UNIT02控制流和函数.ppt

UNIT 2 控制流和函数,主讲人：谭成予 副教授 武汉大学计算机学院,本讲内容提纲,选择结构：if和switch 循环语句：for、while和do-while 跳转语句：break、continue 函数的定义和调用 函数之间的数据通信 递归函数 变量的作用域和存储类别,1、选择结构,重要知识点： if和else的后面只能写单条语句； if后面的表达式可以是任意数据类型，非零表示“真”，零表示“假”； if的嵌套使用； switch语句的表达式应该是可枚举类型； break语句在switch中的使用 通常和循环结构一起考核，例如程序阅读题和编程题；,1.1、if语句（双分支）,statement1和statement2只能是一条语句，或者块语句，或者是空语句； expression取值非零（真），执行statement1; expression取值零（假），执行statement2,1.1、if语句范例程序,例题1：从终端接收输入的一个整数，判断该整 数是否 是13的倍数。,1.1、if语句范例程序,/*输入整数，判断是否13的倍数。源程序：LT4-1.C*/ #include #include int main(void) int n; /*用户输入的整数*/ int m; /*n的余数*/ printf(“n欢迎使用13 的倍数判断程序n“); printf(“请输入一个整数： “); scanf(“%d“, ,欢迎使用13 的倍数判断程序 请输入一个整数：14 14不是13的倍数 请按任意键继续,1.2、if语句（单分支）,statement1和statement2只能是一条语句，或者块语句，或者是空语句； expression取值非零（真），执行statement1; expression取值零（假），执行if后面的语句,if(表达式1) if(表达式2) 语句1 else 语句2 else if(表达式3) 语句3 else 语句4,嵌套if实例一,C89规定：编译程序至少应该支持15层if嵌套； C99提高到127层。多数编译程序支持远大于15层嵌套。,1.3、嵌套if语句,if(表达式1) if(表达式2) 语句1 else 语句2,嵌套if实例二,if(表达式1) if(表达式2) 语句1 else 语句2,1.2、switch语句,switch(expression) case constant1: statement sequence break; case constant2: statement sequence break; default: statement sequence ,break：跳出case分支的跳转语句，必不可少。,1.2、switch语句,switch(expression) case constant1: statement sequence break; case constant2: statement sequence break; default: statement sequence ,expression：字符型或整型表达式； case constant：case后面只能为常量表达式； 当表达式的值与case后面的常量表达式值相等时就执行此case后面的语句.,1.2、switch语句（三个使用要点）,switch(expression) case constant1: statement sequence break; case constant2: statement sequence break; default: statement sequence ,switch只能测试是否相等，不能测试关系或逻辑表达式。 各个case常量必须各异。 遇第一个相等的case常量分支之后，顺序向下执行，不再进行相等与否的判断。,/*break语句在switch中的应用，错误版本。源程序：LT4-6-1.C*/ #include #include int main(void) int x; scanf(“%d”, ,3 PassFailPoor,Why?,1.2、switch语句范例程序,例题2：switch语句使用错误范例。,/*break语句在switch中的应用，正确版本。源程序：LT4-6-2.C*/ #include #include int main(void) int x; scanf(“%d”, ,3 Pass,1.2、switch语句范例程序,例题2：switch语句正确使用范例，LT4-6-1.C的改进版。,#include #include int main( ) int a,b,c; a=2;b=7;c=5; switch(a0) case 1:switch(b10) case 1:printf(“);break; case 0:printf(“!“);break; case 0:switch(c=5) case 0:printf(“*“);break; case 1:printf(“#“);break; default:printf(“%“);break; default:printf(“ ,1.2、switch语句范例程序,例题3：阅读以下程序，指出程序运行结果。,A. #& B. !#& C. # D. !