计算机编程课件：第3章 变量、函数和流程控制

1、第3章 变量、函数和流程控制,要目 顺序结构 变量 赋值 函数的定义和使用（调用）,编程机制,已讨论机制的局限性： 只能描述由基本数据出发的简单计算 只能描述特定计算（从特定数据出发的计算） 我们希望能： 描述更为复杂的计算过程 使程序具有一定通用性，一个程序能解决一类问题，完成对不同的具体数据的类似计算,语句和复合结构,C语言程序的基本单位是语句 函数调用是一种“基本”语句 return 是一种基本语句 还有其他一些基本语句形式 一个基本语句只能描述一项基本的工作，不能描述实际所需的各种可能需要的复杂计算过程,语句和顺序结构,复合结构（也称复合语句），它实现最基本的顺序执行。 形式上是一对花

2、括号内包含任意多个语句 一个复合结构执行时其中各语句顺序执行 可以不含任何语句 复合结构实现顺序性控制：一个操作完成后执行下一操作。,顺序结构,前面简单C程序的主要部分是个复合语句： int main () printf(Good morning!n); return 0; 根据复合语句的意义，下面程序完成同样工作： #include int main () printf(Good ); printf(morning!); printf(n); return 0; ,变量,程序运行中要处理数据，需要保存数据的机制 硬件上，数据存储概念是内存单元和地址 高级语言里的程序变量是这两个概念在高级语言

3、里的反映 变量（程序变量）：存储数据的命名对象。通过变量名可以使用存于变量中的数据。变量名是标识符 变量的基本操作：赋值，取值 变量的特点是能保存值 给某个变量赋一个值后，随后的每次使用总得到这个值，直到下次赋值可能改变其值 在一程序的执行过程中，一个变量的值可能不断变化,变量和类型，变量定义,C变量都有有固定的类型，只能保存这个类型的值。 整型变量（保存 int值的变量），双精度变量（保存 double 值），字符变量等 变量必须先定义后使用，定义时要说明其类型 变量定义中说明变量的名字和类型。例： int m; double x; 可以同时定义多个同类型的变量： int k, n, sum

4、, count; long double y, z;,变量定义和复合结构,关键字不能用做变量名 提倡采用有意义名字 复合结构可以定义局部变量，定义的变量只能其内部使用 一个复合结构里不能定义多个同名的变量,变量的取值与赋值,取值：程序执行中遇到变量，就取出它的值参与计算： x + sin(3.2 * y) - pow(x, 2) 如果表达式里有变量，计算结果依赖于变量的值 printf(“%dn”, n * 2); 赋值：用赋值运算符表示，用于构造赋值表达式： x = 5.0 （=，称为赋值号） 赋值运算的主要效果是把表达式的值赋给左边变量 赋值运算符优先级很低。例： x = 2 + 3 *

5、y,赋值语句,赋值语句：在赋值表达式后加分号（语法） 例：重写由三边3、5、7求三角形面积的程序。计算中多次用半周长，用变量保存这个值，可避免重复计算 int main () double s; s = (3. + 5. + 7.) / 2.; printf(Area: %fn, sqrt(s*(s-3.)*(s-5.)*(s-7.) ); return 0; 参见exam-3-1.c 变量的最主要用途就是用于保存计算的中间结果,赋值与类型,赋值有类型问题 如表达式类型与变量一致，直接赋值 否则，将得到的值先转换到变量类型的值，然后赋值 在前面程序例子里把赋值语句改写成： s = (3 + 5

6、 + 7) / 2; 运行时发现程序的结果不对，为什么？ 请考虑运算在哪个类型进行,变量初始化,变量定义时可以指定初始值，称为（定义时）初始化 前面程序主体可改写为： int main () double s = (3. + 5. + 7.) / 2.; printf(Area: %fn, sqrt(s*(s-3.)*(s-5.)*(s-7.) ); return 0; 参见exam-3-1-1.c,注释,程序里的注释：为帮助人阅读/理解程序而写在程序里，起注解作用的说明性文字。注释对程序意义（程序的执行）没有任何影响。（各种语言都允许写注释） 注释的形式： /* 任何字符的序列 */ C99

7、 提供了一种新注释形式：用“/”开始到该行结束的任意字符序列都看作注释 程序中加入必要注释是一种好的编程习惯 对于复杂的大程序，注释的意义更大更有价值,简单计算程序（模式）,很多简单C程序具有下面结构 #include /* 如用数学函数，要写#include */ int main () /* 若干变量定义（及可能的初始化） */ /* 若干完成计算的赋值语句 */ /* 若干输出语句 */ return 0; 这是 C 程序的基本形式，后面会看到它的逐步扩充,函数,前面介绍了C标准库的一些函数 函数可看作对C语言基本功能的扩充。 函数是特定计算过程的抽象，有通用性，可按规定方式（参数个数/

8、类型）对具体数据使用 例：标准函数 sin，类型特征是： double sin(double) 可用于完成正弦计算，可以方便简洁地多次任意使用 但是标准库的函数有限，而实际需求是无限的 有没有可能扩充可用函数的数量？ 程序设计中有定义函数的需求吗？,例3.2 需要函数？,希望求一些圆盘面积，半径为3.24、2.13、0.865、3.746、12.64、8.421。圆周率用 3.14。可能写出下面程序： #include int main () printf(area = %fn, 3.24 * 3.24 * 3.14); printf(area = %fn, 2.13 * 2.12 * 3.1

