《C++程序设计及项目实践》 课件 第6章 函数

第6章函数6.1定义及调用函数6.2递归函数6.3重载函数6.4函数模板6.5参数默认值6.6内联函数6.7多文件项目6.8标准库函数6.9应用6.10小结1每一个C++程序都包含main函数。函数是程序中实现某个功能的代码模块。在C++程序设计过程中，可以将一个规模较大的程序分解成若干规模较小的模块，每一个模块用一个函数来实现，这样程序会更容易阅读、纠错和维护。26.1函数返回值类型函数名(参数列表){ 函数体}返回值类型为各类基础数据类型，自定义数据类型以及类等。如果函数不需要返回任何值，返回值类型可以为void。函数名为标识符。参数列表为可选项。若有参数列表，则可以定义传入函数的各参数，多个参数之间用逗号隔开，若没有参数，则可以空白，也可以用void填充。有参数的函数称为有参函数，没有参数的函数称为无参函数。函数体即为实现函数功能的一组程序语句。3无参函数实例01#include<iostream>02usingnamespacestd;03voidprintStars()04{05cout<<"**********"<<endl;06}07intprintHello(void)08{09cout<<"**Hello!**"<<endl;10return0;11}12intmain()13{14printStars();15printHello();16printStars();17return0;18}4有参函数实例01#include<iostream>02usingnamespacestd;03voidprintStars(intn)04{05for(inti=0;i<n;i++)06{07cout<<'*';08}09cout<<endl;10}11intmain()12{13printStars(10);14printStars(20);15printStars(30);16return0;17}5显示行数列数可变的星号*01#include<iostream>02usingnamespacestd;03voidprintStars(intm,intn)04{05for(inti=0;i<m;i++)06{07for(intj=0;j<n;j++)08{09cout<<'*';10}11cout<<endl;12}13}14intmain()15{16introws=5;17intcols=10;18printStars(rows,cols);19return0;20}6求解两个整数的较大值01#include<iostream>02usingnamespacestd;03intmax(intx,inty)04{05 intz;06 if(x>y)07 {08 z=x;09 }10 else11 {12 z=y;13 }14 returnz;15}1617intmain()18{19 inta=3,b=4;20 intc=max(a,b);21 cout<<c<<endl; 22 return0;23}7当函数形参的数据类型为基础数据类型时，调用函数时候实际参数将单向复制给形式参数，形参在函数内部的改变不会影响主调函数的实参。8例6.5交换两个整数yxtemp123(a)参数交换原理主函数作用域被调函数作用域

a=20a=7单向按值传递返回(b)参数传递原理9交换两个整数01#include<iostream>02usingnamespacestd;03intmyswap(intx,inty)04{05cout<<"enterfunction:x="<<x<<",y="<<y<<endl;06inttemp=x;07x=y;08y=temp;09cout<<"leavefunction:x="<<x<<",y="<<y<<endl;10return0;11}10交换两个整数12intmain()13{14inta=7,b=8;15cout<<"beforeswap:a="<<a<<",b="<<b<<endl;16myswap(a,b);17cout<<"afterswap:a="<<a<<",b="<<b<<endl;18return0;19}11函数声明函数声明的语法形式为：数据类型函数名(参数列表);01#include<iostream>02usingnamespacestd;03intgcd(intm,intn);04intmain()05{06inta=32,b=16;07intc=gcd(a,b);08cout<<"greatestcommon

