C++程序设计(谭洁强)第4章

1、第第4章章 函数与预处理函数与预处理4.1 概述概述4.2 定义函数的一般形式定义函数的一般形式4.3 函数参数和函数的值函数参数和函数的值4.4 函数的调用函数的调用*4.5 内置函数内置函数*4.6 函数的重载函数的重载*4.7 函数模板函数模板*4.8 有默认参数的函数有默认参数的函数4.9 函数的嵌套调用函数的嵌套调用4.10 函数的递归调用函数的递归调用4.11 局部变量和全局变量局部变量和全局变量4.12 变量的存储类别变量的存储类别4.13 变量属性小结变量属性小结4.14 关于变量的声明和定义关于变量的声明和定义4.15 内部函数和外部函数内部函数和外部函数4.16 预处理命令

2、预处理命令一个较大的程序不可能完全由一个人从头至尾地完一个较大的程序不可能完全由一个人从头至尾地完成，更不可能把所有的内容都放在一个主函数中。成，更不可能把所有的内容都放在一个主函数中。为了便于规划、组织、编程和调试，一般的做法是为了便于规划、组织、编程和调试，一般的做法是把一个大的程序划分为若干个程序模块把一个大的程序划分为若干个程序模块(即程序文即程序文件件)，每一个模块实现一部分功能。不同的程序模，每一个模块实现一部分功能。不同的程序模块可以由不同的人来完成。在程序进行编译时，以块可以由不同的人来完成。在程序进行编译时，以程序模块为编译单位，即分别对每一个编译单位进程序模块为编译单位，即

3、分别对每一个编译单位进行编译。如果发现错误，可以在本程序模块范围内行编译。如果发现错误，可以在本程序模块范围内查错并改正。在分别通过编译后，才进行连接，把查错并改正。在分别通过编译后，才进行连接，把各模块的目标文件以及系统文件连接在一起形成可各模块的目标文件以及系统文件连接在一起形成可执行文件。执行文件。4.1 概述概述在一个程序文件中可以包含若干个函数。无论在一个程序文件中可以包含若干个函数。无论把一个程序划分为多少个程序模块，把一个程序划分为多少个程序模块，只能有一个只能有一个main函数函数。程序总是从程序总是从main函数开始执行的。函数开始执行的。在在程序运行过程中，由主函数调用其他

4、函数，其他函程序运行过程中，由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用。在数也可以互相调用。在C语言中没有类和对象，在语言中没有类和对象，在程序模块中直接定义函数。可以认为，一个程序模块中直接定义函数。可以认为，一个C程序程序是由若干个函数组成的，是由若干个函数组成的，C语言被认为是面向函数语言被认为是面向函数的语言。的语言。C+面向过程的程序设计沿用了面向过程的程序设计沿用了C语言使语言使用函数的方法。用函数的方法。在在C+面向对象的程序设计中，主函数以外的面向对象的程序设计中，主函数以外的函数大多是被封装在类中的。主函数或其他函数可函数大多是被封装在类中的。主函数或其他函数可以通过类对象

5、调用类中的函数。以通过类对象调用类中的函数。无论是无论是C还是还是C+，程序中的各项操作基本上都是由函数来实现的程序中的各项操作基本上都是由函数来实现的，程，程序编写者要根据需要编写一个个函数，每个函数用序编写者要根据需要编写一个个函数，每个函数用来实现某一功能。来实现某一功能。“函数函数”这个名词是从英文这个名词是从英文function翻译过来的，翻译过来的，其实其实function的原意是的原意是“功能功能”。顾名思义，一个。顾名思义，一个函数就是一个功能。函数就是一个功能。在实际应用的程序中，主函数写得很简单，它的作在实际应用的程序中，主函数写得很简单，它的作用就是调用各个函数，程序各部

6、分的功能全部都是用就是调用各个函数，程序各部分的功能全部都是由各函数实现的。主函数相当于总调度，调动各函由各函数实现的。主函数相当于总调度，调动各函数依次实现各项功能。数依次实现各项功能。开发商和软件开发人员将一些常用的功能模块编写开发商和软件开发人员将一些常用的功能模块编写成函数，放在成函数，放在函数库函数库中供公共选用。程序开发人员中供公共选用。程序开发人员要善于利用库函数，以减少重复编写程序段的工作要善于利用库函数，以减少重复编写程序段的工作量。量。图图4.是一个程序中函数调用的示意图。是一个程序中函数调用的示意图。图图4.例例41 在主函数中调用其他函数。在主函数中调用其他函数。#in

7、clude using namespace std;void printstar(void) /定义定义printstar函数函数 cout* endl; /输出输出30个个“*”void print_message(void) /定义定义print_message函数函数 cout Welcome to C+!y?x：y; /将将x和和y中的大者的值赋给整型变量中的大者的值赋给整型变量zreturn (z); /将将z的值作为函数值返回调用点的值作为函数值返回调用点C+要求在定义函数时必须指定函数的类型。要求在定义函数时必须指定函数的类型。4.2.2 定义有参函数的一般形式定义有参函数的一般

