，这段存储空间的起始地址（又称入口地址）称为这个函数的指针。函数名就是该函数所占内存区的首地址。把函数的首 地址赋予一个指针变量，通过这个指针变量就可以引用该函数。 指向函数的指针变量定义形式为： 类型 （*指针变量名）（）； 这里的“类型”是指针变量所指向的函数的类型，即函数返回值的类型。,7.7 指针与函数,第7章,7.7.4 函数的指针和指向函数的指针变量,2用函数指针变量调用函数 用函数指针变量调用函数时，只需将（*指针变量名）代替函数名，在后面的括号中根据需要写上实参。 使用函数指针变量还应注意以下两点： 对指向函数的指针变量，不存在p+、p-、p+i运算。 应注意区分函数指针变量和返回指针的函数，这两者在写法和意义上的区别。 3用指向函数的指针作函数参数 实现方法： 函数名作为实参，指向函数的指针变量作为形参，进行函数入口地址的传递。这样，通过函数地址的传递，在被调用函数中，调用实参传递过来的其他函数。,7.8 变量的作用域与存储类别,第7章,7.8.1 变量的作用域,所谓变量的作用域就是指变量能被有效引用的范围。从“变量的作用域”角度来分，C语言将变量分为局部变量和全局变量。 1局部变量 局部变量是在函数内部定义的变量，其作用域是从定义位置起，到函数结束。 说明： （1）主函数main中定义的变量,只在主函数中有效。 （2）不同函数中可以使用相同名字的变量，因为它们在内存中被分配不同的内存单元。 （3）形参也是局部变量,因为形参的作用域仅限于该函数内部。 （4）在一个函数内部，可以在复合语句中定义变量，这些变量只在本复合语句中有效。复合语句也称为“分程序”或“程序块”。,7.8 变量的作用域与存储类别,第7章,7.8.1 变量的作用域,2全局变量 在函数之外定义的变量称为全局变量。全局变量可以被本文件中其它函数使用。它的作用范围是，从定义变量的位置开始到源文件结束。 说明： （1）设置全局变量的优点是：增加了函数间数据联系的渠道。由于在同一文件中所有函数都能引用全局变量的值，这样，在一个函数中改变了全局变量的值，就能影响到其他函数，相当于各函数间有直接的传递通道。由于函数调用只能返回一个值，因此，有时可以通过全局变量得到多个返回值。 （2）全局变量在整个程序执行过程中都占用存储单元，使用全局变量过多，会降低程序的清晰性和通用性。 （3）在同一源文件中，外部变量与局部变量可以同名，因为它们的作用范围内不同，所以，相互没有影响。,7.8 变量的作用域与存储类别,第7章,7.8.2 变量的存储类别,在C语言中，每一个变量或函数都有两个属性：数据类型和存储类型。数据类型如int等，指的是数据的取值范围。存储类型指数据在内存的存储方法。存储方法分为两类：静态存储和动态存储。 1静态存储与动态存储 静态存储方式：程序运行期间，变量在静态存储区分配固定的存储空间。 动态存储方式：程序运行期间，变量在动态存储区根据需要动态的分配存储空间。 不同的存储方式决定了变量的生存期。从变量的作用范围，又可把变量分为四种：自动Auto、寄存器register、静态static、外部extern。下面分别介绍。,7.8 变量的作用域与存储类别,第7章,7.8.2 变量的存储类别,2Auto型变量 auto型变量是在函数内定义的变量，自动变量所在的函数或复合语句执行时，系统动态为相应的自动变量分配存储单元。函数的形参也属于auto型变量。当函数执行结束时，释放其空间。它的作用域局限于该函数。 3Register型变量 register变量又称寄存器变量。在程序运行中，若某个变量使用频繁，比如循环的次数为上万次，为提高运行速度，C语言允许将局部动态变量的值，放在CPU的寄存器中，直接参加运算，不再和内存打交道。这是因为寄存器的存取速度远高于内存。,7.8 变量的作用域与存储类别,第7章,7.8.2 变量的存储类别,4Extern型变量 extern型变量是在函数外定义的变量，缺省时系统默认为外部变量。 外部变量的定义位置是在所有函数体之外。当一个变量定义为“extern”型或默认存储类型说明时，一个文件的多个函数都可以使用该外部变量，其它文件也可以使用该变量。 5static静态变量 静态变量与auto、Register型变量不同，该变量在静态存储区存放，所分配的存储单元在程序运行中始终占用。静态变量分为内部静态变量和外部静态变量两种。,7.8 变量的作用域与存储类别,第7章,7.8.2 变量的存储类别,6存储类别小结 变量的存储方式分类如下：,7.9 内部函数和外部函数,第7章,7.9.1 内部函数,如果一个函数只能被本文件中其它函数所调用，则称为内部函数。内部函数称为静态函数。使用内部函数，可以使函数只局限于所在文件。,7.9 内部函数和外部函数,第7章,7.9.2 外部函数,在函数定义时，如果在类型的前面加上关键字extern，则表示此函数是外部函数，可供其他文件调用。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作为外部函数。 通常，当函数调用语句与被调函数不在同一文件时，应当在调用语句所在函数说明部分用extern说明所调用的函数是外部函数。,7.10 程序举例,第7章,排序算法有多种，比较经典的有冒泡法和选择法，冒泡法在第六章中已经进行了详细的分析，下面我们用选择法来进行编程。 【例7.20】用选择法对10个学生的成绩由小到大排序，并计算平均成绩。排序过程及求平均值均由函数来实现。 分析： 所谓选择法就是先找最小值，其排序操作过程是：先将10个数中的第1个数a0与后面的9个数比较，若大于后面的数则进行对换，第一轮结束，a0中是最小值；再将a1与它后面的8个数进行比较，直到a1是剩余9个数中的最小值；.。每比较一轮，找出未经排序的数中最小的一个。共应比较9轮。,7.10 程序举例,第7章,下面以七个数为例来说明选择排序的步骤： A0 a1 a2