函数与预处理实用教案

1、重点(zhngdin)与难点q 重点：函数的定义、声明、参数传递和调用；函数的嵌套调用；变量(binling)的作用域与生存期。q 难点：参数传递和函数的嵌套调用。第1页/共87页第一页，共88页。6.1 模块化软件(run jin)与C程序的模块结构6.1.1 模块(m kui)化软件6.1.2 C语言的模块(m kui)结构第2页/共87页第二页，共88页。6.1.1 模块化软件(run jin) 模块化：就是将一个较为复杂的、大型的项目按其功能与结构，划分为若干个功能相对独立的模块(Module)，每个模块实现一个功能。 C语言(yyn)：是一种结构化程序设计语言(yyn)，结构化程序设

2、计的基本思想之一就是程序的“模块化”。每个模块在C语言(yyn)中可以用函数来实现。第3页/共87页第三页，共88页。6.1.2 C语言的模块(m kui)结构mainabcdefeghhi第4页/共87页第四页，共88页。C程序(chngx)的组成 C程序：可以由一个或多个C源程序文件组成。在C语言中，一个C语言的源程序文件就是一个编译单位。 函数：它是C源程序的基本( jbn)模块。第5页/共87页第五页，共88页。函数(hnsh)分类 从用户使用(shyng)的角度 标准库函数与用户自定义函数 从有无函数返回值的角度 有返回值函数与无返回值函数 从有无参数的角度 有参函数与无参函数第6页

3、/共87页第六页，共88页。6.2 函数(hnsh)定义、参数和返回值6.2.1 函数定义的一般(ybn)形式6.2.2 函数参数与参数传递6.2.3 函数返回值第7页/共87页第七页，共88页。6.2.1 函数(hnsh)定义的一般形式1、无参函数(hnsh)2、有参函数(hnsh)3、空函数(hnsh)第8页/共87页第八页，共88页。1、无参函数(hnsh) 类型标识符 函数名() 类型说明(shumng) 语句 void printmessage() printf(nHello!);第9页/共87页第九页，共88页。2、有参函数(hnsh) 类型标识符 函数名(形式参数列表) 类型说明

4、(shumng) 语句 第10页/共87页第十页，共88页。3、空函数(hnsh) 类型(lixng)说明符 函数名（） 调用这种函数没有任何实际作用，但在系统规划(guhu)的初期用于标示各个部分，使得程序结构清楚，可读性好，以后扩充新的功能方便。第11页/共87页第十一页，共88页。6.2.2 函数参数与参数传递1、分类：形式参数和实际参数。2、形参：在函数定义的时候声明(shngmng)的参数称为形式参数，简称形参。形参是变量名。3、实参：在函数调用的时候使用到的参数称为实际参数，简称实参。实参是表达式。第12页/共87页第十二页，共88页。参数传递1、参数传递是实参传递给形参。2、传递

5、要求：在参数传递的过程中，实参的个数必须与形参的个数一样多，并且类型应相同或保持兼容，否则系统会给出错误。3、分类(fn li) 值传递与地址传递第13页/共87页第十三页，共88页。值传递(chund)方式第14页/共87页第十四页，共88页。值传递(chund)图示函数调用开始(kish)函数调用结束(jish)复制第15页/共87页第十五页，共88页。地址(dzh)传递方式第16页/共87页第十六页，共88页。6.2.3 函数(hnsh)返回值 函数的返回(fnhu)值是通过return语句返回(fnhu)主调函数。该语句的形式如下： return 表达式；第17页/共87页第十七页，共

6、88页。返回值类型(lixng) return语句的表达式的计算结果的类型常常与函数定义的返回类型不一致。这时应该以哪一个为准呢？ （1）C语言规定，函数的返回值的类型以函数定义的类型为准。 （2）如果return语句中的表达式是数值型的，系统自动进行类型转换(zhunhun)。如果系统不能自动转换(zhunhun)的，则需要编程人员进行强制转换(zhunhun)。第18页/共87页第十八页，共88页。函数默认(mrn)类型 如果在函数定义时没有指定(zhdng)返回值的类型，系统默认为int型的。 第19页/共87页第十九页，共88页。无无returnreturn语句语句(yj)(yj) 如