8、形式在调用函数时，大多数情况下，函数是带参数的。在调用函数时，大多数情况下，函数是带参数的。主调函数和被调用函数之间有数据传递关系。前面主调函数和被调用函数之间有数据传递关系。前面已提到：在定义函数时函数名后面括号中的变量名已提到：在定义函数时函数名后面括号中的变量名称为形式参数（称为形式参数（formal parameter，简称简称形参形参），），在主调函数中调用一个函数时，函数名后面括号中在主调函数中调用一个函数时，函数名后面括号中的参数的参数(可以是一个表达式可以是一个表达式)称为实际参数（称为实际参数（actual parameter，简称简称实参实参）。）。4.3 函数参数和函数的

9、值函数参数和函数的值 4.3.1 形式参数和实际参数形式参数和实际参数int max(int x,int y) int z; if(xy) z=x; else z=y; return(z); int main( ) int a,b,m; cinab; m=max(a,b); f(x,y) = x + yf(1,2) 1+2定义形式参数调用实际参数例例4.2 调用函数时的数据传递。调用函数时的数据传递。#include using namespace std;int max(int x,int y) /定义有参函数定义有参函数maxint z; z=xy?x：y; return(z); int

10、main( )int a,b,c; coutab; c=max(a,b); /调用调用max函数，给定实参为函数，给定实参为a,b。函数值赋给函数值赋给c coutmax=cy?x：y; return(z); int main( )int a,b,c; coutab; c=max(a,b); coutmax=cendl; return 0; 3x返回地址调用者状态4c4b3a返回地址OS状态4ymain( )max( )4z注意箭头的方向注意箭头的方向运行情况如下：运行情况如下：please enter two integer numbers：2 3 max=3图图4.2有关形参与实参的说明：

11、有关形参与实参的说明：(1) 在定义函数时指定的形参，在未出现函数调用在定义函数时指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元，因此称它们是时，它们并不占内存中的存储单元，因此称它们是形式参数或虚拟参数形式参数或虚拟参数，表示它们并不是实际存在的，表示它们并不是实际存在的数据，只有在发生函数调用时，函数数据，只有在发生函数调用时，函数max中的形参中的形参才被分配内存单元，以便接收从实参传来的数据。才被分配内存单元，以便接收从实参传来的数据。在调用结束后，形参所占的内存单元也被释放。在调用结束后，形参所占的内存单元也被释放。(2) 实参可以是常量、变量或表达式，如实参可以是常量、

12、变量或表达式，如max(3, a+b)；但要求但要求a和和b有确定的值。以便在调用函数时有确定的值。以便在调用函数时将实参的值赋给形参。将实参的值赋给形参。(3) 在定义函数时，必须在函数首部指定形参的类在定义函数时，必须在函数首部指定形参的类型（见例型（见例4.2程序第程序第3行）。行）。(4) 实参与形参的实参与形参的类型应相同或赋值兼容类型应相同或赋值兼容。例。例4.2中中实参和形参都是整型，这是合法的、正确的。如果实参和形参都是整型，这是合法的、正确的。如果实参为整型而形参为实型，或者相反，则按不同类实参为整型而形参为实型，或者相反，则按不同类型数值的赋值规则进行转换。例如实参型数值的

13、赋值规则进行转换。例如实参a的值为的值为3.5，而形参而形参x为整型，则将为整型，则将3.5转换成整数转换成整数3，然后送到，然后送到形参形参b。字符型与整型可以互相通用。字符型与整型可以互相通用。(5) 实参变量对形参变量的数据传递是实参变量对形参变量的数据传递是“值传递值传递”，即单向传递，即单向传递，只能由实参传给形参，而不能由形参只能由实参传给形参，而不能由形参传回来给实参传回来给实参。在调用函数时，编译系统临时给形。在调用函数时，编译系统临时给形参分配存储单元。请注意：参分配存储单元。请注意： 实参单元与形参单元实参单元与形参单元是不同的单元。图是不同的单元。图4.3表示将实参和的值

14、表示将实参和的值2和和3传递给对应的形参和。传递给对应的形参和。 图图4.3 图图4.4调用结束后，形参单元被释放，实参单元仍保留并调用结束后，形参单元被释放，实参单元仍保留并维持原值。因此，在执行一个被调用函数时，形参维持原值。因此，在执行一个被调用函数时，形参的值如果发生改变，并不会改变主调函数中实参的的值如果发生改变，并不会改变主调函数中实参的值。例如，若在执行值。例如，若在执行max函数过程中形参和的函数过程中形参和的值变为值变为10和和15，调用结束后，实参和仍为，调用结束后，实参和仍为2和和3，见图见图4.4。函数调用时内存空间分配情况void funcA(int,int);voi

