北京科技大学《C语言》第7章.ppt

2019/11/26,1,第7章函数与预处理命令,北京科技大学计算机系,C语言程序设计,2019/11/26,2,第7章函数与预处理命令,7.1概述7.2函数的定义与调用7.3数组作函数参数7.4函数的嵌套调用和递归调用7.5局部变量和全局变量及其作用域7.6变量的存储类别及变量的生存期7.7函数的存储分类7.8编译预处理7.9多文件程序的调试方法,2019/11/26,3,7.1概述,程序结构清晰，可读性好。减少重复编码的工作量。可多人共同编制一个大程序，缩短程序设计周期，提高程序设计和调试的效率。,使用函数的好处,2019/11/26,4,【例7.1】求一个整数的立方。,intcube(intx)/*函数定义*/return(x*x*x);main()intf,a;printf(nEnteranintegernumber：);scanf(%d,程序运行情况如下：Enteranintegernumber：22*2*2=8,函数调用,程序的执行总是从main函数开始,2019/11/26,5,一个C源程序可以由一个或多个源程序文件组成。C编译系统在对C源程序进行编译时是以文件为单位进行的。一个C源程序文件可以由一个或多个函数组成。所有函数都是独立的。主函数可以调用其它函数，其它函数可以相互调用。在一个C程序中，有且仅有一个主函数main。C程序的执行总是从main函数开始，调用其它函数后最终回到main函数，在main函数中结束整个程序的运行。,说明,2019/11/26,6,函数的种类,从函数定义形式分：有参函数：在主调（用）函数和被调（用）函数之间通过参数进行数据传递，如：intcube(intx)无参函数：如：getchar()在调用无参函数时，主调函数不需要将数据传递给无参函数。,从使用的角度看：标准函数（库函数）库函数是由系统提供的。如：getchar()、sin(x)等。在程序中可以直接调用它们。附录A列出了C的部分库函数。用户自定义函数。如:例7.1中的cube函数。,2019/11/26,7,【例7.2】无参函数的定义与调用。,voidwelcome()printf(*n);printf(WelcometoChinan);printf(*n);main()welcome();,程序的输出结果如下：*WelcometoChina*,2019/11/26,8,7.2.1函数的定义,函数定义的一般形式,函数类型函数名(类型名形式参数1，)说明语句执行语句,例如：求两个数的最大值。intmax(intx,inty)intz;z=xy?x:y;return(z);,类型省略时默认为int类型,2019/11/26,9,intmax(x,y)intx,y;intz;z=xy?x:y;return(z);,intmax(x,y)intx,y;或intmax(intx,y),或intmax(x,y)intx,y,z;z=xy?x:y;return(z);,花括号中也可以为空，这种函数叫空函数。不能在函数体内定义其他函数，即函数不能嵌套定义。,形参也可以这样定义,2019/11/26,10,函数名（实参表列）,在C语言中，把函数调用也作为一个表达式。因此凡是表达式可以出现的地方都可以出现函数调用。例如：welcome();if(iabs(a)max)max=iabs(a);m=max(c,max(a,b);,7.2.2函数的调用,函数调用的一般形式：,2019/11/26,11,intsum100()inti,t=0;for(i=1;i=100;i+)t+=i;return(t);main()ints;s=sum100();printf(%dn,s);,程序输出结果：5050,intsum(intx)inti,t=0;for(i=1;iy?x:y;return(z);/*返回z的值*/main()inta,b,c;scanf(%d,%d,2019/11/26,16,函数的返回值是通过return语句带回到主调函数的,功能：终止函数的运行，返回主调函数，若有返回值，将返回值带回主调函数。,说明：若函数没有返回值，return语句可以省略。return语句中的表达式类型一般应和函数的类型一致，如果不一致，系统自动将表达式类型转换为函数类型。,函数的返回值,return语句格式：,return(表达式);或return表达式;或return;,2019/11/26,17,【例7.8】计算并输出圆的面积。,s(intr)return3.14*r*r;main()intr,area;scanf(%d,自动转换为int型,思考：若要得到单精度实型的圆面积，程序应如何修改,程序运行情况如下：212,？,2019/11/26,18,7.2.4对被调函数的声明和函数原型,变量要先定义后使用，函数也如此。即被调函数的定义要出现在主调函数的定义之前。如swap函数:允许整型函数（且参数也是整型）的定义出现在主调函数之后。如max函数:如果非整型函数在主调函数之后定义，则应在主调函数中或主调函数之前对被调函数进行声明。,voidswap(intx,inty)main()swap(a,b);,main()c=max(a,b);max(intx,inty),2019/11/26,19,对被调函数进行声明的一般形式,函数类型函数名（参数类型1参数名1，）;或函数类型函数名（参数类型1，参数类型2，）;,思考:以下哪种情况需要在主调函数中对被调函数声明被调函数定义在前，主调函数定义在后。主调函数定义在前，被调函数定义在后，且被调函数的类型不是整型的。被调函数定义在后，但被调函数的类型是整型。,第二种形式省略了参数名，此种形式也称为函数的原型。