7、果被调用函数中没有return语句，是不是没有返回值呢？ 其实不是，函数仍然返回一个值，只不过这个值是不确定的、也不是用户所希望得到的。 如果一个函数没有返回值，最好是用void明确地表示出来。这样，可以(ky)保证函数正确调用，减少出错。 第20页/共87页第二十页，共88页。6.3 函数调用6.3.1 函数(hnsh)的一般调用6.3.2 函数(hnsh)的嵌套调用6.3.3 函数(hnsh)的递归调用第21页/共87页第二十一页，共88页。6.3.1 函数(hnsh)的一般调用函数(hnsh)名(实参表列)第22页/共87页第二十二页，共88页。函数调用形式(xngsh)（1）函数(hn

8、sh)语句 printf(Welcome to C language.);（2）函数(hnsh)表达式 c=max(a,b);（3）函数(hnsh)作参数 d=max(a,max(b,c) ; 第23页/共87页第二十三页，共88页。6.3.2 函数(hnsh)的嵌套调用第24页/共87页第二十四页，共88页。举例(j l)：用弦截法求方程的根。08016523xxx1xx2x)(2xf)(1xf)()()()(121221xfxfxfxxfxx第25页/共87页第二十五页，共88页。自定义函数(hnsh)1、f(x) = 2、xpoint( , )=3、root(x1,x2)8016523x

9、xx)()()()(121221xfxfxfxxfx1x2x第26页/共87页第二十六页，共88页。函数调用关系(gun x)第27页/共87页第二十七页，共88页。rootroot函数函数(hnsh)(hnsh)float root(float x1,float x2) float x,y,y1=f(x1); do x=point(x1,x2); y=f(x); if(y*y10) y1=y;x1=x; else x2=x; while(fabs(y)=0.0001); return(x);第28页/共87页第二十八页，共88页。6.3.3 函数(hnsh)的递归调用1)直接(zhji)调用

10、自身2)间接(jin ji)调用自身第29页/共87页第二十九页，共88页。递归的两个(lin )阶段 回推和递推 回推到可以确定值（即递归结束条件）时结束；递推从起初(qch)值开始进行迭代。 1 (n=0,1) /*递归结束条件*/f(n)= n*f(n-1) (n1)第30页/共87页第三十页，共88页。4!的回推与递推举例(j l) 回推 f(4)=4*f(3)=4*3*f(2)=4*3*2*f(1) 递推 f(1)=1 f(2)=2*f(1)=2 f(3)=3*f(2)=3*2=6 f(4)=4*f(3)=4*6=24第31页/共87页第三十一页，共88页。递归调用(dioyng)实

11、质 在不能计算( j sun)出结果时，先压栈；在能够计算( j sun)时，逐个出栈。第32页/共87页第三十二页，共88页。例例6.8 6.8 利用递归算法利用递归算法(sun f)(sun f)求求FibonacciFibonacci数列数列 0 (n=0)f(n)= 1 (n=1) f(n-1)+f(n-2) (n1)long f(int n) long c; if(n=0) c=0; else if(n=1) c=1; else c=f(n-1)+f(n-2); return(c);第33页/共87页第三十三页，共88页。课堂(ktng)训练自定义两个函数实现：（1）判断一个整数是否

12、为完数；（2）在屏幕上显示完数的因子。 要求：在main函数中输入(shr)整数，并调用上述两个函数进行测试。第34页/共87页第三十四页，共88页。6.4 函数(hnsh)中使用的变量6.4.1 局部变量与全局变量6.4.2 变量的存储方式(fngsh)6.4.3 变量的存储类别第35页/共87页第三十五页，共88页。6.4.1 局部变量与全局变量1、局部变量2、全局变量第36页/共87页第三十六页，共88页。1、局部变量 在一个函数内部定义的变量是内部变量，也称局部变量。 局部变量只在定义它的函数范围内有效（即可以(ky)使用），在其他函数不能使用。第37页/共87页第三十七页，共88页。

13、局部变量举例(j l)float f1(int a) int b,c; . char f2(int x,int y)int i,j;.main() int a,b; . int c; c=a+b;第38页/共87页第三十八页，共88页。2、全局变量 程序的编译单位是源程序文件，一个源文件可以包含一个或若干个函数。在函数内定义的变量是局部变量；而在函数外定义的变量是外部变量，也称全局变量。 全局变量的有效范围(fnwi)：从定义变量的位置开始到本源文件结束。第39页/共87页第三十九页，共88页。全局变量举例(j l)int p=1,q=5;float f1(a)int b,c;.char a,

