C语言-函数与宏定义-省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

第1章函数与宏定义

§1.1函数概念

§1.2变量作用域和存放类型

§1.3内部函数与外部函数

§1.4递归函数设计和调用

§1.5预处理

§1.6

综合范例

第1页2023/9/131§1.1函数概念

C语言中，函数可分为两类：一类是由系统定义标准函数，又称为库函数，其函数申明普通是放在系统include目录下以.h为后缀头文件中，如在程序中要用到某个库函数，必须在调用该函数之前用#include<头文件名>命令将库函数信息包含到本程序中。另一类函数是自定义函数第2页2023/9/132§1.1.1函数定义

[存放类型符][返回值类型符]函数名([形参说明表]){

函数语句体

}第3页2023/9/133说明：

1．[存放类型符]指是函数作用范围，它只有两种形式：static和extern。static说明函数只能作用于其所在源文件，用static说明函数又称为内部函数。extern说明函数可被其它源文件中函数调用，用extern说明函数，又称为外部函数。缺省情况为extern。2．[返回值类型符]指是函数体语句执行完成后，函数返回值类型，如int，float,char等等，若函数无返回值，则用空类型void来定义函数返回值。缺省情况为int型。第4页2023/9/1343．函数名由任何正当标识符组成。提议将函数名命名与函数内容有一定关系。4．[形参说明表]是一系列用逗号分开每个形参变量说明。如：intx,inty,intz这表示形参变量有三个：x,y,z。它们类型都是int型。

5．函数语句体是放在一对花括号{}中，由局部数据类型描述和功效实现两部分组成。第5页2023/9/1356．函数返回语句形式有以下两种：①函数无返回值情况：return；或者什么也不写②函数有返回值情况：return(表示式值)；在第②种情况下要注意“表示式值”类型必须与函数返回值类型相一致。比如：求两个任意整数绝对值和，用函数abs_sum()实现。/*直接调用库函数来计算m和n绝对值*/intabs_sum(intm,intn){return(abs(m)+abs(n))；

}/*函数abs()是在头文件math.h中申明*/第6页2023/9/136函数定义以下：intabs_sum(intm,intn){if(m<0)m=-m;if(n<0)n=-n;return(m+n);}§1.1.2函数申明和调用

1．函数申明函数申明普通形式：[存放类型符][返回值类型符]函数名([形参说明表])；如：intabs_sun(intm,intn)；第7页2023/9/1372．函数调用函数调用是经过函数调用语句来实现，分两种形式：①无返回值情况：函数名([实参表])；②有返回值情况：变量名＝函数名([实参表])；该变量名类型必须与函数返回值类型相同。函数调用时都会去执行函数语句中内容，函数执行完成后，回到函数调用处，继续执行下面语句。第8页2023/9/138§1.1.3函数传值方式

函数传值方式：

采取实参表将每一个实参值对应地传递给每一个形参变量，形参变量在接收到实参表传过来值时，会在内存暂时开辟新空间，以保留形参变量值，当函数执行完成时，这些暂时开辟内存空间会被释放，而且形参值在函数中不论是否发生改变，都不会影响到实参变量值改变，这就是函数传值方式。自定义函数在程序中使用次序有两种形式：①先进行函数申明，再进行函数调用，函数定义放在函数调用之后。函数申明在函数调用之前。②函数定义放在函数调用之前。第9页2023/9/139【例1-1】编程序，经过调用函数abs_sum()，求任意两个整数绝对值和。/*exam1_1.c调用函数求两整数绝对值和*/#include<stdio.h>intabs_sum(intm,intn);main(){ intx,y,z; scanf("%d%d",&x,&y); z=abs_sum(x,y); printf("sumis%d",z);}intabs_sum(intm,intn){ if(m<0) m=-m; if(n<0) n=-n; returnm+n;}程序运行结果:712

sumis19第10页2023/9/1310用传值方式调用函数时，实参也能够是函数调用语句

【例1-2】求任意三个数绝对值和。/*exam1_2.c调用函数求三个整数绝对值和*/#include<stdio.h>intabs_sum(intm,intn);main(){ intx,y,z,sum; scanf("%d%d%d",&x,&y,&z); sum=abs_sum(abs_sum(x,y),z); printf("sumis%d",sum);}intabs_sum(intm,intn){ if(m<0) m=-m; if(n<0) n=-n; returnm+n;}程序运行结果:7125

