C语言,6函数课件教程ppt课件.ppt

第6章模块化程序设计 函数 1 1 2 6 1函数的概念 C程序结构 C程序结构如图所示1 一个C程序可以分为若干个函数2 每个程序有且只有一个主函数 main 其他都是子函数3 子函数可以相互调用 但主函数不能被调用4 一个C源程序由一个或多个文件构成 每个文件就是一个编译单位 3 说明 1 一个C程序的执行从主函数 main 开始 调用其他函数后仍回到main主函数结束 2 每个子函数都是平行的 任何子函数都不从属于其他函数3 从用户角度 函数可以分为 标准函数 即库函数 用户自定义函数4 从函数形式可以分为 无参函数 printstar 有参函数 printf hello includevoidprintStar printf n voidprintMessage printf Hello world n printStar voidmain printStar printMessage 4 函数定义的一般形式 函数定义的一般形式 类型说明函数名 形式参数说明 函数体 形式参数说明方法 数据类型变量名 类型变量名 无参数函数定义形式 类型说明函数名 函数体 voidprintHello printf hello n 有参数函数定义形式 类型说明函数名 形式参数说明 函数体 intsum intx inty intz z x y return z 5 函数体一般情况下 函数体有两部分组成 局部变量说明 语句 局部变量说明 函数体内的变量 其有效范围仅在本函数体内起作用 离开本函数无意义 intsum intx inty intz 局部变量定义z x y return z 6 函数的参数和函数的值 一个程序由若干个函数组成 各函数调用时经常要传递一些数据 即调用函数把数据传递给被调用函数 经过被调用函数处理后 得到一个确定的结果 在返回调用函数时 将结果带回调用函数 includeintmax intx inty intz z x y x y return z voidmain inta b c scanf d d 主函数 子函数 c max a b intmax intx inty return z 各函数之间数据往来通过参数传递和返回语句实现 7 函数参数 用于函数间数据的传递形式参数 定义函数时给出的参数实际参数 调用函数时给出的参数 includeintmax intx inty intz z x y x y return z voidmain inta b c scanf d d 对于函数max有两个形式参数x y形式参数x和y只在max函数中使用 a b是主函数中定义的变量 当main函数调用max函数时 a b成为max的实际参数调用时 实际参数的值赋给形参进行处理 例 max接受到两个值 89max返回89 一 形式参数和实际参数 8 includeintmax intx inty intz z x y x y return z voidmain inta b c scanf d d 说明 1 定义函数时 必须说明形参的类型 形参只能是变量 包括数组 不能是常量或表达式 2 函数被调用之前 形参和子函数中的变量不占内存 调用结束返回 形参所占的内存被收回 3 实参可以是常量 变量或表达式 因为传递过来的是具体数值 4 实参和形参类型必须一致 或可以安全转换 5 C语言中 实参和形参传递的是 按值传递 即单向传递 只与参数相对位置有关 而与变量名无关 intb inta intc c a b a b return c 13 20 main a main b max a max b 13 20 9 includeintsum inta intb a a b b a b return a voidmain inta 1 b 3 c c sum a b printf sumof d dis d n a b c 阅读下面程序 写出运行结果 函数被调用之前 形参和子函数中的变量不占内存 调用结束返回 形参所占的内存被收回 实参和形参传递的是 值传递 即单向传递 只与参数相对位置有关 而与变量名无关 sumof1 3is4 10 二 函数返回值 includeintmax intx inty intz z x y x y return z voidmain inta b c scanf d d 函数值也就是函数的返回值 是一个具体确定的值 函数使用return语句返回值 一个函数内可以有多个return语句 执行到任何return语句 函数都将立即返回到调用函数 if x y return x elsereturn y return后面的 可以省略 可以返回一个表达式 先求解表达式的值 再返回 intmax intx inty returnx y x y 1 返回函数值的方法 11 includeintmax intx inty intz z x y x y return z voidmain inta b c scanf d d 2 函数值的类型 函数的类型即函数值的类型 例如 函数max是int型 函数的返回值也是int型 省略了类型说明的函数就是int型 return中表达式的值一般和函数类型相同 如果不一致 则需要进行类型转换 以函数类型为准 12 3 不需要返回的函数 如果函数中没有return 认为是一个过程 可以使用类型void 如果一个函数被声明void类型 就不允许再引用它的返回值 只能单纯调用它 includevoidprintStar printf n voidprintMessage printf Hello world n printStar voidmain printStar printMessage 13 函数的调用 一 函数调用一般形式 一般形式 函数名 实参列表 说明 如果调用无参函数 实参表列可以忽略 但括号不能省 实参个数和形参个数相同 实参和形参类型一一对应 必要时会进行类型转换 注意 不同系统中 实参的计算顺序不同 一般认为从右到左计算和赋值 一般在调用函数前计算出实参的值 