14、b;char f2(int x,int y)int i,j;.main() int a,b; . char c; c=a+b; .第40页/共87页第四十页，共88页。例6.9 全局变量aint a=10;fun(int i) a+=2*i; return a;main() int a=10; printf(n%d,%d,fun(a),a); printf(n%d,%d,fun(a),a); 运行(ynxng)结果：20,1040,10第41页/共87页第四十一页，共88页。例例6.10 6.10 有一个有一个(y )(y )数组存放数组存放1010个学个学生的成绩，编一个生的成绩，编一个(y

15、 )(y )函数求出函数求出1010个学生的平均成绩、最高分和最低分。个学生的平均成绩、最高分和最低分。float max=0,min=0;float averagescore(float a,int n) int i; float sum=a0; max=min=a0; for(i=1;imax) max=ai; else if(aimin) min=ai; sum=sum+ai; return(sum/n);地址传递第42页/共87页第四十二页，共88页。全局变量应慎用 全局变量在程序执行过程(guchng)中一直占用内存。 降低了函数的通用性。 使用全局变量过多，会降低程序的可读性。 建

16、议不在必要时不要使用全局变量。第43页/共87页第四十三页，共88页。6.4.2 变量的存储(cn ch)方式静态存储区动态存储区第44页/共87页第四十四页，共88页。静态存储(cn ch)方式 静态存储方式是指在程序运行期间分配固定(gdng)的存储空间的方式。 全局变量和静态(static)变量全部存放在静态存储区。 静态存储方式在程序执行过程中一直占据固定(gdng)的存储单元，直到程序执行完毕才释放。第45页/共87页第四十五页，共88页。动态(dngti)存储方式 动态存储方式：是在程序运行期间根据需要进行动态分配存储空间的方式。 在动态存储区存放如下数据：形参、非静态变量、堆栈（

17、函数调用时的现场保护(boh)和返回地址）。 动态存储方式根据函数调用的需要，动态地分配和释放存储空间。第46页/共87页第四十六页，共88页。6.4.3 变量(binling)的存储类别 在C语言中，每一个变量和函数(hnsh)有两个属性：数据类型和存储类别。 存储类别分四类存储类别 含义auto自动，动态存储方式，可以省略static静态，静态存储方式register寄存器，CPU的寄存器extern外部，声明外部变量第47页/共87页第四十七页，共88页。auto变量(binling)auto int b,c=3;int b,c=3;第48页/共87页第四十八页，共88页。staticf

18、(int a) auto int b=0; static int c=3; b=b+1;c=c+1； return(a+b+c);main() int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(%d ,f(a); 第49页/共87页第四十九页，共88页。举例 打印(d yn)15的阶乘值int fac(int n) static int f=1; f=f*n; return(f);main() int i; for(i=1;iy?x:y);*eg0614b.cextern a;main() int x=2,y=3,z; z=x*a+a*y*max(x,y); printf(nz

19、=%d,z);第56页/共87页第五十六页，共88页。6.5 内部(nib)函数与外部函数1、内部函数(hnsh)2、外部函数(hnsh)第57页/共87页第五十七页，共88页。1、内部(nib)函数 如果一个函数只能被本文件中的其他函数调用，而不能被其他文件中的函数调用， 这种函数称为内部(nib)函数（或称静态函数）。定义内部(nib)函数的一般形式是（函数头）：static 类型(lixng)说明符 函数名(形参表)第58页/共87页第五十八页，共88页。2、外部(wib)函数 若一个函数除了可以被本文件中的其他函数调用外，还可以被程序中的其他源文件的函数调用，这样的函数称为(chn w

20、i)外部函数。它的定义一般形式：extern 类型(lixng)说明符 函数名(形参表)注意：extern可以省略第59页/共87页第五十九页，共88页。例6.15 内部(nib)函数与外部函数*eg0615a.cextern int a;extern int max(int m,int n);static int z=12;static int min(int x,int y) return(x=n)return(m); else return(n); 第60页/共87页第六十页，共88页。6.6 多文件(wnjin)的程序运行1、工程(gngchng)方法2、文件包含方法第61页/共87页

21、第六十一页，共88页。1、工程(gngchng)方法 第62页/共87页第六十二页，共88页。2、文件(wnjin)包含方法 在eg0615.c的开始添加一行： #include 在文件包含方式中，由于最终生成一个目标文件。所以关于变量(binling)、函数的声明都不必要了。第63页/共87页第六十三页，共88页。6.7 预处理命令(mng lng) 在前面章节已经使用(shyng)了如下形式： #define PI 3.14 #include第64页/共87页第六十四页，共88页。预处理命令(mng lng) ANSI C 标准规定可以在C源程序中加入一些“预处理命令”，以改进程序设计环境