15、d funcB(int);void main( )int a=6, b=12;funcA(a,b);void funcA(int aa, int bb)int n=5;funcB(n);void funcB(int s)int x;函数调用返回main()时内存空间分配情况(1) 函数的返回值是通过函数中的函数的返回值是通过函数中的return语句获得语句获得的。的。return语句将被调用函数中的一个确定值带回语句将被调用函数中的一个确定值带回主调函数中去。主调函数中去。return语句后面的括号可以要，也可以不要。语句后面的括号可以要，也可以不要。return后面可以是一个表达式。后面可以

16、是一个表达式。(2) 函数值的类型。既然函数有返回值，这个值当函数值的类型。既然函数有返回值，这个值当然应属于某一个确定的类型，应当在定义函数时指然应属于某一个确定的类型，应当在定义函数时指定函数值的类型。定函数值的类型。(3) 如果函数值的类型和如果函数值的类型和return语句中表达式的值语句中表达式的值不一致，则以函数类型为准，即函数类型决定返回不一致，则以函数类型为准，即函数类型决定返回值的类型。对数值型数据，可以自动进行类型转换。值的类型。对数值型数据，可以自动进行类型转换。4.3.2 函数的返回值函数的返回值#include using namespace std;int max(

17、int x,int y) /定义有参函数定义有参函数maxint z; z=xy?x：y; return(z); int main( )int a,b,c; coutab; c=max(a,b); /调用调用max函数，给定实参为函数，给定实参为a,b。函数值赋给函数值赋给c coutmax=cy?x：y; return(z); int main( )int a,b,c; coutab; c=max(a,b); coutmax=cendl; return 0; 3x返回地址调用者状态4c4b3a返回地址OS状态4ymain( )max( )4z注意箭头的方向注意箭头的方向按函数在语句中的作用来

18、分，可以有以下按函数在语句中的作用来分，可以有以下3种函数种函数调用方式：调用方式：. 函数语句函数语句把函数调用单独作为一个语句，并不要求函数带回把函数调用单独作为一个语句，并不要求函数带回一个值，只是要求函数完成一定的操作。如例一个值，只是要求函数完成一定的操作。如例4.1中的中的printstar( )；2. 函数表达式函数表达式函数出现在一个表达式中，这时要求函数带回一个函数出现在一个表达式中，这时要求函数带回一个确定的值以参加表达式的运算。如确定的值以参加表达式的运算。如c=2*max(a,b);4.4.2 函数调用的方式函数调用的方式3. 函数参数函数参数函数调用作为一个函数的实参

19、。如函数调用作为一个函数的实参。如m=max(a, max(b,c) ); /max(b,c)是函数调用，其值作为外层是函数调用，其值作为外层max函数调用的函数调用的 /一个实参一个实参4.4.2 函数调用的方式函数调用的方式在一个函数中调用另一个函数（即被调用函数）需在一个函数中调用另一个函数（即被调用函数）需要具备哪些条件呢？要具备哪些条件呢？(1) 首先被调用的函数必须是已经存在的函数。首先被调用的函数必须是已经存在的函数。(2) 如果使用库函数，一般还应该在本文件开头用如果使用库函数，一般还应该在本文件开头用include命令将有关头文件命令将有关头文件“包含包含”到本文件中来。到本

20、文件中来。4.4.3 对被调用函数的声明和函数原型对被调用函数的声明和函数原型(3) 如果使用用户自己定义的函数，而该函数与调如果使用用户自己定义的函数，而该函数与调用它的函数（即主调函数）在同一个程序单位中用它的函数（即主调函数）在同一个程序单位中,且位置在主调函数之后，则必须在调用此函数之前且位置在主调函数之后，则必须在调用此函数之前对被调用的函数作声明对被调用的函数作声明。所谓函数声明所谓函数声明(declare)，就是在函数尚在未定义的就是在函数尚在未定义的情况下，事先将该函数的有关信息通知编译系统，情况下，事先将该函数的有关信息通知编译系统，以便使编译能正常进行。以便使编译能正常进行

21、。4.4.3 对被调用函数的声明和函数原型对被调用函数的声明和函数原型总结：总结：先定义后使用；先定义后使用；若要先使用后定义，则在使用前先声明若要先使用后定义，则在使用前先声明。4.4.3 对被调用函数的声明和函数原型对被调用函数的声明和函数原型例例4.3 对被调用的函数作声明。对被调用的函数作声明。#include using namespace std;float add(float x,float y) /定义定义add函数函数float z; z=x+y; return (z); int main( ) float a,b,c;coutab; c=add(a,b); coutsum=

22、cendl; return 0; 例例4.3 对被调用的函数作声明。对被调用的函数作声明。#include using namespace std;int main( )float add(float x,float y); /对对add函数函数作声明作声明 float a,b,c;coutab; c=add(a,b); coutsum=cy?x：y; return(z); int main( )int a,b,c; coutab; c=max(a,b); coutmax=cendl; return 0; 3x返回地址调用者状态4c4b3a返回地址OS状态4ymain( )max( )4z注意

