吉林大学程序设计基础教材第五章-模块化程序设计--函数.ppt

第五章 模块化程序设计函数,求给定三角形的外心模块化程序设计 函数 程序设计实例,【例5.1】求给定三角形的外心,以e为例，求解垂直平分线,假设 A点坐标为xa、ya B点坐标为xb、yb C点坐标为xc、yc AC边的中点E的坐标为xe、ye AC边的直线方程表示为 Y=a1*X+b1 AB边的直线方程表示为Y=a2*X+b2 AC边垂直平分线e的直线方程为Y=u1*X+v1 AB边垂直平分线f的直线方程为Y=u2*X+v2,#include / 括入标准输入输出函数库头文件 void main( ) / 主函数 float xa,ya,xb,yb,xc,yc; /分别保存三角形三个顶点的X、Y方向坐标 float xe,ye; / AC边的中点E的坐标 float xf,yf; / AB边的中点F的坐标 float a1 , b1; / AC边的直线方程系数 float a2 , b2; / AB边的直线方程系数 float u1 , v1; / AC边的垂直平分线的直线方程系数 float u2 ,v2； / AB边的垂直平分线的直线方程系数 float xo,yo; /外心O的坐标 /* 输入三个点的X、Y方向坐标 */ printf(“please input xa,ya,xb,yb,xc,yc:n“); scanf(“%f%f%f%f%f%f“,/* 求AC边垂直平分线e */ xe=(xa+xc)/2; / 先求AC边的中点E ye=(ya+yc)/2; a1=(ya-yc)/(xa-xc); /再求过A、C两点的直线方程 b1=ya-a1*xa; u1= -1/a1; / 求过E点的与AC垂直的直线的直线方程 v1= ye-u1*xe; /* 求AB边垂直平分线f */ xf=(xa+xb)/2; / 先求AB边的中点E yf=(ya+yb)/2; a2=(ya-yb)/(xa-xb); /再求过A、B两点的直线方程 b2=ya-a1*xa; u2= -1/a2; / 求过F点的与AC垂直的直线的直线方程 v2= yf-u2*xf; /* 求e,f交点O */ xo=(u2-u1)/(v2-v1); yo=u1*xo+v1; /* 打印输出 */ printf(“外心坐标：x=%10.3f y=%10.3f n”,xo,yo); ,计算过程一致，而参与运算的数据不同,【例5.2】用函数改写例5.1的程序,#include / 括入标准输入输出函数库头文件 1 /* 求垂直平分线：参数：两个顶点r、s的x、y坐标 */ float aa; /全局变量，用于保存传递rs边的垂直平分线的直线方程斜率 2 float lines( float xr,float yr,float xs,float ys ) /3 float xt,yt; / 中点T的坐标 4 float a , b; / 过r、s两点的直线方程系数5 /* 先求中点T */ xt=(xr+xs)/2; /6 yt=(yr+ys)/2; /7 /* 再求过r、s两点的直线方程rs */ a=(yr-ys)/(xr-xs); /8 b=yr-a*xr; /9 /* 求过中点T的与rs垂直的直线方程 */ aa = -1/a; /计算斜率aa 10 return yt-aa*xt; /计算截距b，并带着b值返回11 ,void main( ) / 主函数 13 float xa,ya,xb,yb,xc,yc; /分别保存三角形三个顶点的X、Y坐标14 float u1 , v1; / AC边的垂直平分线的直线方程系数 15 float u2 ，v2； / AB边的垂直平分线的直线方程系数 16 float xo,yo; /外心O的坐标 17 /* 输入三个点的X、Y方向坐标 346 360 416 108 116 212 */ printf(“please input xa,ya,xb,yb,xc,yc:n“); /18 scanf(“%f%f%f%f%f%f“,/* 求AC边垂直平分线e */ v1=lines( xa, ya, xc, yc ); / 截距20 u1=aa; / 斜率21 /* 求AB边垂直平分线f */ v2=lines( xa, ya, xb, yb ); / 截距22 u2=aa; / 斜率23 /* 求e,f交点O */ xo= -(v2-v1)/(u2-u1); /24 yo=u1*xo+v1; /25 /* 打印输出 */ printf(“外心坐标：x=%10.3f y=%10.3f n”,xo,yo ); /26 ,子程序,自顶向下、逐步求精”程序设计技术的基础 从问题的整体（最顶层）出发，向下分解问题。 逐层细分，得到整个问题的解决方法 使用子程序技术分离了“做什么”与“怎么做” 程序逻辑结构清晰，易写，易读，易懂。 