函数与程序结构

1、函数与程序结构课件第1页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.1 C程序的一般结构5.1.1 模块化程序设计一个较大的程序一般应分为若干个程序模块，每一个模块用来实现一个特定的功能。C语言中，模块使用函数实现的。第2页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.1.2 C程序的一般结构 函数: 构成C语言程序的基本功能模块，是一段程序，它完成一项相对独立的任务。 例如： printf( );mainabcdefhg第3页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一一个c程序由一个主函数和若干个函数组成 C程序的执行总是从主函数开始，又从主函数结束，其

2、他函数只有通过调用关系发生作用。 函数相互独立，不能嵌套定义 。第4页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一 从用户使用的角度看，函数有两种：(1)标准函数，即库函数(2)用户自己定义的函数从函数的形式看，函数分两类：(1) 无参函数 一般用来执行指定的一组操作。 (2) 有参函数 例： e5-1.c e5-1-2.c第5页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.2 函数的定义与调用5.2.1 函数的定义函数定义的一般形式为 类型标识符 函数名（形参表列） 说明部分 语句部分 没有形式参数为无参函数 第6页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一

3、在定义C函数时要注意以下几点。（1）函数类型标识符同变量类型说明符，它表示返回的函数值类型。 （2）如果省略函数的类型标识符，则默认为是int型。 （3）C语言允许定义空函数。如 dummy() （4）如果“形参表列”中有多个形式参数，则它们之间要用“，”分隔。 (5) C函数不能嵌套定义。第7页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一（6）函数中返回语句的形式为return（表达式）；或return 表达式； 注：如函数不需要有返回值时，函数名前最好加一个void，此时return后的表达式可以省略。例：e5-1-1.c e5-2.c第8页，共42页，2022年，5月20日，9

4、点24分，星期一5.2.2 函数的调用 函数调用的一般形式为： 函数名(实参表列);例： e5-2-1.c sum=1!+2!+3!+6!第9页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一说明：（1）调用函数时，函数名称必须与自定义函数名称完全一致。如果是调用无参函数则实参表列可以没有，但括弧不能省略。（2）实参可以是常数、变量或表达式。如果实参不止1个，则相邻实参之间用逗号分隔。（3）实参的个数、类型和顺序，应该与被调用函数所要求的参数个数、类型和顺序一致（4）对实参表求值的顺序并不是确定的。Turbo C规定是自右至左顺序求值。 第10页，共42页，2022年，5月20日，9点2

5、4分，星期一被调用函数的说明和函数原型在调用自定义函数之前，应对该函数进行说明，一般格式如下：函数类型 函数名(数据类型1 参数名1 , 数据类型2 参数名2)； 例 e5-4.c第11页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一 但C语言规定，在以下几种情况下可以不在调用函数中对被调用函数作类型说明： 被调用函数为整型或字符型，自动按整型处理。 被调用函数的定义出现在调用函数之前。 第12页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.2.3 函数的参数传递 Sub(x,y)s=a+b;return s;调用函数main()被调用函数sub(a,b)数值传递: 一个模

6、块调用另一个模块时，直接将实参值传送给形参被存放在形参地址中第13页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一【例】调用函数时的数据传递。#include void main()int max(int,int); int a,b,c; printf(input integer a,b:); scanf(%d,%d,&a,&b); c=max(a,b); printf(max is %dn,c); int max(int x,int y) int z; z=xy?x:y; return(z); 第14页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一说明： 当函数被调用时才给形

7、参分配内存单元。调用结束，所占内存被释放。 实参可以是常量、变量或表达式，但要求它们有确定的值。 实参与形参类型要一致，字符型与整型可以兼容。 实参与形参的个数必须相等。在函数调用时，实参的值赋给与之相对应的形参。“单向值传递”。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的实参的值。第15页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一例 分析下列C程序：void swap(x，y)int x，y； int t； tx； xy； yt； return； #include stdio.hmain() int x，y； scanf(x%d，y%d，&x，&y)；

8、 swap(x，y)； printf(x%d，y%dn，x，y)；第16页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.3 局部变量与全局变量5.3.1 局部变量 在函数内部定义的变量称为局部变量。函数内部定义的变量只在该函数范围内有效，不同函数中的局部变量可以重名，互不混淆。第17页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一float f1(int a) int b,c; .Char f2(int x ,int y)int i,j;main()int m,n;a,b,c作用范围x,y,i,j作用范围m,n作用范围第18页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，