23、箭头的方向注意箭头的方向例例4.3 对被调用的函数作声明。对被调用的函数作声明。#include using namespace std;int main( )float add(float x,float y); /对对add函数作声明函数作声明 float a,b,c;coutab; c=add(a,b); coutsum=cendl; return 0; float add(float x,float y) /定义定义add函数函数float z; z=x+y; return (z); C+提供一种提高效率的方法，即在编译时将所调提供一种提高效率的方法，即在编译时将所调用函数的代码直接嵌

24、入到主调函数中，而不是将流用函数的代码直接嵌入到主调函数中，而不是将流程转出去。这种嵌入到主调函数中的函数称为程转出去。这种嵌入到主调函数中的函数称为内置内置函数函数(inline function)，又称又称内嵌函数内嵌函数。在有些书中。在有些书中把它译成把它译成内联函数内联函数。指定内置函数的方法很简单，只需在函数首行的左指定内置函数的方法很简单，只需在函数首行的左端加一个关键字端加一个关键字inline即可。即可。例例4.4 函数指定为内置函数。函数指定为内置函数。#include using namespace std;inline int max(int,int, int); /声明

25、函数，注意左端有声明函数，注意左端有inlineint main( )int i=10,j=20,k=30,m; m=max(i,j,k); coutmax=ma) a=b; /求求a,b,c中的最大者中的最大者 if(ca) a=c; return a; #include using namespace std;inline int max(int,int, int); /声明函数，注意左端有声明函数，注意左端有inlineint main( )int i=10,j=20,k=30, m;if (ji) i=j;/ m=max(i,j,k);if(ki) i=k;m=i; coutmax=m

26、a) a=b; /求求a,b,c中的最大者中的最大者 if(ca) a=c; return a;由于在定义函数时指定它为内置函数，因此编译系由于在定义函数时指定它为内置函数，因此编译系统在遇到函数调用统在遇到函数调用“max(i,j,k)”时，就用时，就用max函数函数体的代码体的代码代替代替“max(i,j,k)”，同时将实参代替形参同时将实参代替形参。这样，程序第这样，程序第6行行 “m=max(i,j,k);”就被置换成就被置换成if (ji) i=j;if(ki) i=k;m=i;一般只将规模很小一般只将规模很小(一般为一般为5个语句以下个语句以下)而使用频而使用频繁的函数繁的函数(如

27、定时采集数据的函数如定时采集数据的函数)声明为内置函数。声明为内置函数。内置函数中内置函数中不能包括复杂的控制语句不能包括复杂的控制语句，如循环语句，如循环语句和和switch语句。语句。说明说明： 对函数作对函数作inline声明，只是程序设计者对编声明，只是程序设计者对编译系统提出的一个建议，也就是说它是建议性的，译系统提出的一个建议，也就是说它是建议性的，而不是指令性的。并非一经指定为而不是指令性的。并非一经指定为inline，编译系编译系统就必须这样做。编译系统会根据具体情况决定是统就必须这样做。编译系统会根据具体情况决定是否这样做。否这样做。在编程时，有时我们要实现的是在编程时，有时

28、我们要实现的是同一类的功能同一类的功能，只，只是有些细节不同。例如希望从是有些细节不同。例如希望从3个数中找出其中的个数中找出其中的最大者，而每次求最大数时数据的类型不同，可能最大者，而每次求最大数时数据的类型不同，可能是是3个个整数整数、3个个双精度数双精度数或或3个个长整数长整数。程序设计。程序设计者往往会分别设计出者往往会分别设计出3个不同名的函数，其函数原个不同名的函数，其函数原型为：型为：int max1(int a，int b, int c); /求求3个整数中的最大者个整数中的最大者double max2(double a，double b，double c); /求求3个双精度

29、数中最大者个双精度数中最大者long max3(long a，long b，long c); /求求3个长整数中的最大者个长整数中的最大者C+允许用同一函数名定义多个函数，这些函数的允许用同一函数名定义多个函数，这些函数的参数个数和参数类型不同。这就是函数的重载参数个数和参数类型不同。这就是函数的重载(function overloading)。即对一个函数名重新赋予即对一个函数名重新赋予它新的含义，使一个它新的含义，使一个函数名可以多用函数名可以多用。*4.6 函数的重载函数的重载对上面求最大数的问题可以编写如下的对上面求最大数的问题可以编写如下的C+程序。程序。例例4.5 求求3个数中最大

30、的数（分别考虑整数、双精度个数中最大的数（分别考虑整数、双精度数、长整数的情况）。数、长整数的情况）。#include using namespace std;int main( )int max(int a,int b,int c); /函数声明函数声明double max(double a,double b,double c); /函数声明函数声明long max(long a,long b,long c); /函数声明函数声明 int i1,i2,i3,i; cini1i2i3; /输入输入3个整数个整数 i=max(i1,i2,i3); /求求3个整数中的最大者个整数中的最大者 cou