程序的设计，调试，维护变得容易,5.2 函数,【例5.2】程序执行过程 函数概念的组成 函数定义 函数调用 使用函数注意事项 先定义该函数（标准库函数除外） 类似于数学中的函数定义。 再在表达式中调用该函数 数学中计算某函数的一个特定值。,5.2.1 函数定义(function-declaration),除标准库函数外, 程序中使用函数必须先定义，然后再用“函数调用”调用它。 函数定义形式 类型说明符 标识符 ( 参数列表 ) 复合语句,float dis( float xr,float yr,float xs,float ys ) return sqrt( (xr-xs)*(xr-xs)+(yr-ys)*(yr-ys); ,函数类型,函数名字,形参列表,复合语句 函数体,函数定义说明符,函数定义说明符 上述形式的第一行称“函数定义说明符”，形式如下 TT F ( 参数列表) 具体指明以下点： 函数的结果类型 由“类型说明符”( TT )标明； 函数的名字 由类型说明符后的“标识符” ( F )标明； 函数的形式参数个数和每个形式参数的特性 由“参数列表”标明。,函数类型 函数的结果类型 缺省 int 类型 结果类型不能是数组类型、函数类型 函数可以是无值的，即“无类型”void 参数列表(parameter-list) 每个参数声明具体说明形式： 类型说明符 标识符 参数列表形式 T id ，T id ，. ，T id,C允许使用无参函数，无参函数的参数列表为空，或使用“空类型”的类型说明符“void” TT F() TT F (void ) 复合语句（compound-statement）由声明和语句列表组成 声明部分具体的说明本函数内使用的其它量； 语句部分规定在本函数中要执行的算法动作。 函数定义的形式： TT F ( T id ，T id ，. ，T id ) . ,int f(int x, int y, float z) int f(int x,y ; float z) int f(int x,y , float z),5.2.2 函数调用,调用过程 首先顺序计算实参表中各实参值 然后把这些值顺序传入形参表的各个形参中 最后进入函数执行复合语句。 一般形式 F (U, U, ,U) F ( ) 例子 lines( xa, ya, xc, yc ) lines( xa, ya, xb, yb ) printf(“外心坐标：x=%10.3f y=%10.3f n”,xo,yo),主程序,调用函数,返回,结束,函数,参数结合规则 静态上看，实参表中的实参与被调用函数中形参表的形参，按位置从左向右依次一一对应 对应位置上的形实参间要赋值兼容 各个实参的计算次序是依赖于实现的。 参数结合动作 计算实参表达式的值 把实参的值按赋值转换规则，转换成形参的类型。如果不能完成该转换，则称函数参数不一致，产生错误 把转换后的实参值送入形参,3,int f (int x, int y) return x*y; void main() int a=3, b=2,x=9; int c; c=f(a+b,a+x); printf(“%dn”, c); printf(“%dn”, x); ,2,9,程序输出为: 60 9,a,b,x,返回值,x,y,c,main,f,内存,5,12,60,60,0,x,y,v,z,u,main,f,内存,g,返回值,返回值,由左至右 #include “stdio.h“ int x,y ; int f( int z ) x=x+1 ; return (z*z); int g( int u , int v ) void main() x=0 ; g(x,f(2) ; ,0,2,1,4,4,0,x,y,v,z,u,main,f,内存,g,返回值,返回值,由右至左 #include “stdio.h“ int x,y ; int f( int z ) x=x+1 ; return (z*z); int g( int u , int v ) void main() x=0 ; g(x,f(2) ; ,1,2,1,4,4,并行计算-不知道结果 #include “stdio.h“ int x,y ; int f( int z ) x=x+1 ; return (z*z); int g( int u , int v ) void main() x=0 ; g(x,f(2) ; ,代码中参数值不能依赖计算次序！,根据参数出现的位置 形式参数函数声明(局部于函数的变量) int f(int x,int y) return x+y; 实际参数函数调用 void main() int a=2,b=3; f(a+b, b); f(2+b,3); ,根据参数值的传递规则 值参 当调用函数时，把实参的值传入形参变量 变参 当调用函数时，把实参的地址值传入形参变量 C语言中的参数都是值参,函数返回 返回方式： return ； return 表达式； 函数运行到复合语句末尾（最后那个闭花括号“”）后。 