divisor:"<<c<<endl;09cout<<"leastcommonmultiple:"<<a*b/c<<endl;10return0;11}12intgcd(intm,intn)13{14for(inti=m;i>=2;i--)15{16if(m%i==0&&n%i==0)17{18returni;19}20}21return1;22}12变量作用域程序中的每一个变量都有一定的作用范围，称为变量的作用域，不在这个作用域内，是不能对变量进行操作的，如书写访问不在作用域范围内的变量代码则在编译阶段就会报错。变量根据其作用范围可以分成全局变量和局部变量两大类。全局变量的作用域是在全文件范围内有效。局部变量包括函数内部定义的变量，程序块内定义的变量，函数声明部分定义的变量。1301#include<iostream>02usingnamespacestd;03boolisPrime(intx);04intgcnt=0;05intmain()06{07intlcnt=0;08for(inti=1;i<=100;i++)09{10if(isPrime(i))11{12lcnt++;13}14}15cout<<"lcnt="<<lcnt<<endl;16cout<<"gcnt="<<gcnt<<endl;17return0;18}例6.7计算某个1-100范围内的素数的个数1419boolisPrime(intn)20{21gcnt++;22boolret=true;23for(inti=2;i<=n/2;i++)24{25if(n%i==0)26{27ret=false;28break;29}30}31returnret;32}156.2递归函数直接递归间接递归voidF(){

…

;

F();

…

;}voidF(){

…

;G();

…

;}voidF(){

…

;

F();

…

;}16F()作用域startreturn直接调用F()

F()作用域G()作用域调用G()调用回F()(a)直接递归调用(b)间接递归调用17例6.8求n的阶乘，n为大于0的整数。问题描述：n的阶乘即为n!=1*2*3….*n。当n=1的时候n!=1。6.2.1可用公式描述的问题mainmainmainmainfac(3)fac(2)fac(2)n=3n=2n=1(1)初始(2)运行main(3)调用fac(3)(4)调用fac(2)(5)调用fac(1)

