《函数与预处理》PPT课件.ppt

第4章函数与预处理,一.函数的概念、分类及定义,第4章函数与预处理,函数的概念,逻辑上独立的、完成指定功能的一段代码,是编译的最小单位.有的程序设计语言分成子程序和函数两种,如Basic,Fortran等.,由一个main函数及若干个其它函数组成.,另外,在main函数前还可以定义全局变量,声明所用函数.,C程序的结构,函数可看作为一个“黑箱”,通过参数和返回值与外界进行数据交换.,C+的程序结构,第4章函数与预处理,一个程序中有且只能有一个main函数;函数的定义是独立的,不能嵌套定义;函数可以相互调用,但不能调用main函数;在函数被调用之前,必须先定义或声明.,关于函数的几点规定,函数是模块化程序设计的基本单位,C程序就是由函数组成,因此被认为是面向函数的语言;C+采用类结构设计方式,将对象的数据及操作(函数)捆绑起来,封装于类中,如下图.,函数的分类,从用户使用的角度看,可分成两类:,标准库函数:编译系统自带的函数,用户只需在程序中包含相应的头文件,就可以调用.在连接时,系统会将相应的代码连接到用户的执行程序中.,VC+几个常用的头文件及库函数:,输入/输出库(iostream):getchar,gets,puts,scanf,printf等;数学函数库(cmath):abs,fabs,labs,sin,cos,tan,exp等;(cstdlib):_max,_min,itoa,atoi,atol,atof,rand等;字符串处理(cstring):strlen,strcpy,strncpy,strcmp,strlwr,strupr,strchr,strrchr,strstr等;字符分类及转换(cctype):isalpha,isdigit,islower,isupper等;动态存储分配(C语言)(malloc.h):calloc,malloc,realloc,free等;时间库函数(ctime):time,ctime,_strtime等;,用户自定义函数:按C+的语法定义函数.,第4章函数与预处理,函数的定义,定义无参函数的一般格式,第4章函数与预处理,(void)函数体;return;,注:,如果没有返回值,则为void,return后面不需要任何返回值,甚至return本身也可省略.函数体可以是空的,但不能省.,例:下面的函数用于输出当前时间.,#includevoidPrnTime(void),chartm11;_strtime(tm);couttmab;c=gcf(a,b)coutgcf=cxy;t=gcf(x,y);coutt=txy;t=gcf(x,y);coutt=txyz;coutMax=y;/函数调用t=gcf(x,y);coutgcf=ty;swap(x,y);coutx=x,;couty=yyz;s=sum(x,y,z);/普通考生/s=sum(x,y,z,1);/1-类考生coutsum=s0.0)coutNorootatall!endl;elser=root(a,b,er,ev);coutsetiosflags(ios:fixed)=er);c=0.5*(a+b);returnc;doublef(floatx)return(2*x-4)*x+3.)*x-6.0;,运行程序,coutRoot:r,bc;d=add(a,b,c);coutxy;z=add(x,y);coutx+y=zb;c=add(a,b);coutxy;z=add(x,y);coutT1add(T1a,T2b)returna+b;,第4章函数与预处理,例4.6求两个不同类型的数之和并返回.,若输入:5202.53.2,则输出:5+20=252.5+3.2=5.75+2.5=7,运行程序,四.函数的递归调用,一个函数直接或间接调用自身,称为递归调用.这样的函数称为递归函数(Recursivefunction).,递归的两种形式,直接递归:在函数f()的函数体中直接调用f()自身.,递归的特点:递归是函数的循环调用,因此必须要有结束条件;另外,递归要占用较多的堆栈空间来存放函数的参数.,例4.7:求n!,floatfactorial(intn)floatf=1.0;inti;for(i=2;in;k=gcf(m,n);coutTheGreatestCommonFactorofmandn;coutis:kendl;,说明:,第4章函数与预处理,例4.8用递归法求两个整数的最大公因子.,intgcf(intm,intn)coutm,nn;while(n15);hanoi(n,A,B,C);coutendl;,第4章函数与预处理,/Hanoidisk:/ndiskfromatocwithhelpofb.voidhanoi(intn,chara,charb,charc)if(n=1)coutct;hanoi(n-1,b,a,c);,运行程序,第4章练习-1,第4章函数与预处理,4-6题.牛顿切线法的迭代公式为:,从初值x0=1.0出发开始迭代,收敛精度为10-6.,五.作用域与存储类,定义:一个对象(数据或函数)的有效作用范围称为它的作用域.,作用域,是指在函数体(包括main函数)内或复合语句内定义的变量以及函数的形参.