《C语言程序设计》课件-第7章 函数定义

C语言程序设计智能工程学院“现场课程”

目

录目录CONTENTS

函数概述7.1

函数定义7.2

函数的调用7.3模块化程序设计的核心思想，是将复杂的大型程序拆解为若干个独立的程序模块，每个模块专注实现一个特定功能，通过模块间的协作完成整体任务。在C语言中，函数正是实现模块功能的核心载体——一个完整的C程序，通常由1个主函数（main函数）和若干个其他函数构成。程序运行时，由主函数作为入口，调用其他函数；这些被调用的函数之间，也可以相互调用。并且，同一个函数可被一个或多个函数调用任意次数，极大提升了代码的复用性，其调用关系可通过包含函数a～f的示意图直观呈现。​为了更通俗地理解这一概念，我们可以将编写程序类比为学校组织学生打扫教室卫生的过程：主函数就如同负责统筹安排的老师，核心作用是控制程序每一步的执行流程，决定何时调用哪个“功能模块”；而程序中定义的其他函数，就像分工明确的学生——有的专门负责擦窗户，有的专注擦桌子，有的承担扫地任务，每个函数都只聚焦于完成自己对应的“特定工作”。从用户使用的角度看，函数可分为库函数和用户自定义函数两大类，下面分别进行介绍。

7.1函数概述库函数是C语言标准库或第三方库中预先实现并封装好的函数，它们由编译器厂商或开发组织提供，用于完成一些常用的基础功能，供开发者直接调用，无需用户自己编写实现代码。例如，调用printf和scanf函数时需要在程序开头包含stdio.h头文件；调用sqrt函数和log函数时需要包含math.h头文件；调用strcpy函数和strlen函数时需要包含string.h头文件。库函数主要包括以下特点：通用性强：覆盖了程序开发中常见的基础功能，如输入输出（printf、scanf）、字符串处理（strlen、strcpy）、数学运算（sqrt、sin）、内存管理（malloc、free）等。高效可靠：经过严格测试和优化，执行效率高且稳定性强，避免了用户重复开发可能出现的错误。需包含头文件：使用库函数前，必须通过#include指令包含对应的头文件（头文件中声明了函数的原型）。例如：使用printf、scanf需包含<stdio.h>；使用strlen需包含<string.h>；使用sqrt（开平方）需包含<math.h>。

7.1函数概述7.1.1库函数了解函数返回值的意义及类型。3了解需要使用的包含文件。4

提示不同的C语言编译系统提供的库函数的数量和功能会有一些不同，不过，大多数基本函数都是相同的。

7.1函数概述明确函数的功能。1了解函数参数的数目和顺序，以及每个参数的意义及类型。2使用库函数时应注意以下几个问题：7.1.1库函数【例7-1】计算一个数的平方根。【问题分析】计算一个数的平方根，需先明确输入非负（负数无实根，需提示错误）。数据类型选double以兼容小数结果。计算可直接用<math.h>的sqrt库函数（高效精准），或手动实现牛顿迭代法/二分法（适合学底层）。还需处理输入非数值的情况，输出可借printf控制精度，核心是先验输入合法性，再选适配计算方式输出结果。

7.1函数概述7.1.1库函数【参考代码】#include<stdio.h>//包含输入输出库函数的头文件#include<math.h>//包含数学库函数的头文件intmain(){doublenum,result;printf("请输入一个非负数：");scanf("%lf",&num);if(num<0){printf("错误：输入的数不能为负数！\n");return1;//程序异常退出}result=sqrt(num);printf("%lf的平方根是：%lf\n",num,result);return0;}

7.1函数概述7.1.1库函数【运行结果】程序运行结果如图所示。

7.1函数概述7.1.1库函数【例7-2】打印固定格式的欢迎信息。【问题分析】该程序含头文件、自定义函数printWelcome和主函数。printWelcome为无参无返回值函数，用printf输出固定格式欢迎信息；main函数调用它实现功能。体现函数封装性，便于复用与维护，是C语言模块化编程基础示例。在C语言中，用户自定义函数是由程序员根据需求自行设计的函数，用于封装特定功能，提高代码的复用性和可读性。