9、星期一5.3.2 全局变量 在函数外定义的变量称为全局变量(或外部变量)。作用范围：从定义变量位置开始到本源文件结束第19页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一int p=1,q=5;float f1(int a) int b,c; .char c1,c2;char f2(int x ,int y)int i,j;main()int m,n;c1,c2作用范围p,q作用范围第20页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一int x,y ;void swap() int t; t=x; x=y; y=t; return;#include stdio.hmain()

10、 printf(Please input x and y:); scanf(x=%d,y=%d,&x,&y); swap(); printf(x=%d,y=%dn,x,y);第21页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一说明：如果定义点之前的函数需要引用这些外部变量，需要在函数内对被引用的外部变量进行说明 。 extern 类型说明符 变量名1，变量名2，； 2.同一源文件中，允许全局变量和局部变量同名。但在局部变量的作用域内，全局变量被“屏蔽”不起作用. 例 e5-4-1.c第22页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.4 变量的存储类型5.4.1 存储类

11、型区分符 静态存储变量 动态存储变量变量生存时间第23页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一其中： 程序区用于存放程序； 静态存储区是在程序开始执行时就分配的固定存储单元，如全局变量； 动态存储区是在函数调用过程中进行动态分配的存储单元，如函数形参、自动变量、函数调用时的现场保护和返回地址等。第24页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一变量的属性：数据类型和存储类型。 自动类型（auto）、静态类型（static）、寄存器类型（register）、外部类型（extern）。 存储类别 数据类型 变量名1, , 变量名n ;静态存储类型: static、ext

12、ern动态存储类型：auto、register第25页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一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。第26页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.4.2 自动变量 函数中的局部变量，如不做专门的说明（说明为静态的存储类别），都是动态分配存储空间的，存储在动态存储区中。 例： auto int x; 第27页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一 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，函数执行结束，所占内

13、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。(e5-1-2.c) 生存期 在函数执行期间。 作用域自动变量所在的函数内。第28页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.4.3 静态变量static说明的局部变量为局部静态变量* 局部静态变量在函数调用结束后其值不消失而保留原值，下次调用时的值为上次调用结束时的值。例 e5-4-2.c e5-4-3.c 1! 2! 5!static说明的全局变量为全局静态变量第29页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一 内存分配编译时，将其分配在内存的静态存

14、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。第30页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.5.1 函数的嵌套调用C语句不能嵌套定义函数，但可以嵌套调用函数 例：e5-7.c5.5 函数的嵌套与递归调用第31页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一main函数 调用函数f2; 函数 f2 调用函数 f1； 函数

15、f1 第32页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.5.2 函数的递归调用 递归：函数直接或间接调用本身。 递归分为直接递归与间接递归两种。 所谓直接递归，是指直接调用函数本身。 间接递归： 是指通过别的函数调用自身。第33页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一例：用递归法求n! n!=1 (n=0,1) n*(n-1)! (n1)float fac(int n) float f; if (n=0|n=1) f=1; else f=fac(n-1)*n; return f;y=fac(3)f=fac(2)*3Return ff=fac(1)*2Return

16、 ff=1Return fmainfac(3)fac(2)fac(1)Ed.c第34页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一应用递归算法能求解的问题一般应符合下面三个条件：可以把一个问题转化为新的问题，而这个新问题的解决方法仍与原问题的解法相同，只是所处理的对象有所不同，但它们只是有规律的递增或递减。可以通过转化过程使问题得到解决。必须有一个明确的结束递归的条件，否则递归将无止境的进行下去。例： fib.c第35页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一5.7 编译预处理编译预处理是指在系统对源程序进行编译之前，对程序中某些特殊的命令行的处理，预处理程序根据源代码

17、中的预处理命令修改程序。 例：#include “stdio.h” #define PI 3.1415926第36页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一#define 宏名 字符串功能： 在进行编译前，用字符串原样替换程序中的宏名。 1符号常量（不带参数）的宏定义命令的一般格式：5.7.1 宏定义第37页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一例如：#define PI 3.14main() float r,s,c; scanf(“%f”,&r); s = r * r * PI; c = 2 * r * PI; printf(“s=%f, c=%f”,s,c);替换3.143.14第38页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一2带参数的宏定义命令的一般形式#define 宏名(形参表) 字符串例：#define M(y) y*y+3*y void main() k=M(5); 第39页，共42页，2022年，5月20日，9点24分，星期一【例】 #define SQ (x*x) #define CUBE(x) (SQ(x)*x) #define FIFTH(CUBE(x)*SQ(x) void main() y=FIFTH(a); 第40页，共42页，2022年，