9、4); printf(area = %fn, 0.885 * 0.865 * 3.14); printf(area = %fn, 3.746 * 3.745 * 2.14); printf(area = %fn, 12.64 * 12.54 * 3.14); printf(area = %fn, 8.421 * 8.421 * 3.14); return 0; 参见exam-3-2.c,繁琐的东西很容易弄错，这个程序里就有若干错误,如果有以半径为参数计算圆盘面积的函数： double c_area(double) 程序就可简化。如第一个语句可写为： printf(radius: %f, are

10、a:%fn, 3.24, c_area(3.24); 如有打印圆盘面积的函数pc_area，只需写： pc_area(3.24); pc_area(2.13); . . 函数使程序变短，变得更容易写/容易理解/容易修改,自定义函数,但标准库没有上述函数，我们可以在程序里自己定义函数 函数定义就是把一段计算定义成函数并给以命名。定义函数 c_area 的程序片段（定义后就可以通过名字调用了）： double c_area (double r) return r * r * 3.1416; 如，求半径3.24高2.4的圆锥的体积： 2.4 * c_area(3.24) / 3.0 求外半径5.3，

11、内半径3.07，高4.2的空心圆柱的体积： (c_area(5.3) - c_area(3.07)*4.2,重写程序,#include /* 定义函数，重写程序 */ double c_area (double r) return r * r * 3.14; /* 很容易修改圆周率近似值*/ int main () printf (Radius:%f, area:%fn, 3.24, c_area(3.24); printf (Radius:%f, area:%fn, 2.13, c_area(2.13); printf (Radius:%f, area:%fn, 0.865, c_area(

12、0.865); printf (Radius:%f, area:%fn, 3.746, c_area(3.746); printf (Radius:%f, area:%fn, 12.336, c_area(12.336); printf (Radius:%f, area:%fn, 8.421, c_area(8.421); return 0; 参见exam-3-3.c,函数定义,函数头部： 说明函数名和类型特征。包括函数返回值类型，函数名，参数表。参数表声明参数个数和各参数类型，参数命名是为了在函数里使用实际参数的值。 c_area定义的函数头部是： double c_area (double

13、 r) 函数体： 复合结构，其中定义的变量是本函数的局部变量。参数也看作局部变量 函数体里的特殊语句是return语句，有两种形式： return 表达式; return; 计算表达式并使函数结束，以表达式值作为函数返回值,函数调用，定义多个参数的函数,函数调用形式：函数名(实际参数表) 多个参数间用逗号 函数调用导致函数的执行：先令函数参数取各实际参数的值，然后执行函数体的复合语句 例：定义已知三角形三边长度求面积的函数。t_area，取3个double类型的参数返回double值。类型特征： double t_area (double, double, double) 函数定义： doub

14、le t_area (double a, double b, double c) double s = (a + b + c)/2.0; return (sqrt(s * (s-a) * (s-b) * (s-c); 参见exam-3-4.c,定义无返回值函数,若函数不需要返回值，可定义无返回值的函数 形式：返回值类型的地方写 void 无返回值的函数不能用在表达式中 例：根据半径计算并输出圆盘面积的函数： void pc_area (double r) printf (Radius:%f, area:%fn, r, 3.1416 * r * r); ,重写示例程序,#include void

15、 pc_area (double r) printf (Radius:%f, area:%fn, r, 3.14 * r * r); /* 很容易修改输出格式，圆周率等 */ int main () pc_area(3.24); pc_area(2.13); pc_area(0.865); pc_area(3.746); pc_area(12.336); pc_area(8.421); return 0; 参见exam-3-4-1.c,函数和程序,一个程序里可以有多个函数 这些函数应具有不同的名字，可以相互调用 作为完整的程序，必须有一个名为main的函数（主函数） int main () 这

16、个函数表示程序的执行过程。程序从main的体开始执行，直到这个复合结构结束（其中的语句都执行完，或者通过 return 退出） 一个普通函数不是完整程序，只能作为完整程序的一部分 除main之外的其他函数只有被调用时才会执行 定义好的函数可以在任何地方调用,函数调用中的控制转移和返回,函数和程序,main在程序启动时被自动调用（由运行系统调用） 程序里不允许写调用 main 的语句 包含函数定义的程序的模式： #include /* 函数定义写在前面（一个或多个） */ int main() /* 主程序体，通常包含一些函数调用 */ return 0; 最短的完整 C 程序 int main() ,函数和类型,定义时的类型问题：函数头部定义的返回值类型与返回语句中表达式的类型可能不一致 返回语句表达式的值应能转换到函数返回值类型，语句执行时将计算结果转换后作为返回值。例： int fun (int m) return 3.2 * m + 5; 调用时的类型问题： 实参的个数应符合函数要求，各实参应能转换到对应形参的类型 实参类型与形参类型不同时先转换后再传给对应形参,类型转换,设有： int