22、，提高编程效率。 预处理命令不是C语言本身的组成部分(z chn b fn)，必须在正式编译前进行处理。 C提供的预处理功能主要有一下3种：第65页/共87页第六十五页，共88页。6.7.1 宏定义(dngy)1、不带参数(cnsh)的宏定义2、带参数(cnsh)的宏定义第66页/共87页第六十六页，共88页。1、不带参数(cnsh)的宏定义 一般形式 #define 标识符 字符串 不带参数的宏常用来表示符号(fho)常量 举例 #define PI 3.1415926第67页/共87页第六十七页，共88页。宏定义(dngy)的作用 宏定义是用宏名代替一个字符串，即只作简单的置换(zhhun

23、)，不作正确性检查。也不分配存储空间。 举例 #define PI 3.14; area=PI*r*r; 展开后如下： area=3.14;*r*r; /*error*/第68页/共87页第六十八页，共88页。宏定义(dngy)的作用域 宏名的有效范围为定义命令之后到本源文件结束。 可以(ky)用#undef命令终止宏定义的作用域。第69页/共87页第六十九页，共88页。宏的作用域举例(j l)#define G 9.8main() .#undef Gf1() .G的作用(zuyng)范围第70页/共87页第七十页，共88页。宏的层层(cn cn)置换#define R 3.0#define

24、PI 3.14#define L 2*PI*R#define S PI*R*Rmain() printf(nL=%fnS=%f,L,S);注意：双括号括起来的字符串内的字符，即使与宏名相同，也不进行置换。第71页/共87页第七十一页，共88页。9.1.2 带参数(cnsh)的宏定义 一般(ybn)形式 #define 宏名(参数表) 字符串第72页/共87页第七十二页，共88页。带参数(cnsh)宏举例（例6.17）#define PI 3.14#define S(r) PI*r*rmain() float a,area; a=3.6; area=S(a); printf(nr=%f area

25、=%f,a,area);第73页/共87页第七十三页，共88页。带参数(cnsh)宏与函数 形式相同，容易混淆(hnxio) 不同之处主要有： （1）函数调用需要参数检查；宏只作简单置换。 （2）函数调用在程序运行时处理，分配内存单元；宏展开在正式编译前进行，不分配存储单元，无返回值概念。 （3）函数调用占运行时间，源程序保持不变；宏展开只占编译时间，展开后源程序变长。第74页/共87页第七十四页，共88页。举例(j l)：可以得到多个结果的宏#define PI 3.14#define CIRCLE(R,L,S) L=2*PI*R; S=PI*R*R;main() float r,l,s;

26、printf(nr=); scanf(%f,&r); CIRCLE(r,l,s); printf(r=%f,l=%f,s=%f,r,l,s); 同时得到了l,s的结果第75页/共87页第七十五页，共88页。6.7.2 “文件(wnjin)包含”处理 “文件包含”处理是指一个源文件可以将另外一个源文件的全部(qunb)包含进来。 一般形式 #include文件名或 #include第76页/共87页第七十六页，共88页。两种包含形式(xngsh)比较 #include:系统到存放C库函数文件所在(suzi)的目录中寻找要包含的文件，这种称为标准方式。 #includefile2.c:系统

27、先在用户当前目录中寻找要包含的文件，如果找不到，再按标准方式查找。第77页/共87页第七十七页，共88页。“文件包含(bohn)”的含义第78页/共87页第七十八页，共88页。“文件包含(bohn)”的实质 被包含的文件与其所在的文件，在预编译后已经(y jing)成为同一个文件（而不是两个文件）。 被包含的文件的外部变量作用域扩展到了包含文件，所以不必用extern声明。第79页/共87页第七十九页，共88页。6.7.3 条件(tiojin)编译 一般情况下，源程序中所有的行都参加编译(biny)。但如果对其中一部分内容只在满足一定条件才进行编译(biny)，这就是“条件编译(biny)”。第80页/共87页第八十页，共88页。条件(tiojin)编译形式1) #ifdef 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif2)#ifdef 标识符 程序段1 #endif 3)#ifndef 标识符 程序段1 #else 程序段2 #endif4)#if 表达式 程序段1 #else 程序段2 #endif第81页/共87页第八十一页，共88