mainfac(3)fac(2)fac(1)mainfac(2)fac(3)mainmainfac(3)126(6)从fac(1)返回(7)从fac(2)返回(8)从fac(3)返回(9)继续运行main(10)结束1801#include<iostream>02usingnamespacestd;0304intfac(intn)05{06if(n==1)07return1;08returnn*fac(n-1);09}1011intmain()12{13cout<<fac(3)<<endl;14return0;15}19例6.9汉诺塔问题问题描述：有三根相邻的柱子，标号为A,B,C，A柱子上从下到上按金字塔状叠放着n个不同大小的圆盘(编号从上到下为从1到n)，要把所有盘子一个一个从A移动到柱子B上(借助于柱子C的辅助)，并且每次移动同一根柱子上都不能出现大盘子在小盘子上方。6.2.2不可用公式描述的问题11aabcbca、abcbc11aabcbc11aabcbc112001#include<iostream>02usingnamespacestd;0304voidmoveDisks(intn,charfrom,charto,charaux)05{06if(n==1)07{08cout<<"disk"<<n<<":"<<from<<"->"<<to<<endl;09}10else11{12moveDisks(n-1,from,aux,to);13cout<<"disk"<<n<<":"<<from<<"->"<<to<<endl;14moveDisks(n-1,aux,to,from);15}16}18intmain()19{20moveDisks(3,'A','B','C');21return0;22}216.3重载函数01#include<iostream>02#include<cmath>03usingnamespacestd;0405doublearea(doubler)06{07constdoublePI=3.14;08doubleS=PI*r*r;09returnS;10}1112doublearea(doublea,doubleb,doublec)13{14doublep=(a+b+c)/2;15doubleS=sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c));16returnS;17}19doublearea(doublea,doubleb)20{21doubleS=a*b;22returnS;23}2425intmain()26{27doubles1=area(5.0);28cout<<"areaofcircle:\t\t"<<s1<<endl;29doubles2=area(3.0,4.0);30cout<<"areaofrectangle:\t"<<s2<<endl;31doubles3=area(3.0,4.0,5.0);32cout<<"areaoftriangle:\t"<<s3<<endl;33return0;34}226.4函数模板函数模板就是形参类型或返回值类型用虚拟类型替代的通用函数。在调用该函数时，系统会根据实参的类型来替代函数模板中的虚拟类型，从而可以实现不同类型下的函数功能，相当于一个通用函数实现了多个相同功能逻辑的不同函数，唯一的区别就是这些函数的参数类型或返回类型不同。2301#include<iostream>02usingnamespacestd;0304template<typenameT>05Ttmin(Ta,Tb)06{07return(a<b)?a:b;08}函数模板求最小值10intmain()11{12inti1=3,i2=4;13doubled1=3.5,d2=4.5;14charc1='a',c2='b';15inti=tmin(i1,i2);16cout<<i<<endl;17doubled=tmin(d1,d2);18cout<<d<<endl;19charc=tmin(c1,c2);20cout<<c<<endl;21}2401#include<iostream>02usingnamespacestd;0304doubleenerge(doublem,doubleh=1,doubleg=9.8)05{ 06returnm*g*h;07}0809intmain()10{11doublee1=energe(2.5,10,10);12cout<<e1<<endl;13doublee2=energe(3.5,20);14cout<<e2<<endl;15doublee3=energe(4.5);16cout<<e3<<endl;17}6.5参数默认值256.6内联函数01#include<iostream>02usingnamespacestd;0304inlineintimax(inta,intb)05{06return(a>b)?a:b;07}0809intmain()10{11inti=20,j=30;12cout<<imax(i,j)<<endl;13return0;14}266.7多项目文件当一个软件项目的规模很大时，不可能把所有的函数都完整定义在包含main函数所在的文件中，此时就需要对整个软件项目进行划分，一种简单的划分方法是将具有类似功能的函数声明都放在一个头文件(*.h)中，在使用的时候只要使用include“*.h”这种方法将该头文件包含进来即可以调用该头文件中声明的函数。下面以codeblocks为例，在现有项目中补充增加”*.h”文件以及”*.cpp”文件。在现有项目中，选择菜单File->New->File…菜单，弹出如下对话框界面，选择左侧的Files分支，其中”C/C++header”可以生成头文件(*.h)，而”C/C++source”可以生成源码文件(*.cpp)。2728例6.14计算圆柱体的体积和重量01#include<iostream>02#include"volume.h"03usingnamespacestd;0405intmain()06{07doublev=vol(5.0,4.0);08cout<<v<<endl;09doublew=weight(1.0,1.0);10cout<<w<<endl;11}生成volume.h文件01#definePI3.1402constdoubleG=9.8;03doublevol(doubler,doubleh);04doubleweight(double,doubleh);main.cpp01#include"volume.h"02doublevol(doubler,doubleh)03{04returnPI*r*r*h;05}0607doubleweight(doubler,doubleh)08{09returnvol(r,h)*G;10}生成volume.cpp文件29软件开发过程中，开发者不可能事无巨细地设计每一个广泛使用的函数，C++编译器提供了许多普遍适用的标准库函数，这些函数覆盖了从基本输入输出，到数学处理，字符串处理等，这些都为软件开发提供了极大的方便。6.8标准库函数306.8.1数学函数01#include<iostream>02#include<cmath>03usingnamespacestd;04intmain(){05constdoublePI=3.1415926;06doublex=4.0;07doubley=3.0;0809//平方根10doublesqrtResult=sqrt(x);1112//绝对值13doubleabsResult=abs(-10.5);15//取整16doublefloorResult=floor(4.8);17doubleceilResult=ceil(4.8);18doubleroundResult=round(4.8);1920//幂运算21doublepowResult=pow(x,y);2223//三角函数24doublesinResult=sin(PI/2);25doublecosResult=cos(PI/3);26doubletanResult=tan(PI/4);27316.8.1数学函数28cout<<"平方根："<<sqrtResult<<endl;29cout<<"绝对值："<<absResult<<endl;30cout<<"取整："<<floorResult<<","<<ceilResult<<","<<roundResult<<endl;31cout<<"幂运算："<<powResult<<endl;32cout<<"正弦："<<sinResult<<endl;33cout<<"余弦："<<cosResult<<endl;34cout<<"正切："<<tanResult<<endl;3536return0;37}326.8.2输出及输入格式(1)scanf输入格式控制C语言中的scanf(格式控制，输入表列)控制字符说明%c一个单一的字符%d一个十进制整数%i一个整数%e,%f,%g一个浮点数%o一个八进制数%s一个字符串%x一个十六进制数%p一个指针%n一个等于读取字符数量的整数%u一个无符号整数%[]一个字符集%%一个精度符号33(2)printf输出格式控制C语言中的printf(格式控制，输出表列)控制字符说明%c字符%d带符号整数%i带符号整数%e科学计数法,使用小写”e”%E科学计数法,使用大写”E”%f浮点数%g使用%e或%f中较短的一个%G使用%E或%f中较短的一个%o八进制%s一串字符%u无符号整数%x无符号十六进制数,用小写字母%X无符号十六进制数,用大写字母%p一个指针%n参数应该是一个指向一个整数的指针指向的是字符数放置的位置%%一个’%’符号34例6.16利用C语言的scanf和printf函数输入输出数据示例01#include<cstdio>02intmain(){03//输入输出一个字符04charch;05scanf("%c",&ch);06printf("%c\n",ch);07//输入输出一个整数08inti1;09scanf("%d",&i1);10printf("%d\n",i1);11//输入浮点数，并按两种方式输出12floatf1;13scanf("%f",&f1);14printf("%f\t%E\n",f1,f1);15//输入一个定长的整数16inti2;17scanf("%2i",&i2);18printf("%i\n",i2);19return0;20}35(3)C++中的格式控制控制符说明dec基数为10，相当于”%d”hex基数为16，相当于”%X”oct基数为8，相当于”%o”setfill(c)填充字符为csetprecision(n)设显示小数精度为n位setw(n)设置域宽为n个字符setioflags(ios::fixed)固定的浮点显示setioflags(ios::scientific)科学计数法表示（指数表示）setiosflags(ios::left)左对齐setiosflags(ios::right)右对齐setiosflags(ios::skipws)忽略前导空白setiosflags(ios::uppercase)16进制数大写输出setiosflags(ios::lowercase)16进制小写输出setiosflags(ios::showpoint)强制显示小数点setiosflags(ios::showpos)对于正数，强制显示”+”号36例6.16利用C++语言的格式控制符输入输出整数示例01#include<iostream>02#include<iomanip>03usingnamespacestd;04intmain(){05inta;06//输入八进制07cin>>oct>>a;08cout<<a<<endl;