7.1函数概述7.1.2用户自定义函数【参考代码】#include<stdio.h>//自定义函数：打印固定格式的欢迎信息voidprintWelcome(){printf("====================\n");printf("WelcometoCLang\n");printf("====================\n");}intmain(){printWelcome();//调用自定义函数return0;}

7.1函数概述7.1.2用户自定义函数【运行结果】程序运行结果如图所示。【程序说明】程序先引入标准输入输出库，定义无参无返回值函数printWelcome，其用printf输出带分隔线的欢迎信息。主函数main调用该函数完成打印。此程序展示了C语言自定义函数的基本用法，通过封装固定功能实现代码复用，结构清晰易维护。

7.1函数概述7.1.2用户自定义函数

名师点睛（1）一个C程序可由一个或多个程序模块组成，每个程序模块可作为一个源程序文件。对于较大的程序，一般由若干个源程序文件组成。一个源程序文件可以为多个C程序共用。（2）C语言是以源文件为单位进行编译的，一个源程序可由一个或多个函数组成。（3）在C语言中，不管main函数在程序中的什么位置，程序总是从main函数开始执行，调用其他函数后，最终在main函数中结束。（4）所有函数都是平行的，在定义时相互独立，一个函数不属于另一个函数。函数不可以嵌套定义，但可以相互调用，main函数可以调用任何函数，一个函数可以多次被调用，而其他函数不能调用main函数。

7.1函数概述7.1.2用户自定义函数无参函数定义1在C语言中，无参函数是指不接收任何输入参数的函数，其定义格式为：类型说明符函数名(){ 函数体；}或类型说明符函数名(void){ 函数体；}函数名后面括号内的void表示“空”，即函数没有参数。无参函数的“类型说明符”指定函数返回值的类型，可以是任何有效类型。省略“类型说明符”时，系统默认的函数返回值类型为int型。当函数只完成特定操作而不需返回函数值时，可用类型名void，如例7-2中的window，desk和floor函数。此外，函数的命名规则与变量的命名规则相同。

7.2函数定义有参函数定义2在C语言中，有参函数是指需要接收外部输入参数的函数，定义有参函数的一般形式为：类型说明符函数名(形式参数声明){ 函数体}有参函数在函数名后的括号内必须有形式参数（简称“形参”）表，用于调用函数和被调函数之间的数据传递，故必须对其进行类型说明，这由形式参数声明部分完成。一般情况下，函数中需要多少个原始数据，函数的形参表中就应有多少个形参，每个形参存放一个数据，形参之间用逗号隔开。例如：intmin(inta,intb){ intc; c=a<b?a:b; return(c);}

7.2函数定义空函数3C语言中可以有“空函数”，它的形式为：类型说明符函数名(){}例如：voidtriangle(){}调用此函数时，什么工作也不做。在主调函数中写“triangle();”，表明这里要调用一个函数而现在这个函数不起作用，等以后扩充函数功能时再补上。

7.2函数定义

目

录目录CONTENTS

函数概述7.1

函数定义7.2

函数的调用7.3函数调用的一般形式为：函数名(实际参数表列)需要说明以下几点：如果调用无参函数，则“实际参数表列”可以没有，但括号不能省略。实际参数（简称“实参”）表中实参的类型及个数必须与形参相同，并且顺序一致。当有多个实参时，参数之间用逗号隔开。实参可以是常量、有确定值的变量或表达式及函数调用。

7.3函数的调用7.3.1函数的调用形式123【例7-3】求两个实数的平均值。【问题分析】在这里我们定义一个有参函数用于计算两实数的平均值。在主函数中可以多次调用此函数用于计算不同数值的平均值。

7.3函数的调用7.3.1函数的调用形式【参考代码】#include<stdio.h>floataverage(floatx,floaty) /*定义函数用于计算两数的平均值，x和y为形参*/{floatav; /*定义变量av用于存放平均值*/

av=(x+y)/2.0; /*求平均值*/

returnav; /*返回av的值*/}intmain(){

floata=1.8,b=2.6,c;

c=average(a,b); /*实参为确定值的变量*/

printf("Theavergaeof%5.2fand%5.2fis%5.2f\n",a,b,c);

c=average(a,a+b); /*实参为表达式*/

printf("Theavergaeof%5.2fand%5.2fis%5.2f\n",a,a+b,c);

c=average(2.0,4.0); /*实参为常量*/

printf("Theavergaeof2.0and4.0is%5.2f\n",c);