例1读程序 写出结果 includeintf inta intb intc if a b c 1 elseif a b c 0 elsec 1 returnc voidmain inti 2 p p f i i printf d p 14 二 函数调用方式 1 函数语句形式为 函数 实参表列 例如 printMessage printf d p 说明 这种方式不要求函数带返回值 函数只执行一定操作 2 函数表达式函数的返回值参与运算 例如 m max a b m 3 max a b printf d max a b 说明 这种方式的函数不能用于void类型 15 三 函数调用的执行过程 从右到左的顺序 计算实参中各表达式值 按照位置 将实参的值一一传递给形参 执行被调用函数 当遇到return 表达式 语句时 计算表达式的值并返回主调函数 X 0 600000 iabs x 1 000000 16 四 函数的原形 在程序中调用函数需满足以下条件 被调用函数必须存在 且必须遵循 先定义后使用 的原则 如果被调用函数的定义在主调函数之后 可以在调用之前给出原形说明 原形说明 类型说明函数名 参数类型 参数类型 17 函数的嵌套调用 嵌套调用是指在一个函数的函数体中又调用了其他函数 程序执行过程 第一层第二层第三层main printStar printStar printfMessage printMessage printStar printStar 结束 includevoidprintStar printf n voidprintMessage printf Hello world n printStar voidmain printStar printMessage 18 例3编程求 分析 重复三次不同的阶乘运算 只是每次的值不同 将求阶乘的过程编程一个函数fac 以不同的参数值来调用fac include includefloatfac intk floatt 1 0 inti for i 2 i k i t i returnt voidmain floatc intm n printf inputm n scanf d d 19 许多数学函数都是使用递归调用形式定义的 函数的递归调用 当n 1时 当n 1时 当n 0时 当n 1时 20 函数的递归调用是指在调用一个函数时又直接或间接调用函数本身 直接调用 间接调用 递归调用必须引入一个循环条件控制递归结束 否则进入死循环 21 例4有5个人坐在一起 问第5个人多少岁 答 比第4个人大2岁 第4个人说他比第三个人大2岁 第3个人比第2个人大2岁 第2个人比第1个人大2岁 而第1个人有10岁 问第5个人多少岁 22 函数调用过程 includeintage intn intc if n 1 c 10 elsec age n 1 2 returnc voidmain printf d age 5 23 例5用递归调用求n 阶乘 n 0 使用循环做 floatfac intn floatf 1 if n 0 for i 2 i n i f i elsef 1 returnf includefloatfac intn floatf if n 1 f fac n 1 n elseif n 0 n 1 f 1 elsef 1 returnf voidmain intn floaty printf inputaintegernumber scanf d 24 根据变量的作用域不同 可分为局部变量和全局变量两种 1 变量的作用域变量的作用域 变量起作用的范围 局部变量 在函数内部或某个控制块的内部定义的变量 局部变量的作用域 函数内部 作用 增强了函数模块的独立性 全局变量 在函数外面定义的变量称为全局变量 全局变量的作用域 从该变量定义的位置开始 直到源文件结束 作用 在同一文件中 所有函数都可以引用全局变量 增强了各函数间数据的联系 6 2变量的作用域 25 局部变量和全局变量的作用域如图所示 26 阅读程序 例6 4 的程序 了解变量作用域 请注意区分局部变量和全局变量的作用域 程序 example6 4 c 27 变量的存储类别 一 变量的动态存储和静态存储 全局变量和局部变量变量的作用域 静态存储和动态存储变量的存储类别 生存期 内存中供用户使用的空间有 代码区 静态存储区 编译时分配空间 动态存储区 执行时分配空间 变量或函数的属性 28 二 局部变量的存储类别 1 自动类别存储在动态存储区 用auto说明 如 intfunc1 inta autointb c 3 形参a 变量b c都是自动变量 调用函数时 系统给它们分配存储空间 函数调用结束时 自动释放空间 通常auto可以省略 29 2 局部静态变量占用静态存储 用static说明 说明 局部静态变量 属于静态存储类别 在程序执行的整个过程中 都不释放存储空间 局部静态变量在编译时赋值 仅赋值一次 如果定义局部静态变量没有赋初值 系统会自动赋初值 局部静态变量 只有在定义它的函数内被引用 它存在 但不被其他函数引用 如果f不定义成static是什么结果 f 1 j 1 fac 1 f f n 1 1 1 输出1 1 j 2 fac 2 f f n 1 2 2 输出2 2 j 3 fac 3 f f n 2 3 6 输出3 6 j 4 fac 4 f f n 6 4 24 输出4 24 30 3 寄存器变量存储在寄存器中 用register说明 说明 计算机的寄存器个数有限 寄存器变量对寄存器占有是动态的 有的系统对寄存器变量转化为自动变量处理 而有的系统会自动设置寄存器变量 31 三 全局变量的存储类别 全局变量都存放在静态的存储区 用static关键字声明的全局变量 只能在本文件内使用 没有用static关键字的全局变量可以在别的文件中使用extern关键字声明为外部变量 并在该文件中作为全局变量使用 尽量少使用全局变量 a c intmax voidcalcMax inta intn main c externintmax voidmain printf