//输入十六进制09cin>>hex>>a;10cout<<a<<endl;

//输入十进制11cin>>dec>>a;

//不同形式的整数输出12cout<<oct<<a<<endl;13cout<<hex<<a<<endl;14cout<<dec<<a<<endl;15cout<<setw(10)<<a<<endl;16

cout<<setiosflags(ios::showpos)<<a<<endl;17cout<<setfill('#')<<setw(10)<<a<<endl;18return0;19}37例6.16利用C++语言的格式控制符输入输出浮点数示例01#include<iostream>02#include<iomanip>03usingnamespacestd;04intmain(){05doublea=1234.56789;06//默认格式输出07cout<<a<<endl;08//设置8个有效数字输出 09cout<<setprecision(8)<<a<<endl;10//恢复到默认格式输出11cout<<setprecision(6)<<a<<endl;12//固定小数点后2位输出13cout<<setprecision(4)<<setiosflags(ios::fixed)<<a<<endl;14//固定小数点后6位科学计数法输出15cout<<resetiosflags(ios::fixed);16cout<<setiosflags(ios::scientific)<<setprecision(6)<<a<<endl;17//固定小数点后3位输出18cout<<resetiosflags(ios::scientific);19cout<<setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(3)<<a<<endl;20return0;21}386.9应用例6.19编码实现数学函数sin(x)思路：利用泰勒展开式sin(x)=，可以发现后一项/前一项的比值为有规律的值，k从1开始。39程序代码：01

#include<iostream>02

usingnamespacestd;03

04

doublesin(doublex)05

{06

constdoubleTINY=1e-6;07

doubles=0;08

doublet=1;09

doublexi=x;10

for(inti=0;;i++)11

{12

xi=xi*t;13

s+=xi;14

t=-1.0*x*x/(2*i+2)/(2*i+3);15

if(-1*t<TINY)16

{17

break;18

cout<<i<<endl;19

}20

}21

returns;22

}24

intmain(){25

constdoublePI=3.1415926;26

cout<<sin(0)<<endl;27

cout<<sin(PI/6)<<endl;