31、ti_max=id1d2d3; /输入输入3个双精度数个双精度数 d=max(d1,d2,d3); /求求3个双精度数中的最大者个双精度数中的最大者 coutd_max=dg1g2g3; /输入输入3个长整数个长整数 g=max(g1,g2,g3); /求求3个长整数中的最大者个长整数中的最大者 coutg_max=ga) a=b; if(ca) a=c; return a; double max(double a,double b,double c) /定义求定义求3个双精度数中的最大者的函数个双精度数中的最大者的函数if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a; lon

32、g max(long a,long b,long c) /定义求定义求3个长整数中的最大者的函数个长整数中的最大者的函数if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a; 运行情况如下：运行情况如下：185 -76 567 (输入输入3个整数个整数)56.87 90.23 -3214.78 (输入输入3个实数个实数)67854 -912456 673456 (输入输入3个长整数个长整数)i_max=567 （输出输出3个整数的最大值）个整数的最大值）d_max=90.23 （输出输出3个双精度数的最大值）个双精度数的最大值）g_max=673456 （输出输出3个长整数的最大值

33、）个长整数的最大值）上例上例3个个max函数的函数体是相同的，其实重载函函数的函数体是相同的，其实重载函数数并不要求函数体相同并不要求函数体相同。重载函数除了允许参数类。重载函数除了允许参数类型不同以外，还允许型不同以外，还允许参数的个数不同参数的个数不同。例例4.6 编写一个程序，用来求两个整数或编写一个程序，用来求两个整数或3个整数中个整数中的最大数。如果输入两个整数，程序就输出这两个的最大数。如果输入两个整数，程序就输出这两个整数中的最大数，如果输入整数中的最大数，如果输入3个整数，程序就输出个整数，程序就输出这这3个整数中的最大数。个整数中的最大数。#include using nam

34、espace std;int main( )int max(int a,int b,int c); /函数声明函数声明 int max(int a,int b); /函数声明函数声明 int a=8,b=-12,c=27; coutmax(a,b,c)=max(a,b,c)endl; /输出输出3个整数中的最大者个整数中的最大者 coutmax(a,b)=max(a,b)a) a=b; if(ca) a=c; return a;int max(int a,int b) /此此max函数的作用是求两个整数中的最大者函数的作用是求两个整数中的最大者if(ab) return a;else retu

35、rn b;运行情况如下：运行情况如下：max(a,b,c)=27max(a,b)=8两次调用两次调用max函数的参数个数不同，系统就根据参函数的参数个数不同，系统就根据参数的个数找到与之匹配的函数并调用它。数的个数找到与之匹配的函数并调用它。参数的个数和类型可以都不同。但不能只有函数的参数的个数和类型可以都不同。但不能只有函数的类型不同而参数的个数和类型相同。例如：类型不同而参数的个数和类型相同。例如：int f(int); /函数返回值为整型函数返回值为整型long f(int); /函数返回值为长整型函数返回值为长整型void f(int); /函数无返回值函数无返回值在函数调用时都是同一

36、形式，如在函数调用时都是同一形式，如“f(10)”。编译系编译系统无法判别应该调用哪一个函数。统无法判别应该调用哪一个函数。在使用重载函数时，同名函数的功能应当相同或相在使用重载函数时，同名函数的功能应当相同或相近，不要用同一函数名去实现完全不相干的功能，近，不要用同一函数名去实现完全不相干的功能，虽然程序也能运行，但可读性不好，使人莫名其妙。虽然程序也能运行，但可读性不好，使人莫名其妙。注意：注意：重载函数的参数个数、参数类型或参数顺序重载函数的参数个数、参数类型或参数顺序3者中必须至少有者中必须至少有一种不同，一种不同，函数返回值类型可以相同也可以不同。函数返回值类型可以相同也可以不同。

37、i = max(i1,i2,i3); /求求3个整数中的最大者个整数中的最大者d = max(d1,d2,d3); /求求3个双精度数中的最大者个双精度数中的最大者g = max(g1,g2,g3); /求求3个长整数中的最大者个长整数中的最大者max(a,b,c)；max(a,b)；int max(int a,int b,int c) /定义求定义求3个整数中的最大者的函数个整数中的最大者的函数if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a; double max(double a,double b,double c) /定义求定义求3个双精度数中的最大者的函数个双精度数中

38、的最大者的函数if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a; long max(long a,long b,long c) /定义求定义求3个长整数中的最大者的函数个长整数中的最大者的函数if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a; int max(int a,int b,int c) /此此max函数的作用是求函数的作用是求3个整数中的最大者个整数中的最大者if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a;int max(int a,int b) /此此max函数的作用是求两个整数中的最大者函数的作用是求两个整数中的最大者if(ab)