,？,2019/11/26,20,main()voidcalc(floatx,floaty,charopr);floata,b;charopr;printf(nInputexpression:);scanf(%f%c%f,对被调函数的声明,【例7.9】计算并输出两个数的和、差、积、商。,2019/11/26,21,图7.2验证哥德巴赫猜想,【例7.10】哥德巴赫猜想之一是任何一个大于5的偶数都可以表示为两个素数之和。验证这一论断。,2019/11/26,22,#includemath.hintprime(intn);main()inta,b,c,n;scanf(%d,/*穷举法判断素数*/intprime(intn)inti;for(i=2;i=sqrt(n);i+)if(n%i=0)return0;return1;,可以在main函数的前面对prime函数进行声明。实际上，该声明可以省略，为什么？,程序如下：,2019/11/26,23,7.3数组作函数参数,7.3.1一维数组元素作函数参数,main()inta5,i,m;for(i=0;i5;i+)scanf(%d,【例7.11】求5个数中的最小值。,intmin(intx,inty)return(xy?x:y);,用打擂台方法求最小值。m相当于擂主,2019/11/26,24,7.3.2一维数组名作函数参数,数组名表示数组在内存中的起始地址。例如:数组a在内存中从2000地址开始存放,则a的值为2000。2000是地址值，是指针类型的数据（第8中将介绍指针类型），不能把它看成是整型或其他类型数据。实参是数组名，形参也应定义为数组形式，形参数组的长度可以省略，但不能省，否则就不是数组形式了。【例7.12】用冒泡法将10个整数排序。,2019/11/26,25,voidsort(intb,intn);voidprintarr(intb);main()inta10=11,22,63,97,58,80,45,32,73,36;printf(Beforesort:n);printarr(a);sort(a,10);printf(Aftersort:n);printarr(a);,voidprintarr(intb10)inti;for(i=0;i10;i+)printf(%5d,bi);printf(n);,voidsort(intb,intn)inti,j,t;for(i=1;ibj+1)t=bj;bj=bj+1;bj+1=t;,2019/11/26,26,图7.3调用sort函数,2000,b,形参b实际是一个可以存放地址的变量,a:2000,实参赋给形参,2019/11/26,27,#includestdio.hmain()voidscat(charstr1,charstr2);chars150,s250;inti,k;printf(Inputs1:);gets(s1);printf(Inputs2:);gets(s2);scat(s1,s2);printf(Outputs1:%sn,s1);printf(Outputs2:%sn,s2);,voidscat(charstr1,charstr2)inti=0,k=0;while(str1i!=0)i+;while(str2k!=0)str1i=str2k;i+;k+;str1i=0;,scat函数还可简化为：voidscat(charstr1,charstr2)inti=0,k=0;while(str1i)i+;while(str1i+=str2k+);,【例7.13】编程序，实现字符串连接。,2019/11/26,28,以二维数组为例。二维数组名作实参时，对应的形参也应该定义为一个二维数组形式。对形参数组定义时可以指定每一维的大小，也可以省略第一维的大小说明。【例7.14】编程序，将矩阵转置。设转置前为a矩阵，转置后为b矩阵，如下所示：,思路：将a00b00，a01b10，a02b20，a10b01，aijbji，。,7.3.3多维数组作函数参数,2019/11/26,29,voidturn();main()inta34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;inti,j,b43;turn(a,b);printf(arrayb:n);for(i=0;i4;i+)for(j=0;j3;j+)printf(%5d,bij);printf(n);,/*矩阵转置函数*/voidturn(intarra4,intarrb3)intr,c;for(r=0;r3;r+)for(c=0;c0;i-)a+=sub2(i);returna;,sub2(intn)returnn+1;,程序输出结果：9,2019/11/26,32,7.4.2函数的递归调用,不要求!,2019/11/26,33,7.5局部变量和全局变量及其作用域,7.5.1变量的作用域,7.5.2局部变量及其作用域,变量的作用域：变量在程序中可以被使用的范围。根据变量的作用域可以将变量分为局部变量和全局变量。,局部变量（内部变量）：在函数内或复合语句内定义的变量以及形参。作用域：函数内或复合语句内。,【例7.19】分析下面程序的运行结果及变量的作用域。,问题：一个变量在程序的哪个函数中都能使用吗？