*,2、 循环结构,重要知识点： for、while的后面都只能写单条语句； for、while、do-while的循环嵌套； break、continue语句在循环语句中的使用 通常和选择结构一起考核，例如程序阅读题和编程题； 循环和选择结构通常是编程题的考点之一！,2.1、for语句,for(initialization; condition; increment) statement;,initialization：初始化，一般为赋值语句； condition：循环条件，循环一直执行直到条件为假为止； statement：循环体，单个语句、块语句、空语句； increment：修改控制变量。,/*计算1、2到100的和值，for语句范例。源程序：LT4-8.C*/ #include #include int main(void) int i,sum=0; printf(“nWelcome.n“ “Calculate the result of 1+2+.100nn“); for(i=1;i=100;i+) sum+=i; printf(“1+2+.+100=%dn“,sum); system(“PAUSE“); return 0; ,Welcome. Calculate the result of 1+2+100 1+2+100=5050 请按任意键继续,2.1 for语句范例程序,例题3：计算1+2+3+100的和值。,2.1、for语句（使用要点）,initialization、condition、increment：可以是表达式；,for(initialization; condition; increment) statement;,for(x=0,y=0;x+y10;+x) y=getchar(); y=y-0; ,2.1、for语句（使用要点）,condition：不是必需的，可以根本不存在；通常用于控制循环；,for(initialization; condition; increment) statement;,for(;) scanf(“%f“”,for(x=100; ;x-=2) ;,2.1、for语句（使用要点）,initialization、condition、increment ：每个部分都可以缺少。,for(initialization; condition; increment) statement;,for(x=0;x!=123;) scanf(“%f“,x=100; for(;x=0;x-=2) ;,/*延时循环*/ for(t=0;tSOME_VALUE;t+);,2.2、while语句,initialization; while(condition) statement;,initialization：初始化，一般为赋值语句； condition：循环条件，循环一直执行直到条件为假为止； statement：循环体，单个语句、块语句、空语句；,2.2、while语句（使用要点）,statement：应包括increment部分，即修改循环条件的语句；,initialization; while(condition) statement;,x=0,y=0; while(x+y10) y=getchar(); y=y-0; +x; ,2.3、do-while语句,initialization; do statement sequence while(condition);,initialization：初始化，一般为赋值语句； condition：循环条件，循环一直执行直到条件为假为止； statement sequence：循环体，语句序列；,3、跳转语句,重要知识点： break、continue语句在循环语句中的使用 return语句在函数中的用法。,3.1、break语句,用于switch语句终止一个case的执行； 用于循环体，跳过循环条件，立刻强制终止循环。,for(t=0;t100;t+) count=0; for(;) printf(“%d“,count); count+; if(count=10) break; ,跳出内层循环,3.2、continue语句,用于循环体，跳过本次循环剩余语句，强制开始下一次循环。,done=0; while(!done) ch=getchar(); if(ch= $ ) done=1; continue; putchar(ch+1); ,提前测试循环条件,4、函数的定义和调用,重要知识点： 函数的调用方法和原型说明； 编写函数是编程题的主要考点之一！ 通常考核的题型：例如程序阅读题和编程题；,4.1、函数的一般形式,return-value-type function-name(parameter list) body of function ,return-value-type: 函数返回值的数据类型； function-name：函数名； parameter list：参数表，用逗号间隔；函数参数在函数调用时接收由调用者传入的变元值。 body of funcation：函数体。