d max a c staticintmax voidcalcMax inta intn main c externintmax voidmain printf d max 错 max未定义 错 不能引用max 32 四 存储类别小结 1 变量的定义方法 存储类别 数据类型变量名 2 变量的划分 按作用域划分 按生存期 按变量的存放位置 33 自定义的函数有两种 内部函数和外部函数 1 内部函数若函数的存储类型为static型 则称其为内部函数 内部函数又称为静态函数 它表示在由多个源文件组成的同一个程序中 该函数只能在其所在的文件中使用 在其他文件中不可使用 内部函数的声明形式 static 例如 staticintStatistic 2 外部函数若函数的存储类型定义为extern型 则称其为外部函数 它表示该函数能被其他源文件调用 函数的默认存储类型为extern型 6 3内部函数与外部函数 34 外部函数的应用示例 下面的程序由3个文件组成 file1 c file2 c example6 6 c 在file1 c file2 c中分别定义了两个外部函数 在example6 6 c中可以分别调用这两个函数 1 file1 c file1 c外部函数定义 externintadd intm intn return m n 2 file2 c file2 c外部函数定义 externintmod inta intb return a b 35 3 example6 6 c includeexternintmod inta intb 外部函数声明 externintadd intm intn 外部函数声明 main intx y result1 result2 result printf Pleaseenterxandy n scanf d d 36 关于程序的几点说明 1 在程序file1 c file2 c中的函数定义可以不需要extern加以说明 默认为外部函数 2 在example6 6 c中对外部函数的声明也可以不用extern加以说明 默认为外部函数 3 由多个源文件组成一个程序时 main 函数只能出现在一个源文件中 4 由多个源文件组成一个程序时 有3种连接方式 将各源文件分别编译成目标文件 得到多个目标文件 obj后缀 然后用连接命令把多个 obj文件连接起来 37 建立项目文件 prj后缀或 dsw后缀 具体操作可参阅各种C语言集成开发环境说明 使用文件包含命令 请参阅本章6 6节 5 如果将file1 c或file2 c中的extern改成static 则主程序在编译时无法通过 6 在程序file1 c或file2 c中 也可以互相调用其外部函数 Turboc的连接接命令为tlink例如 tlinkexample6 6 obj file1 obj file2 obj结果 生成一个example6 6 exe文件 38 6 4编译预处理 作用 在对源程序编译之前做一些处理 生成扩展C源程序种类宏定义 define文件包含 include条件编译 if else endif等格式 开头占单独书写行语句尾不加分号 39 如 defineYES1 defineNO0if x YES printf correct n elseif x NO printf error n 展开后 if x 1 printf correct n elseif x 0 printf error n 1宏定义不带参数宏定义一般形式 define宏名 标识符 宏体 字符串 功能 用指定标识符 宏名 代替字符序列 宏体 宏展开 预编译时 用宏体来替换宏名 不作语法检查 如 defineYES1 defineNO0 definePI3 1415926 defineOUTprintf Hello World 说明 1 定义位置 任意 一般在函数外面 2 作用域 从定义命令到文件结束3 undef可终止宏名作用域格式 undef宏名 5 宏定义可嵌套 不能递归 例 defineMAXMAX 10 4 引号中的内容与宏名相同也不置换 例 definePI3 14159printf 2 PI f n PI 2 宏展开 printf 2 PI f n 3 14159 2 6 宏定义中使用必要的括号 例 defineWIDTH80 defineLENGTHWIDTH 40var LENGTH 2 宏展开 var WIDTH 40 2var 80 40 2 7 只是简单替代 标识符不占内存空间 8 一般宏名使用大写字母形式 40 带参数宏定义一般形式 define宏名 参数表 宏体 例 defineS r PI r r相当于定义了不带参宏S 代表字符串 r PI r r 说明 1 宏展开 不仅宏体替换 还要进行形参替换2 宏体及各形参外一般应加括号 3 宏名与参数之间不能有空格 例 defineS a b a b area S 3 2 宏展开 area 3 2 不能加空格 例 definePOWER x x xx 4 y 6 z POWER x y 宏展开 z x y x y 一般写成 definePOWER x x x 宏展开 z x y x y 41 42 5 带参的宏与函数区别 43 2文件包含功能 一个源文件可将另一个源文件的内容全部包含进来一般形式 include 文件名 或 include 处理过程 预编译时 用被包含文件的内容取代该预处理命令 再对 包含 后的文件作一个源文件编译 直接按标准目录搜索 存放C的库函数头文件 先在当前目录搜索 再搜索标准目录可指定路径 44 被包含文件内容源文件 c 头文件 h 宏定义数据结构定义函数说明等 文件包含可嵌套 45 例文件包含举例 46 3条件编译概念 在某个条件成立的情况下才对某一部分进行编译 三种格式 格式二形式 作用 如果标识符没有被 define命令定义过 则对程序段1进行编译 否则对程序段2进行编译 格式三形式 作用 如果指定的常量表达式1值为真 非零 则对程序段1进行编译 否则如果指定的常量表达式2值为真 非零 则对程序段2进行编译