sumis24第11页2023/9/1311注意：对于有返回值函数，调用时若没有把它赋给某个变量，依然是能够，只是函数返回值有可能会被丢失。【例1-3】求任意两数乘积。自定义一个函数mul()，用于求两数乘积，程序：/*exam1_3.c求两个数乘积*/#include<stdio.h>floatmul(floata,floatb);main(){ floatx,y,z; scanf("%f%f",&x,&y); z=mul(x,y);/*①*/ x=x+10; y=y-10; mul(x,y);/*②*/第12页2023/9/1312

x=x*2; y=y*2; printf("z=%f,mul(%f,%f)=%f\n",z,x,y,mul(x,y));/*③*

/}floatmul(floata,floatb){ returna*b;}程序运行结果:56

z=30.000000,mul(30.000000,-8.000000)=-240.000000第13页2023/9/1313程序说明：注释①处调用函数后返回值赋给变量z。注释②处调用函数后返回值没有赋给任何变量，函数返回值被丢失。注释③处调用函数后返回值成为了printf()函数参数。第14页2023/9/1314§1.2变量作用域和存放类型

1．变量作用域

变量作用域：指是变量有效范围，针对变量不一样作用域，可把变量分为局部变量和全局变量。局部变量：在函数内部或某个控制块内部定义变量为局部变量，局部变量有效范围只限于本函数内部，退出函数，该变量自动失效。全局变量：在函数外面定义变量称为全局变量，全局变量作用域是从该变量定义位置开始，直到源文件结束。在同一文件中全部函数都能够引用全局变量。

第15页2023/9/1315局部变量和全局变量作用域如图所表示：第16页2023/9/1316【例1-4】变量作用域应用举例，阅读下面程序，注意区分局部变量和全局变量作用域。/*exam9_4.c变量作用域举例*/#include<stdio.h>voida(void);voidb(void);voidc(void);intx=1;main(){ intx=5; printf("localxinouterscopeofmainis%d\n",x);第17页2023/9/1317 {

intx=7; printf("localxininnerscopeofmainis%d\n",x); } printf("localxinouterscopeofmainis%d\n",x); a(); b(); c(); a(); b(); c();前三次输出结果:localxinouterscopeofmainis5localxininnerscopeofmainis7localxinouterscopeofmainis5第18页2023/9/1318

printf("localxinmainis%d\n",x); getchar(); return0;}voida(void){ intx=25; printf("\nlocalxinais%dafterenteringa\n",x); ++x; printf("localxinais%dbeforeexitinga\n",x);}第19页2023/9/1319voidb(void){ staticintx=50; printf("\nlocalstaticxis%donenteringb\n",x); ++x; printf("localstaticxis%donexitingb\n",x);}voidc(void){ printf("\nglobalxis%donenteringc\n",x); x*=10; printf("globalxis%donexitingc\n",x);}第20页2023/9/1320程序运行结果:

后6次函数调用localxinais25afterenteringalocalxinais26beforeexitinga

localstaticxis50onenteringblocalstaticxis51onexitingb

globalxis1onenteringcglobalxis10onexitingc

localxinais25afterenteringalocalxinais26beforeexitinga

localstaticxis51onenteringblocalstaticxis52onexitingbglobalxis10onenteringcglobalxis100onexitingc最终一次输出：localxinmainis5第21页2023/9/13212．变量存放类型变量存放类型：指是变量存放属性，它说明变量占用存放空间区域。在内存中，供用户使用存放区由程序区、静态存放区和动态存放区三部分组成。变量存放类型有四种：auto型、register型、static型和extern型。auto型变量存放在内存动态存放区。register型变量保留在存放器中。static型变量和extern型变量存放在静态存放器。第22页2023/9/1322局部变量存放类型缺省值为auto型。全局变量存放类型缺省值为extern型。auto型变量和register型变量只用于定义局部变量。static型变量即可定义成局部变量，又可定义成全局变量。【例1-5】设计一个函数：longfac(intn)，可用来计算1～5阶乘。分析：可在函数中定义一个static型变量，用来保留上次计算结果。第23页2023/9/1323/*exam1_5.c用static型变量保留上次阶乘值*/#include<stdio.h>longfac(intn){ staticintf=1; f=f*n; returnf;}main(){ inti; for(i=1;i<=5;i++) printf("%d!=%ld\n",i,fac(i));}程序运行结果:1!=12!=23!=64!=245!=120局部变量f被定义成static型，所以，它只在该函数第1次被调用时候初始化其值为1，以后再调用该函数时，不再进行初始化，而是使用上一次调用值。