,4.1、定义无参函数,void printStar( ) printf(“*n”); ,4.1、定义有参函数,/*求解两个整数最大值*/ int max(int x,int y) int z; z=xy?x:y; return(z); ,/*计算x的n次方*/ double power(double x,int n) double p; if(n0) for(p=1.0;n0;n-) p*=x; else p=1.0; return p; ,4.1、定义有参函数,int first_func(int a,int b) int second_func(int x,int y) ,C语言中的函数是并列关系：必须定义完上一个函数，才能定义下一个函数。,函数名(实参表),4.2、函数调用的一般形式,说明： 实参与形参个数相等，类型一致，按顺序一一对应； 实参表求值顺序，因系统而定（Turbo C 自右向左）。,函数语句：不要求函数返回确定的值。 例 printstar(); printf(“Hello,World!n“);,函数表达式：要求函数必须返回一个确定的值； 例 m=max(a,b)*2;,函数表达式的特殊用法：函数参数，函数调用作为函数的实参。 例 printf(“%d“,max(a,b); m=max(a,max(b,c);,4.2、函数调用的一般形式,4.2、函数调用的一般形式（范例）,例题1 编写计算调和级数和的程序。计算结果用有理数表示，即分数形式。,4.2、函数调用的一般形式（范例）,例题 编写计算调和级数和的程序。计算结果用有理数表示，即分数形式。,void addrat(int a,int b); 计算a/b+u/v，结果的分子存在u中，结果的分母存在 变量v中；,u=u*b+a*v; v=v*b;,4.2、函数调用的一般形式（范例）,void lowterm(); 计算u和v的最大公约数，对u/v进行约分。,numcopy=u; dencopy=v; remainder=numcopy%dencopy; numcopy=dencopy; dencopy=remander; 重复35，直到dencopy等于0； numcopy就是最大公约数； 完成约分计算。,4.2、函数调用的一般形式（范例）,/*调和级数求和。源程序：LT5-1-1.C*/ #include #include long u,v; /*函数addrat：计算a/b+u/v，结果存储在变量u、v中*/ void addrat(int a, int b) u=u*b+v*a; v*=b; /*end addrat*/,4.2、函数调用的一般形式（范例）,/*函数lowterm：计算u和v的最大公约数，对u/v进行约分。*/ void lowterm() int numcopy, dencopy; int remainder; numcopy=u; dencopy=v; while(dencopy!=0) remainder=numcopy%dencopy; numcopy=dencopy; dencopy=remainder; if(numcopy!=0) u/=numcopy; v/=numcopy; /*end lowterm*/,4.2、函数调用的一般形式（范例）,/*主函数*/ int main() int n, nterm; /*n：项数*/ printf(“n欢迎使用调和级数求和程序nn“); printf(“请输入需要求和调和级数的项数：“); scanf(“%d“,4.2、函数调用的一般形式（范例）,for(nterm=1;nterm=n;nterm+) addrat(1,nterm); lowterm(); printf(“%d个项数的和: “ “%d/%dn“,nterm,u,v); system(“PAUSE“); return 0; /*end main*/,4.3、函数原型,return-value-type function-name(parameter list) body of funcation ,return-value-type function-name(parameter list);,函数定义,函数原型,4.3、函数原型（作用）,return-value-type function-name(parameter list);,函数原型,函数原型能告诉编译器一些有用信息： 函数的返回类型； 被调用时希望接收的参数类型、个数和顺序。 编译器根据这些信息去检查函数调用是否符合要求，判断是否存在编译错误或警告，可避免严重的运行时错误和难以觉察的逻辑错误。,4.3、函数原型（使用时机）,return-value-type function-name(parameter list);,函数原型,把被调函数定义的位置放在主调函数之前，用这种方法也可以省去被调函数的原型说明； 被调函数定义的位置放在主调函数之后，则必须在函数调用之前使用被调函数的原型说明；,4.3、函数原型(书写规范）,return-value-type function-name(parameter list);,函数原型,不要求函数原型和函数头完全一致，形式参数可以省略，只需参数的类型、参数的个数和顺序保持一致即可。 例如：void addrat(int, int); 好的书写习惯： 不要省略参数名； 例如：void addrat(int a, int b);,5、函数之间的数据通信,重要知识点： C语言中实参和形参之间只有值传递一种方式！ 