39、 return a;else return b;C+提供了函数模板提供了函数模板(function template)。所谓函数所谓函数模板，实际上是建立一个模板，实际上是建立一个通用函数通用函数，其函数类型和，其函数类型和形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。这个通用函数就称为函数模板。这个通用函数就称为函数模板。凡是函数体相同的凡是函数体相同的函数都可以用这个模板来代替函数都可以用这个模板来代替，不必定义多个函数，不必定义多个函数，只需在模板中定义一次即可。在调用函数时系统会只需在模板中定义一次即可。在调用函数时系统会根据实参的类型来取代模

40、板中的虚拟类型，从而实根据实参的类型来取代模板中的虚拟类型，从而实现了不同函数的功能。看下面的例子就清楚了。现了不同函数的功能。看下面的例子就清楚了。例例4.7 将例将例4.6程序改为通过函数模板来实现。程序改为通过函数模板来实现。*4.7 函数模板函数模板#include using namespace std;template /模板声明，其中模板声明，其中T为为类型参数类型参数T max(T a,T b,T c) /定义一个通用函数，用定义一个通用函数，用T作虚拟的类型名作虚拟的类型名if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a;int main( )int i1=1

41、85, i2=-76, i3=567,i; double d1=56.87, d2=90.23, d3=-3214.78,d; long g1=67854, g2=-912456, g3=673456,g; i= max(i1,i2,i3); /调用模板函数，此时调用模板函数，此时T被被int取代取代 d=max(d1,d2,d3); /调用模板函数，此时调用模板函数，此时T被被double取代取代 g=max(g1,g2,g3); /调用模板函数，此时调用模板函数，此时T被被long取代取代 couti_max=iendl; coutf_max=fendl; coutg_max=gendl;

42、 return 0;运行结果与例运行结果与例4.5相同。为了节省篇幅，数据不用相同。为了节省篇幅，数据不用cin语句输入，而在变量定义时初始化。语句输入，而在变量定义时初始化。程序第程序第38行是定义模板。定义函数模板的一般形行是定义模板。定义函数模板的一般形式为式为 template 或或 template 通用函数定义通用函数定义 通用函数定义通用函数定义在建立函数模板时，只要将例在建立函数模板时，只要将例4.5程序中定义的第程序中定义的第一个函数首部的一个函数首部的int改为改为T即可。即用即可。即用虚拟的类型名虚拟的类型名T代替具体的数据类型。在对程序进行编译时，遇代替具体的数据类型。

43、在对程序进行编译时，遇到第到第13行调用函数行调用函数max(i1,i2,i3)，编译系统会将函编译系统会将函数名数名max与模板与模板max相匹配，将实参的类型取代了相匹配，将实参的类型取代了函数模板中的虚拟类型函数模板中的虚拟类型T。此时相当于已定义了一此时相当于已定义了一个函数：个函数：int max(int a,int b,int c)if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a;然后调用它。后面两行然后调用它。后面两行(14,15行行)的情况类似。的情况类似。类型参数可以不只一个，可以根据需要确定个数。类型参数可以不只一个，可以根据需要确定个数。如如templat

44、e 可以看到，用函数模板比函数重载更方便，程序更可以看到，用函数模板比函数重载更方便，程序更简洁。简洁。但应注意它只适用于函数的参数个数相同而但应注意它只适用于函数的参数个数相同而类型不同，且函数体相同的情况，类型不同，且函数体相同的情况，如果参数的个数如果参数的个数不同，则不能用函数模板。不同，则不能用函数模板。一般情况下，在函数调用时形参从实参那里取得值，一般情况下，在函数调用时形参从实参那里取得值，因此实参的个数应与形参相同。有时多次调用同一因此实参的个数应与形参相同。有时多次调用同一函数时用同样的实参，函数时用同样的实参，C+提供简单的处理办法，提供简单的处理办法，给形参一个默认值，这

45、样形参就不必一定要从实参给形参一个默认值，这样形参就不必一定要从实参取值了。取值了。*4.8 有默认参数的函数有默认参数的函数如有一函数声明如有一函数声明float area(float r=6.5);指定指定r的默认值为的默认值为6.5，如果在调用此函数时，确认，如果在调用此函数时，确认r的值为的值为6.5，则可以不必给出实参的值，如，则可以不必给出实参的值，如area( ); /相当于相当于area(6.5);如果不想使形参取此默认值，则通过实参另行给出。如果不想使形参取此默认值，则通过实参另行给出。如如area(7.5); /形参得到的值为形参得到的值为7.5，而不是，而不是6.5这种方

46、法比较灵活，可以简化编程，提高运行效率。这种方法比较灵活，可以简化编程，提高运行效率。*4.8 有默认参数的函数有默认参数的函数如果有多个形参，可以使每个形参有一个默认值，也如果有多个形参，可以使每个形参有一个默认值，也可以只对一部分形参指定默认值，另一部分形参不指可以只对一部分形参指定默认值，另一部分形参不指定默认值。定默认值。如有一个求圆柱体体积的函数，形参如有一个求圆柱体体积的函数，形参h代表圆柱体的高，代表圆柱体的高，r为圆柱体半径。函数原型如下：为圆柱体半径。函数原型如下：float volume(float h, float r=12.5); /只对形参只对形参r指定默认值指定默认