例子 return sqrt( (xr-xs)* (xr-xs)+(yr-ys)* (yr-ys) ); return sqrt(s*(s-uv)*(s-uw)*(s-vw) )；,函数值,有返回类型的函数 int f (int x, int y) if (x=y) return x; else return y; ,无返回类型的函数 void g( int w) if (w=1) return; else x=3; ,有返回类型函数的函数值 使用 return e; 向调用函数的主程序传递函数值 return e ; 的执行过程是： 计算表达式e的值 把表达式值按赋值转换规则，转换成函数的结果类型； 返回语句中表达式的类型与函数的结果类型必须赋值兼容。 用类型转换后的值作为函数值，并带着它返回到调用该函数处,无返回类型函数的函数值 void g( int w) if (w=1) return; else x=3; 在函数调用处，所调函数无值可以带回。 对于无类型函数，在函数调用处不需要函数值，这种返回是正常的； 对于有类型函数，在函数调用处极可能需要函数值参加下一步运算，这将带来不可预料的结果,5.2.3 先调用后定义,函数原型 为什么使用函数原型 任何标识符都必须声明，而且必须先声明后使用 在声明定义函数时必须保证函数声明位置在使用前出现 从程序行文顺序上控制 一般比较难实现 函数原型 方便灵活,一般形式 TT F ( T ，T ，. ，T ); TT F ( T id ，T id ，. ，T id ); 例子 float f ( int, float, int, char ) ; float f ( int z, float u, int v, char w ) ;,函数原型的功能 满足了C标识符先定义后使用的要求 并向编译系统提供所调用函数的信息 函数返回类型 函数的参数个数 函数参数特性等信息 程序设计风格 最好把所有函数原型集中，放在主函数之前,float xa,ya,xb,yb,xc,yc,xd,yd; float s1,s2,ss,m; float liners( float xr,float yr,float xs,float ys ) ; float areauvw(float xu,float yu, float xv,float yv, float xw,float yw ); void main(void) printf(“please input xa,ya,xb,yb, xc,yc,xd,yd:n“); scanf(“%f%f%f%f%f%f %f%f “, return sqrt( s*(s-uv)*(s-uw)*(s-vw) ,程序设计实例,重写打印字符矩阵 重写打印100以内素数 验证 Pascal 定理,重写打印字符方阵,A B C D E F G H I A B C D E F G H I A B C D E F G H I A B B B C D E F G H I A B C D E F G H I A B C C C C C D E F G H I A B C D E F G H I A B C D D D D D D D E F G H I A B C D E F G H I A B C D E E E E E E E E E F G H I A B C D E F G H I A B C D E F F F F F F F F F F F G H I A B C D E F E F G H I A B C D E E E E E E E E E F G H I A B C D E D E F G H I A B C D D D D D D D E F G H I A B C D C D E F G H I A B C C C C C D E F G H I A B C B C D E F G H I A B B B C D E F G H I A B A B C D E F G H I A B C D E F G H I A,打印前 6 行,打印后5行,x,void writelinex(char)； void main( ) char x ; for ( x=A;x=A;x-) writelinex(x); ,void writelinex(char u) / 打印第u行 char y ; int i ; for ( y=u; y=I;y+) printf ( “%c”, y); for ( y=A; y=u-1;y+) printf ( “%c”, y); for( i=1;i=(5-(u-A)*2; i+) printf ( “”); for( i=1;i=2*(u-A)+1;i+) printf ( “%c”, u); for( i=1;i=(5-(u-A)*2); i+) printf ( “”); for ( y=u+1; y=I;y+) printf ( “%c”, y); for ( y=A; y=u;y+) printf ( “%c”, y); printf ( “n”); ,重写打印100以内素数,return false,for (j=i/2;j=2;j-),return true,i%j = 0,#include “stdio.h” bool prime( int )； void main( ) int i ; for ( i = 2 ;i = 2 ; j- ) if ( n%j = 0 ) return false ; return true ; ,验证 Pascal 定理,圆内接六边形三双对边延线的交点在一条直线上,将6个点的极坐标 转换成直角坐标,已知极角theta,矢径r,求一点的直角坐标(px, py),求交点B1,B2,B3的坐标,已知四点r, s, t, u 求两条直线交点B,已知四点r, s, t, u 求两条直线l1,l2的方程,已知两点坐标px, py, qx, qy, 求直线的斜率a和截距b,已知两条直线方程斜率分别为ma, na; 截距mb, nb;求直线交点(wx, wy),验证B1, B2, B3 是否在一条直线上,/*PROGRAM Pascal theorem*/ #include “math.h“ #include “stdio.h“ #define PI 3.1415927 #define eps 1e-5 float radius; /* 圆的半径 */ float theta1, theta2, theta3, theta4, theta5, theta6; / * 六个极角的度数 */ float xa, ya, xb, yb, xc, yc, xd, yd, xe, ye, xf, yf; /* 六个顶点的直角坐标 */ float b1_x, b1_y, b2_x, b2_y, b3_x, b3_y; /* 三个交点的直角坐标 */ float b12_a, b12_b; /*B1和B2构成直线的斜率和截距*/,/*主程序之前这段为“函数原型”以及各个函数返回结果所用变量*/ void trans_abcdef(); float px, py; /* 用来保存coordinate()转换的直角坐标 */ void coordinate (float, float); void three_inter(); void intersection (float, float, float, float, float, float, float, float); float l1_a, l1_b, l2_a, l2_b; /* 两条直线的斜率和截距 */ void equation (float, float, float, float, float, float, float, float); float a, b; /* 直线方程的斜率和截距 */ void straightline(float, float, float, float); float wx, wy; /* 直线交点的直角坐标 */ void inter (float, float, float, float); int test (float, float, float, float, float, float);,/*主函数*/ void main() /*读入圆形的半径*/ printf(“please input the radius of the circle:“); scanf(“%f“, ,/*计算六个顶点坐标*/ void trans_abcdef() coordinate(radius, theta1); xa=px; ya=py; coordinate(radius, theta2); xb=px; yb=py; coordinate(radius, theta3); xc=px; yc=py; coordinate(radius, theta4); xd=px; yd=py; coordinate(radius, theta5); xe=px; ye=py; coordinate(radius, theta6); xf=px; yf=py; ,/*计算一个顶点坐标*/ void coordinate(float r, float theta) /* 先把“角度”转换成“弧度”，再转换成直角坐标 */ px=r*cos(PI*theta/180); py=r*sin(PI*theta/180); ,/*求三个交点*/ void three_inter() intersection(xa, ya, xb, yb, xd, yd, xe, ye); b1_x=wx; b1_y=wy; intersection(xb, yb, xc, yc, xe, ye, xf, yf); b2_x=wx; b2_y=wy; intersect