,2019/11/26,34,voidsub(inta,intb)intc;a=a+b;b=b+a;c=b-a;printf(sub:ta=%db=%dc=%dn,a,b,c);,main()inta=1,b=1,c=1;printf(main:ta=%db=%dc=%dn,a,b,c);sub(a,b);printf(main:ta=%db=%dc=%dn,a,b,c);inta=2,b=2;printf(comp:ta=%db=%dc=%dn,a,b,c);printf(main:ta=%db=%dc=%dn,a,b,c);,“分程序”或“程序块”,程序输出结果：main:a=1b=1c=1sub:a=2b=3c=1main:a=1b=1c=1comp:a=2b=2c=1main:a=1b=1c=1,2019/11/26,35,7.5.3全局变量及其作用域,全局变量（外部变量）：在函数外部定义的变量。作用域：从定义变量的位置开始到本源文件结束。如在其作用域内的函数或分程序中定义了同名局部变量，则在局部变量的作用域内，同名全局变量暂时不起作用。,【例7.20】全局变量和局部变量的作用域。,2019/11/26,36,inta=5;voidf(intx,inty)intb,c;b=a+x;c=a-y;printf(%dt%dt%dn,a,b,c);,程序输出结果：511-2567987981098105610,全局变量,2019/11/26,37,7.6变量的存储类别及变量的生存期,7.6.1变量的生存期与变量的存储分类,变量的生存期：变量在内存中占据存储空间的时间。,思考：1.何时为变量分配内存单元？2.将变量分配在内存的什么区域？3.变量占据内存的时间（生存期）？,动态存储变量,静态存储变量,2019/11/26,38,7.6.2变量的存储类别,变量的属性,数据类型：决定为变量分配内存单元的长度，数据的存放形式，数的范围。,存储类别：决定了变量的生存期，给它分配在哪个存储区。,2019/11/26,39,变量定义语句的一般形式,存储类别数据类型变量名1,变量名n;,auto（自动的）register（寄存器的）static（静态的）extern（外部的）,1自动变量（auto类别）局部变量可以定义为自动变量。,2019/11/26,40,main()inta,b,c;printf(“Entera，b:n”);scanf(“%d%d”,printf(“Entera，b:n”);,scanf(“%d%d”,c=sum(a,b);,c=a+b;,return(c);,printf(“Sum=%dn”,c);,main(),Entera,b:,内存用户区,静态存储区,12,sum(inta,intb),Sum=3,程序,程序区,动态存储区,观察下列程序运行时变量的存储情况,单击开始运行,运行结束,cm=3,2019/11/26,41,内存分配调用函数或执行分程序时在动态存储区为其分配存储单元，函数或分程序执行结束，所占内存空间即刻释放。变量的初值定义变量时若没赋初值，变量的初值不确定；如果赋初值则每次函数被调用时执行一次赋值操作。生存期在函数或分程序执行期间。作用域自动变量所在的函数内或分程序内。,自动变量,2019/11/26,42,2静态变量（static类别）,除形参外，局部变量和全局变量都可以定义为静态变量。,2019/11/26,43,staticintb=0;main()inta=2,i;for(i=0;i2;i+)printf(%4d,f(a);printf(n);intf(inta)staticintc=3;b+;c+;return(a+b+c);,内存用户区,静态存储区,程序区,动态存储区,【例7.22】静态变量的使用。,b=0,c=3,main(),程序,am=2,i不定,for(i=0;i2;i+),i=0,printf(%4d,f(a);,intf(inta),af=2,c=4,b+;c+;,b=1,return(a+b+c);,7,for(i=0;i2;i+),i=1,printf(%4d,f(a);,intf(inta),af=2,b+;c+;,b=2,c=5,return(a+b+c);,9,i=2,printf(n);,单击开始运行,运行结束,for(i=0;i2;i+),2019/11/26,44,内存分配编译时，将其分配在内存的静态存储区中，程序运行结束释放该单元。静态变量的初值若定义时未赋初值，在编译时，系统自动赋初值为0；若定义时赋初值，则仅在编译时赋初值一次，程序运行后不再给变量赋初值。生存期整个程序的执行期间。作用域局部静态变量的作用域是它所在的函数或分程序。全局静态变量的作用域是从定义处开始到本源文件结束。,静态变量,2019/11/26,45,intc;staticinta;main()floatx,y;chars;f()staticintb=1;,3.外部变量（extern类别）,在函数外定义的变量若没有用static说明，则是外部变量。外部变量只能隐式定义为extern类别，不能显式定义。,2019/11/26,46,内存分配编译时，将其分配在静态存储区，程序运行结束释放该单元。变量的初值若定义变量时未赋初值，在编译时，系统自动赋初值为0。生存期整个程序的执行期间。作用域从定义处开始到本源文件结束。此外，还可以用extern进行声明，以使其作用域扩大到该程序的其它文件中。,外部变量,问题：全局静态变量的作用域可以扩展到本程序的其它文件吗？,2019/11/26,47,外部变量声明的一般格式,extern数据类型变量名1，变量名n；或extern变量名1，变量名n；,注意：外部变量声明用关键字extern，而外部变量的定义不能用extern，只能隐式定义。定义外部变量时，系统要给变量分配存储空间，而对外部变量声明时，系统不分配存储空间，只是让编译系统知道该变量是一个已经定义过的外部变量，与函数声明的作用类似。,2019/11/26,48,intp=1,q=5;floatf1(inta)externcharc1,c2;cha