47、值12.5函数调用可以采用以下形式：函数调用可以采用以下形式： volume(45.6); /相当于相当于volume(45.6,12.5)volume(34.2,10.4) /h的值为的值为34.2，r的值为的值为10.4实参与形参的结合是从左至右顺序进行的实参与形参的结合是从左至右顺序进行的。因此指定默认。因此指定默认值的参数必须放在形参表列中的最右端，否则出错。例如：值的参数必须放在形参表列中的最右端，否则出错。例如：void f1(float a，int b=0，int c，char d=a); /不正确不正确, f2(3.5, 5)?void f2(float a，int c，int

48、 b=0, char d=a); /正确正确如果调用上面的如果调用上面的f2函数，可以采取下面的形式：函数，可以采取下面的形式： f2(3.5, 5, 3, x) /形参的值全部从实参得到形参的值全部从实参得到f2(3.5, 5, 3) /最后一个形参的值取默认值最后一个形参的值取默认值af2(3.5, 5) /最后两个形参的值取默认值，最后两个形参的值取默认值，b=0,d=a可以看到，在调用有默认参数的函数时，实参的个可以看到，在调用有默认参数的函数时，实参的个数可以与形参的个数不同，实参未给定的，从形参数可以与形参的个数不同，实参未给定的，从形参的默认值得到值。利用这一特性，可以使函数的使

49、的默认值得到值。利用这一特性，可以使函数的使用更加灵活。例如例用更加灵活。例如例4.7求求2个数或个数或3个数中的最大个数中的最大数。也可以不用重载函数，而改用带有默认参数的数。也可以不用重载函数，而改用带有默认参数的函数。函数。例例4.8 求求2个或个或3个个正正整数中的最大数，用带有默认整数中的最大数，用带有默认参数的函数实现。参数的函数实现。int main( )int max(int a, int b, int c=0); /函数声明函数声明,形参形参c有默认值有默认值int a,b,c; cinabc; coutmax(a,b,c)=max(a,b,c)endl; /输出输出3个数中

50、的最大者个数中的最大者 coutmax(a,b)=max(a,b)a) a=b; if(ca) a=c; return a; 运行情况如下：运行情况如下：14 -56 135 max(a,b,c)=135max(a,b)=14在使用带有默认参数的函数时有两点要注意：在使用带有默认参数的函数时有两点要注意：(1) 如果函数的定义在函数调用之前，则应在函数如果函数的定义在函数调用之前，则应在函数定义中给出默认值。如果函数的定义在函数调用之定义中给出默认值。如果函数的定义在函数调用之后，则在函数调用之前需要有函数声明，此时必须后，则在函数调用之前需要有函数声明，此时必须在函数声明中给出默认值，在函数

51、定义时可以不给在函数声明中给出默认值，在函数定义时可以不给出默认值出默认值(如例如例4.8)。(2) 一个函数不能既作为重载函数，又作为有默认一个函数不能既作为重载函数，又作为有默认参数的函数。因为当调用函数时如果少写一个参数，参数的函数。因为当调用函数时如果少写一个参数，系统无法判定是利用重载函数还是利用默认参数的系统无法判定是利用重载函数还是利用默认参数的函数，出现二义性，系统无法执行。函数，出现二义性，系统无法执行。C+不允许对函数作嵌套定义，也就是说在一个函不允许对函数作嵌套定义，也就是说在一个函数中不能完整地包含另一个函数。在一个程序中每数中不能完整地包含另一个函数。在一个程序中每一

52、个函数的定义都是互相平行和独立的。一个函数的定义都是互相平行和独立的。虽然虽然C+不能嵌套定义函数，但可以嵌套调用函数，不能嵌套定义函数，但可以嵌套调用函数，也就是说，在调用一个函数的过程中，又调用另一也就是说，在调用一个函数的过程中，又调用另一个函数。见图个函数。见图4.6。 4.9 函数的嵌套调用函数的嵌套调用 图图4.6例例4.9 用弦截法求方程用弦截法求方程f(x)=x3-5x2+16x-80=0的根。的根。这是一个数值求解问题，需要先分析用弦截法求根这是一个数值求解问题，需要先分析用弦截法求根的的算法算法。根据数学知识，可以列出以下的解题步骤：根据数学知识，可以列出以下的解题步骤：