其作用域仅限于函数体或复合语句内.这样,不同作用域内的变量或函数可以同名.如下例:,voidmain(void)inti,a10;doublex;for(i=0;i10;i+)intt;.,voidfunc1(inta)inti;floatx,y;.,这里a,i,x与main中变量同名,但占用不同内存空间.,第4章函数与预处理,根据作用域的不同,变量和函数可作如下分类.,局部变量,全局变量,intp=10;intf1(intx)inti,p;p=5;.charc;intf2(inta)inti,k;.i=p+k;.voidmain()intm,n;.p=f1(m);,在函数之外定义的变量称为全局变量.其自动作用域从定义位置开始到当前文件的末尾.如下例:,说明:,第4章函数与预处理,全局变量增加了数据联系的渠道,加快了联系速度;全局变量降低了程序的可读性和独立性;全局变量如未赋初值,则在编译时自动置为0(数值型)或空(字符型).全局变量习惯上放在文件头部,当变量数比较多时,可放在头文件中,用#include包含到文件中.,局部变量与全局变量同名:运算符,第4章函数与预处理,在C语言中,如果局部变量与全局变量同名且作用域出现重叠,则全局变量会被局部变量屏蔽掉.C+提供作用域运算符:来访问全局变量.请看下例:,#includeusingnamespacestd;intp=10;voidmain(void)floatp=3.5;coutpendl;cout:pendl;,说明,:运算符只能用来访问全局变量,不能用于访问局部变量;:运算符还可用于访问类成员变量、函数和类的静态成员变量;,存储类auto,static,extern,register,作用域(可见性):指数据是否可以被访问.在作用域内数据是可访问的,在作用域之外的数据是不可访问的,即使它是存在的.,在变量所在的代码段运行期间分配内存,代码段运行结束后被释放.,数据具有两个属性:作用域和存储期.,存储期(存在性):在程序运行的某个阶段,数据是否存储在内存中,也称为生命期.,从存储期的角度看,变量可分为动态、静态两类.数据在内存中的存放也是这样区分的.,实例:函数的形参,函数内定义的变量,复合语句内定义的变量.,定义方式:用auto存储类说明,如:autointa;对局部变量,auto是缺省存储类,因此,可省略.,自动变量的存在性和可访问性是一致的.,第4章函数与预处理,动态(自动)变量,静态变量,第4章函数与预处理,在程序运行过程中始终存在.在编译阶段分配内存地址(位于静态数据区).如果未赋初值,系统自动置为0(包括0,NULL,).分两种:静态局部变量、静态全局变量;,例4.10生成01之间的伪随机数.,定义方式:用static存储类说明,如:staticintb;,局部静态变量:在函数内部定义的静态变量,#include#includeusingnamespacestd;floatPrand(void);voidmain(void)inti,n=10;for(i=0;in;i+)coutPrand()t;cout(y)?(x+2):(y);,注意:,宏定义中#与#的特殊作用,第4章函数与预处理,:,在执行一次宏替换后,“#”符号被删除.,#definePRT(s,t)printf(y#s=%d,y#t=%dn,y#s,y#t)调用:PRT(1,2);经一次宏展开,替换成:printf(y1=%d,y2=%dn,y1,y2);,在带参数的宏定义中,如果在中形参的前面加上#或#,则会起到特殊的作用.,经字符串合并后成为:printf(y1=%d,y2=%dn,y1,y2);,在宏展开时,将替换成“实参”字符串;,:,例:,文件包含（include）,第4章函数与预处理,格式1:#include文件名格式2:#include作用:在编译前将指定的文件加到include宏命令处.,习惯用法:,:只在系统指定的include目录下查找包含文件,如找不到,就发出错误信息.在VC+中,可从ToolsOptionsDirectories下的includefiles栏下查看.,格式1与格式2的区别:,通常将一些宏定义、自定义数据类型、函数的声明、全局变量的定义、内置函数的定义等信息放在各个头文件(C+标准库的头文件没有扩展名)中,然后用include宏命令包含到源文件的头部.,文件名:先到用户的当前工作目录下查找包含文件,若找不到,再到系统指定的include目录下查找,如还是找不到,就发出错误信息.,条件编译,第4章函数与预处理,格式1:#ifdef#else#endif,条件编译类似于if语句,但这种选择是在编译时进行的,而不是在运行时进行的.,条件编译格式1,当已定义时,编译,否则编译.这里只判断是否已定义,而不管它的是什么.所以可以用宏定义:#define,变化形式:当为空时,可写成:#ifdef#endif,#ifdef_DEBUGcouta=aendl;#endif,功能:,例,条件编译格式2,第4章函数与预处理,格式2:#ifndef#else#endif,当为空时,可