第24页2023/9/1324§1.3内部函数与外部函数

1．内部函数若函数存放类型为static型，则称其为内部函数或称静态函数，它表示在同一个程序中（由多个源文件组成），该函数只能在一个文件中存在，在其它文件中不可使用。如：staticintfun-name()；内部函数只能被其所在源文件调用。2．外部函数若函数存放类型定义为extern型，则称其为外部函数，它表示该函数能被其它源文件调用。函数缺省存放类型为extern型。注意：在需要用到外部函数文件中，其函数申明必须用extern进行说明。第25页2023/9/1325比如：有两个源文件file1.c和file2.c以下所表示：/*file1.c调用外部函数*/#include<stdio.h>intmod(inta,intb);externintadd(intm,intn);/*外部函数申明*／main(){intx,y,result;scanf(“%d%d”,&x,&y);result=add(x,y);/*调用外部函数*/if(result>0)result=result-mod(x,y);printf(“result=%d\n”,result);}第26页2023/9/1326intmod(inta,intb){return(a%d);}/*file2.c外部函数*/externintadd(intm,intn){return(m+n);}说明：1．在文件1(file1.c)中函数申明：

intmod(inta,intb);实际上相当于：externintmod(inta,intb);第27页2023/9/13272．在文件2(file2.c)中函数定义：

externintadd(intm,intn){return(m+n);}实际上相当于：intadd(intm,intn){return(m+n);}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。第28页2023/9/13284．多个源文件连接方式有三种：①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（tlink）把多个.obj文件连接起来，在Turboc上用以下命令：

tlinkfile1.obj+file2.obj+…+filen.obj生成一个file1.exe可执行文件。②建立项目文件（.prj后缀），详细操作可参阅各种C编译手册。③使用文件包含命令。第29页2023/9/1329§1.4递归函数设计和调用

C语言中一个函数中语句能够是对另一个函数调用。函数嵌套调用图例：调用过程按图中箭头所表示方向和次序进行，属于一个线性调用关系，每次调用后，最终返回到原调用点，继续执行以下语句。第30页2023/9/1330C语言中还允许在函数中调用本身，或函数之间相互调用，这种调用方式称之为递归。递归又分为直接递归调用和间接递归调用。直接递归调用；函数直接调用本身。间接递归调用：函数相互调用对方。直接递归：inttemp(intx){inty,z;……z=temp(y);……}第31页2023/9/1331间接递归：显然，递归有可能陷入无限递归状态，最终造成错误发生。所以，设计一个递归问题必须具备两个条件：1．后一部分与原始问题类似。2．后一问题是原始问题简化。第32页2023/9/1332【例1-6】编程，从键盘输入一个正整数n，求n!。n!数字表示式为：n!=定义一个求n!函数：longfac(intn)longfac(intn){longresult;if(n==0||n==1)result=1;elseresult=n*fac(n-1);return(result);}第33页2023/9/1333完整程序以下：/*exam1_6.c用递归法求n!*/#include<stdio.h>longfac(intn){ longresult; if(n==0||n==1) result=1; else result=n*fac(n-1); returnresult;}main(){ intx; longf;第34页2023/9/1334

scanf("%d",&x); if(x<=0) printf("Yourinputiswrong!\n"); else { f=fac(x); printf("%d!=%ld\n",x,f); }}程序运行结果:6

6!=720第35页2023/9/1335【例1-7】

求Fibonacci数列第i项值。Fibonacci数列：0,1,1,2,3,5,8,13,21,…其数字表示式为：

fibonacci(0)=0fibonacci(1)=1fibonacci(n)=fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2)(n>1)设计一个函数：longfibonacci(intn)用于计算数列中第n项值，第36页2023/9/1336程序以下所表示：/*exam1_7.c求第n项Fibonacci数列值*/#include<stdio.h>longfibonacci(intn);main(){ intx=0; longresult; do { result=fibonacci(x); printf("fibonacci(%d)=%ld\n",x,result); scanf("%d",&x); }while(x!=-1);}第37页2023/9/1337longfibonacci(intn){ if(n==0||n==1) returnn; else returnfibonacci(n-1)+fibonacci(n-2);}程序运行结果:fibonacci(0)=03

fibonacci(3)=24

fibonacci(4)=36

第38页2023/9/1338以x=4为例，下列图说明了fibonacci函数是怎样计算fibonacci(4)。图中把fibonacci简写成f。第39页2023/9/1339