重要考点：地址类别数据（指针和数组名）做函数形参，模拟按引用传递，实现双向传递！ 函数带出数据的三种方法：全局变量、return语句、地址形参； 通常考核的题型：例如程序阅读题和编程题；,5.1、模块间的数据通信方式,主调函数与被调函数之间的三种数据通信方式： 两种基本通信方式：传入、传出； 双向传递：传入和传出的混合使用方式。,5.2、 C函数中形参和实参间的值传递,C语言中实参和形参之间的传递的唯一方式,形参与实参 形式参数：定义函数时函数名后面括号中的变量名 实际参数：调用函数时函数名后面括号中的表达式,5.2、 C函数中形参和实参间的值传递,例题 比较两个数并输出大者,/*求解两个整数最大值，源程序：LT5-3.C*/ #include #include int main() int a,b,c; int max(int,int); printf(“请输入两个整数,如:3,5:“); scanf(“%d,%d“, ,5.2、 C函数中形参和实参间的值传递,说明： 实参必须有确定的值; 形参必须指定类型; 形参与实参类型一致，个数相同; 若形参与实参类型不一致，自动按形参类型转换 ; 形参在函数被调用前不占内存;函数调用时为形参分 配内存；调用结束，内存释放。,5.3、 C函数的返回值（一般形式）,return语句用于函数中： 使函数立刻退出，程序的运行返回给调用者； 可以向调用者传出一个返回值。,return语句的一般形式： return(表达式)； return 表达式; return;,5.3、 C函数的返回值（多个返回语句）,函数中可以有多个return语句，执行第一个函数执行结束 例如：函数prime判断一个数是否为素数，返回值0表示为素数：,int prime(int p) int i; if(p2) return 1; for(i=2;ip;i+) if(p%i=0) return 1; return 0; ,5.4、C语言中模块间数据通信 的一点疑问,主调函数与被调函数之间的三种数据通信方式,C没有真正的按引用传递，如何实现双向传递？ 答： 通过指针模拟按引用传递。这是考核重点知识之一！,6、递归函数,重要知识点： 直接递归和间接递归！ 通常考核的题型：程序阅读题（写出程序运行结果、或者递归函数改写为非递归函数）；,6.1、 函数的嵌套调用,嵌套调用：函数定义不可嵌套，但可以嵌套调用函数,6.1、 函数的嵌套调用,#include #inlude int dif(int x,int y,int z); int maxt(int x,int y,int z); int mint(int x,int y,int z); int main() int a,b,c,d; scanf(“%d%d%d“, ,例题 求三个数中最大数和最小数的差值。,int maxt(int x,int y,int z) int r; r=xy?x:y; return(rz?r:z); int mint(int x,int y,int z) int r; r=xy?x:y; return(rz?r:z); ,6.2、 直接递归和间接递归,递归调用 定义：函数直接或间接的调用自身叫函数的递归调用,int f(int x) int y,z; z=f(y); . return(2*z); ,6.2、 直接递归和间接递归,递归调用 定义：函数直接或间接的调用自身叫函数的递归调用,C编译系统对递归函数的自调用次数没有限制 每调用函数一次，在内存堆栈区分配空间，用于存放函数变量、返回值等信息，所以递归次数过多，可能引起堆栈溢出,6.2、 直接递归和间接递归（范例）,例题 采用递归函数xn。,6.2、 直接递归和间接递归（范例）,/* 递归计算power(x，n)示例程序，源文件LT5-7.c*/ #include #include int power(int x, int n) if ( n=0 ) /*判断递归结束的终止条件*/ return 1; else return (x * power(x, n-1); /*进行递归调用 */ int main() int pow=5; int exp=3; printf(“power(%d,%d) is : %d“,pow,exp,power(pow,exp); system(“PAUSE“); return 0; ,7、变量的作用域和存储类别,重要知识点： 全局变量和局部变量！ 静态局部变量； extern的作用； static修饰全局变量，表示该全局变量只在定义它的文件中有效 通常考核的题型：程序阅读题，写出程序运行结果。,7.1、 正确理解数据模块化,作用域：可视性 一个标识符的作用域指程序中可以访问（可见到）该标识符所代表的变量的区域。 作用域：局部可视、全局可视；,存储周期：生存周期，或指存在时间 标识符所代表的变量存在于内存中的时间； 存储周期：程序的整个执行时间存在；需要时创建，存在时间很短。,7.2、标识符的作用域和可视性 （全局变量）,/*文件域，全局变量示例。