c=average(c,average(a,b)); /*实参为函数调用*/

printf("Theavergaeis%5.2f\n",c);}

7.3函数的调用7.3.1函数的调用形式【运行结果】程序运行结果如图所示。

7.3函数的调用7.3.1函数的调用形式【程序说明】求两个实数的平均值函数average有两个形式参数x和y，这两个参数用来接收调用函数时传递来的变量或表达式的值。该程序主函数调用了四次average函数，第一次调用时，用形式参数x和y接收实参变量a和b的值；第二次调用时，用表达式a+b作为实参之一，将a和a+b的值传给形参x和y；第三次调用时，用常量作为实参，将2.0和4.0的值传给x和y；第四次调用时，用函数调用average(a,b)作为实参之一，将c和average(a,b)的值传给形参x和y。按被调用函数在主调函数中出现的位置和完成的功能进行划分，函数调用有下列三种调用方式。

7.3函数的调用7.3.1函数的调用形式把函数调用作为一个语句，如例7-2中的“window();”，这时不要求函数带回值，只要求函数完成一定的操作。1在表达式中调用函数，这种表达式称为函数表达式。这时要求函数带回一个确定的值以参加表达式的运算。例如：c=average(a,b); /*将调用函数的结果赋值给c*/d=8*average(a,b); /*将调用函数的结果乘以8后赋值给d*/2将函数调用作为另一个函数调用的实参。例如：c=average(c,average(a,b));此处把average(a,b)作为average函数的一个参数。3

7.3函数的调用7.3.1函数的调用形式在一个函数调用另一个函数时，如果使用用户自定义函数，并且该函数与主调函数在同一个文件中，此时一般被调用函数应放在主调函数之前定义。若被调用函数的定义在主调函数之后出现，就必须在主调函数中对被调函数加以声明。函数声明的一般形式为：类型说明符函数名(形参表);函数声明实际上就是函数定义时的函数头，后面加分号构成一条声明语句。函数声明与函数头的区别是，函数声明的形参表中可以只写类型名，而不写形参名。例如，下面两种写法都是正确的：floataverage(floatx,floaty);floataverage(float,float);【例7-4】输入两个实数，用一个函数求出两数中较小数。【问题分析】分别编写min函数和main函数，main函数在min函数之前，需要在main函数中对min函数进行声明。

7.3函数的调用7.3.2函数声明【参考代码】#include<stdio.h>intmain(){floatx,y,z;

floatmin(floata,floatb); /*函数声明*/

printf("Pleaseentertwonumbers:");

scanf("%f

%f",&x,&y);

z=min(x,y); /*函数调用*/

printf("minis%f\n",z); /*输出结果*/

return0;}floatmin(floata,floatb) /*函数定义*/{

floatc;

if(a>b) /*比较大小，将较小数赋值给c*/ c=b;

else c=a;

returnc; /*返回值为c*/}

7.3函数的调用7.3.2函数声明【运行结果】程序运行结果如图所示。

7.3函数的调用7.3.2函数声明【程序说明】程序第5行是对被调用的min函数的声明：floatmin(floata,floatb);从程序中可以看到，main函数的位置在min函数的前面，而程序编译时是从上到下逐行进行的。如果没有对min函数的声明，当编译到程序第8行（z=min(x,y);）时，编译系统将无法确定min是不是函数名，也无法判断实参（x和y）的类型和格式是否正确，因此，在调用函数前必须对被调函数加以声明。C语言规定以下几种情况，可以不在主调函数中对被调函数进行声明：如果被调函数写在主调函数的前面，可以不必进行声明。例7-2和例7-3均属于此种情况，在此不再赘述。1如果函数的返回值为整型或字符型，可以不必进行声明。2

7.3函数的调用7.3.2函数声明【例7-5】通过自定义函数，求任意两个整数的和。【参考代码】#include<stdio.h>intsum(int,int);

intmain(){inta,b;

printf("inputtwointegers:");

scanf("%d

%d",&a,&b);

printf("Thesumof%dand%dis%d\n",a,b,sum(a,b)); /*调用函数*/

return0;}intsum(inta,intb) /*函数定义*/{

return(a+b); /*返回a+b的值*/}

7.3函数的调用7.3.2函数声明【运行结果】程序运行结果如图所示。

7.3函数的调用7.3.2函数声明如果在所有函数定义之前，在源程序文件的开头，即在函数的外部已经对函数进行了声明，则在各个调用函数中不必再对所调用的函数进行声明。例如，例7-4程序中也可将第5行函数声明（floatmin(floata,floatb);）放到main函数之前。3