“编译预处理”是C与其它高级语言一个主要区分。它们主要是：

宏定义文件包含条件编译

1.5预处理第40页1)不带参数宏定义

用指定标识符(宏名)代表一串字符。

#define宏名字符串1.5.1宏定义例求正圆锥体底周长、底面积和它体积。#definePI3.1415926/*宏名PI用大写，行末无分号*/main(){floatl,s,r,v;scanf("%f",&r);l=2.0*PI*r;s=PI*r*r;v=4.0/3*PI*r*r*r;printf("l=%10.4f\ns=%10.4f\nv=%10.4f\n",l,s,v);getch();}第41页

进行宏定义时，能够引用已定义宏名，层层置换。

对程序中用双引号括起来字符串，即使与宏名相同，也不会被置换。

宏名有效范围为该宏定义命令之后至根源文件结束。通常，宏定义命令普通写在文件开头或函数之前作为该文件一部分。

能够用#undef

命令终止宏定义作用域。如：

#defineG9.8

main()

{

}

#undefG

floatf()

G作用范围第42页2．带参数宏定义语句形式：

#define宏名(形参表)字符串注意：字符串应包含形参表中参数例#definePI3.1415926#defineS(r)PI*r*rmain(){floata,area;a=3.6;area=S(a);/*area=3.1415926*a*a，但不会置换a为3.6*/printf("r=%f\narea=%f\n",a,area);getch();}第43页

若将area=S(a)

改写成area=S(a+2)，将置换为：

area=PI

a+2

a+2，而不是:area=PI

(a+2)

(a+2)。若要到达后者，则应将宏定义命令改写为：

#defineS(r)PI

(r)

(r)

宏名与括号之间不得有空格，因为宏名与表示式之间分隔符为空格。假如用#defineS(r)PI

r

r

话，则被置换为area=(r)PI

r

r

(a)

宏展开并不进行值传递，即不求表示式值，也没有“返回值”概念。

宏不存在类型问题，宏名无类型，参数也无类型，表示式能够是任何类型。第44页注：这里t展开后为t=(a+b)>(c+d)?(a+b):(c+d)

假如第一行写成：#defineMAX(x,y)x>y?x:y则这里t展开后为t=a+b>c+d?a+b:c+d

因为置换展开是用“表示式”对等置换“形参表”中参数。

定义带参数宏，能够实现一些简单函数功效。如： #defineMAX(x,y)(x)>(y)?(x):(y)

main() {inta,b,c,t;

t=MAX(a+b,c+d);

}第45页1.5.2“文件包含”

用

#include

命令实现一个文件包含另一个文件。语句形式：#include“文件名”例#include"stdio.h"#defineN2#defineMN+1#defineNUM(M+1)*M/2main(){inti,n=0;for(i=1;i<=NUM;i++){n++;printf("%2d",n);}getch();}输出结果：12345678第46页

一个include命令只能指定一个被包含文件，假如要包含n个文件，则要用n个include命令。

NUM被代换展开后为：(2+1+1)

2+1/2#include命令中，文件名既可用双引“”号(推荐），也可用尖括号<>括起来。<>表示被包含在标准目录中(include).“”表示被包含文件在指定目录中，若只有文件名不带路径，则在当前目录中，若找不到，再到标准目录中找。包含文件名能够是.c源文件或.头文件，如#include<stdio.h>#include“myhead.h”#include“D:\myexam\myfile.c”第47页

条件编译

语句形式：1．#ifdef宏名 程序段1 [#else

程序段2] #endif

作用：假如宏名已定义，则编译“程序段1”，不然编译“程序段2”。所谓“宏名已定义”是不论“宏名”定义为何内容。

条件编译作用：缩短编译时间，降低目标程序长度。第48页

作用：假如宏名未定义，则编译“程序段1”，不然编译“程序段2”。3．#if表示式 程序段1 [#else

程序段2] #endif

作用：当“表示式”值为非0，则编译“程序段1”，不然编译“程序段2”。2．#ifndef宏名