53、(1) 取两个不同点取两个不同点x1，x2,如果如果f（x1）和和f（x2）符号符号相反，则相反，则(x1,x2)区间内必有一个根。如果区间内必有一个根。如果f（x1）与与f(x2)同符号，则应改变同符号，则应改变x1，x2，直到直到f（x1），），f(x2)异异号为止。注意号为止。注意x1、x2的值不应差太大的值不应差太大,以保证以保证(x1,x2)区间内只有一个根。区间内只有一个根。(2) 连接连接(x1, f（x1)）和和(x2, f（x2）)两点两点,此线此线(即弦即弦)交交x轴于轴于x,见图见图4.7。x1x1 xf(x1)f(x)f(x)=x3-5x2+16x-80=0 的根x1x

54、1 xf(x1)f(x)根x点坐标可由下式求出：点坐标可由下式求出：再由再由x求出求出f(x)。(3) 若若f(x)与与f（x1）同符号同符号,则根必在则根必在(x, x2)区间内区间内,此此时将时将x作为新的作为新的x1。如果如果f(x)与与f（x2）同符号同符号,则表则表示根在示根在( x1,x)区间内区间内,将将x作为新的作为新的x2。(4) 重复步骤重复步骤 (2) 和和 (3)， 直到直到 f(x)为止为止, 为为一个很小的正数一个很小的正数, 例如例如10-6。此时认为。此时认为 f(x)0，这时这时的的x即为即为f(x)=x3-5x2+16x-80=0的根的近似值的根的近似值。1

55、22121()()()()xf xxf xxf xf x这就是弦截法的算法，在程序中分别用以下几个函这就是弦截法的算法，在程序中分别用以下几个函数来实现以上有关部分功能：数来实现以上有关部分功能：(1) 用函数用函数f(x)代表代表x的函数：的函数：x3-5x2+16x-80。(2) 用函数用函数xpoint (x1,x2)来求来求(x1,f(x1)和和(x2,f(x2)的连的连线与线与x轴的交点轴的交点x的坐标。的坐标。(3) 用函数用函数root(x1,x2)来求来求(x1,x2)区间的那个实根。区间的那个实根。显然显然,执行执行root函数的过程中要用到函数的过程中要用到xpoint函数

56、函数,而执而执行行xpoint函数的过程中要用到函数的过程中要用到 f(x) 函数。函数。根据以上算法，可以编写出下面的程序根据以上算法，可以编写出下面的程序:#include #include #include using namespace std;double f(double); /函数声明函数声明 double xpoint(double, double); /函数声明函数声明double root(double, double); /函数声明函数声明int main( ) double x1,x2,f1,f2,x; do coutx1x2; f1=f(x1); f2=f(x2);

57、while( f1*f2 =0 ); x=root(x1,x2); coutsetiosflags(ios fixed)setprecision(7); /指定输出指定输出7位小数位小数 coutA root of equation is x0) y1=y; x1=x; elsex2=x; while(fabs(y)=0.00001); return x; x1x1 xf(x1)f(x)y1=yroot(double x1, double x2)的执行过程运行情况如下：运行情况如下：input x1,x2：2.5 6.7 A root of equation is 5.0000000对程序的说

58、明：对程序的说明：(1) 在定义函数时，函数名为在定义函数时，函数名为f，xpoint和和root的的3个个函数是互相独立的，并不互相从属。这函数是互相独立的，并不互相从属。这3个函数均个函数均定为双精度型。定为双精度型。(2) 3个函数的定义均出现在个函数的定义均出现在main函数之后，因此在函数之后，因此在main函数的前面对这函数的前面对这3个函数作声明。个函数作声明。(3) 程序从程序从main函数开始执行。函数的嵌套调用见函数开始执行。函数的嵌套调用见图图4.8。图图4.8(4) 在在root函数中要用到求绝对值的函数函数中要用到求绝对值的函数fabs，它是它是对双精度数求绝对值的系

59、统函数。它属于数学函数对双精度数求绝对值的系统函数。它属于数学函数库，故在文件开头用库，故在文件开头用#include 把有关的头把有关的头文件包含进来。文件包含进来。 在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用该函数本身，称为函数的该函数本身，称为函数的递归递归(recursive)调用调用。例。例如：如：int f(int x)int y,z;z=f(y); /在调用函数在调用函数f的过程中，又要调用的过程中，又要调用f函数函数return (2*); 以上是直接调用本函数，见图以上是直接调用本函数，见图4.9。4.10 函数的递归调用函数的递

60、归调用 图图4.9 图图4.10图图4.10表示的是间接调用本函数。表示的是间接调用本函数。这两种递归调用都是无终止的自身调用。程序中不这两种递归调用都是无终止的自身调用。程序中不应出现这种无终止的递归调用，递归调用应是有限应出现这种无终止的递归调用，递归调用应是有限次数的、能终止的，这可以用次数的、能终止的，这可以用if语句来控制，只有语句来控制，只有在某一条件成立时才继续执行递归调用，否则就不在某一条件成立时才继续执行递归调用，否则就不再继续。再继续。包含递归调用的函数称为递归函数。包含递归调用的函数称为递归函数。void funcA(int,int);void funcB(int);vo