名师点睛在调用函数前，可以在主调函数内部对被调函数进行声明。如果使用这种声明方式，则本次函数声明只在主调函数内部有效，也就是说，如果其他函数中也需要调用该被调函数，在那些函数中对被调函数仍然需要进行声明。如果已经在文件的开头（或在函数前）对某函数进行了声明，则从声明处开始，在本文件中对声明函数的调用不需要再次进行声明。

7.3函数的调用7.3.2函数声明在调用有参函数时，主调函数和被调函数之间往往有数据传递关系。前面已经介绍过，在定义函数时函数名后面圆括号内的为“形式参数”（简称“形参”），用于接收主调函数传来的数据；在调用函数时，函数调用语句的函数名后面圆括号中的内容为“实际参数”（简称“实参”）。在调用函数过程中，系统会把实参的值传递给被调用函数的形参。该值在函数调用期间有效，可以参加该函数的运算。例如，例7-4程序中第12～20行是一个被调函数（注意第12行的末尾没有分号）。第12行定义了一个函数名为min，函数类型为float的函数。指定两个形参a和b，形参的类型为float。主调函数main的第8行（z=min(x,y);）是一个函数调用语句，表示调用min函数，此处函数名min后面圆括号内的x和y是实参。x和y是主调函数main函数中定义的变量，a和b是被调函数min中定义的形参变量，通过函数调用，使两个函数之间发生数据传递。实参x和y的值按顺序对应传递给被调函数中的形参a和b，x传给a，y传给b。在执行被调函数min后，其返回值c作为函数的返回值返回给主调函数，赋给变量z。

7.3函数的调用7.3.3函数的参数传递

名师点睛关于形参和实参的说明如下：（1）函数中指定的形参变量，在未出现函数调用时，并不占用内存单元。在发生函数调用时，被调函数的形参被临时分配内存单元，调用结束后，形参所占的内存单元被自动释放。（2）函数一旦被定义，就可多次调用，但必须保证形参和实参数据类型一致。如果实参和形参数据类型不一致，则按不同类型数值的赋值规则进行转换。例如，实参a为float型变量，其值为5.8，而形参x为int型，则在传递时先将实数5.8转换成整数5，然后送到形参x。（3）实参可以是常量、变量或表达式，但要求它们有确定的值。（4）在被定义的函数中，必须指定形参的数据类型。（5）C语言规定，实参对形参变量的数据传递是“值传递”，即单向传递，只由实参传给形参，而不能由形参传回给实参。

7.3函数的调用7.3.3函数的参数传递【例7-6】阅读下面的程序，试分析运行结果。#include<stdio.h>intswap(inti,intj){intt;

t=i;i=j;j=t;

printf("Infunctioni=%d,j=%d\n",i,j);}intmain(){

inti=2,j=3;

swap(i,j);

printf("Outfunctioni=%d,j=%d\n",i,j);

return0;}

7.3函数的调用7.3.3函数的参数传递【运行结果】程序运行结果如图所示。【程序说明】该程序中的swap函数的作用是将形参i和j两数互换，因此，在函数内部输出i和j时，两数实现了交换。但是，C语言中规定：只能把实参数值传递给形参，而形参不能把数值传递给实参。因此，main函数中的i和j还是原来的值，没有实现交换。

7.3函数的调用7.3.3函数的参数传递一般情况下，主调函数调用完被调函数后，都希望能够得到一个确定的值，这就是函数的返回值。在C语言中，函数返回值是通过return语句来实现的。return语句的一般形式有三种：return(表达式);return表达式;return;下面对返回语句和函数返回值作一些说明。（1）return语句可使函数从被调函数中退出，返回到调用它的代码处，并向调用函数返回一个确定的值。如果需要从被调函数带回一个函数值（供主调函数使用），被调函数中必须包含return语句且return中带表达式，此时使用return语句的前两种形式均可。如果不需要从被调函数带回函数值，应该用不带表达式的return语句；也可以不要return语句，这时被调函数一直执行到函数体的末尾，然后返回