源程序：LT5-9.C*/ #include #include int count; /*全局变量count*/ void func1(void); void func2(void); int main(void) count=100; func1(); printf(“main:count is %dn“,count); /*将输出100*/ system(“PAUSE“); return 0; /*end main*/,7.2、标识符的作用域和可视性 （全局变量）,void func1(void) int temp; temp=count; func2(); printf(“func1:count is %dn“,count); /*将输出100*/ void func2(void) int count; for(count=1;count10;count+) putchar(.); printf(“func2:count is %dn“,count); /*将输出10*/ ,7.2、标识符的作用域和可视性 （局部变量）,局部变量：从块语句的块头开始，到块语句的结尾结束。程序块作用域：程序块中定义的标识符。,局部变量 函数的形参,7.2、标识符的作用域和可视性 （局部变量）,/*块域，局部变量示例。源程序：LT5-11.C*/ #include #include int main(void) int x; x=10; if(x=10) int x,y; /*this x hides the outer x*/ x=y=99; printf(“if:Inner y,%dtmain:Inner x, %dn“,y,x); printf(“main:Outer x, %dn“,x); system(“PAUSE“); return 0; /*end main*/,67.2、标识符的作用域和可视性 （课堂练习，局部变量和全局变量）,/*课堂练习：全局变量和局部变量示例。 */ #include #include int a=3,b=5; int max(int a, int b) int c; c=ab?a:b; return(c); /*end max*/ int main() int a=8; printf(“max=%dn“,max(a,b); system(“PAUSE“); return 0; /*end main*/,请阅读以下程序，指出程序运行结果？,7.2、标识符的作用域和可视性 （课堂练习，全局变量的副作用）,/*课堂练习：全局变量和局部变量示例。源程序：LT5-10.C*/ #include #include int i; int main() void prt(); for(i=0;i5;i+) prt(); system(“PAUSE“); return 0; /*end main*/ void prt() for(i=0;i5;i+) printf(“%c“,*); printf(“n“); /*end prt*/,请阅读以下程序，指出程序运行结果？,7.3、 变量的存储类别,变量获得内存时开始，到释放内存结束。,变量的存储类别决定其生存周期： 自动存储期：局部变量的缺省存储类别。在每次进入该变量定义所在的程序块时被自动创建，在该程序块活动期间才存在于内存中，程序块运行结束后所分配的内存单元立即被回收释放，不能再使用，当再次进入该程序块时又重新自动创建。 静态存储期：静态存储期的变量在程序开始运行时就被创建在内存之中，直到程序结束前它一直存在，但是它能否被访问要受到作用域的限制。,7.3、 变量的存储类别,C语言的四种存储类别： auto：自动类别，函数形参和不加static说明的局部变量，自动存储期。 register：寄存器类别，用于说明自动存储期的变量，以达到目标代码优化的目的。 extern：外部类别，说明需要使用在程序的其他地方具有外部链接的对象，被说明的对象必须是静态存储周期的变量。 static：静态存储类别，可用于全局变量和局部变量。静态全局变量：设置为内部链接。静态局部变量：具有静态存储期。,7.3、 变量的存储类别（extern),extern：外部存储类别，说明需要引用具有外部链接的变量。,例 引用其它文件中的变量，输出ab和a的m次方,7.3、 变量的存储类别（extern),extern：外部存储类别，说明需要引用具有外部链接的变量。,/*extern变量，正确使用示例。源程序：LT5-14-2*/ #include #include int main(void) extern int first,last; /*使用全局变量的说明*/ printf(“first is %dtlast is %dnn“,first,last); system(“PAUSE“); return 0; /*end main*/ int first=10,last=20; /*全局变量定义*/,7.3、 变量的存储类别（static),static：静态存储类别。,静态全局变量：用static修饰的全局变量 设置内部链接：仅在定义标识符的文件中可识别； 注意：静态全局变量仍具有静态存储期，文件域的可视性（全局可视）。,7.3、 变量的存储类别（static),/*数列产生器，静态全局变量示例。源程序：LT5-13.C*/ #include #include static int series_num; void series_start(int seed); int series(void); int main(void) int n; series_star