C語言課件(函數(shù)).ppt

函數(shù) 程序的模塊化函數(shù)定義原型調(diào)用參數(shù)傳遞函數(shù)的嵌套調(diào)用遞歸函數(shù)程序設(shè)計舉例 C語言程序設(shè)計 簡介 分而治之與程序的模塊化把一個規(guī)模較大的問題分解成若干個較小的相對獨(dú)立的部分 對每一個部分使用一個較小的程序段 即程序模塊 module 來處理 從較小的程序段或組件來構(gòu)建程序 這些小片段或組件比原始程序更容易實(shí)現(xiàn)和管理 這些小組件可以被重復(fù)使用 函數(shù) C語言的函數(shù) 在C語言中 函數(shù) function 是構(gòu)成程序的基本模塊 一個C程序由一個或多個函數(shù)組成 有且僅有一個主函數(shù) 即main 函數(shù) 每個函數(shù)完成一個相對獨(dú)立的且功能明確的任務(wù) 由主函數(shù)調(diào)用其他函數(shù) 其他函數(shù)也可以互相調(diào)用 同一個函數(shù)可以被一個或多個函數(shù)調(diào)用任意多次 函數(shù) C語言的函數(shù) C語言的函數(shù)有兩大類 標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)提供了豐富的函數(shù) 例如數(shù)學(xué)計算 sqrt abs 輸入 輸出 scanf printf 自定義函數(shù)程序員可以編寫函數(shù)來完成特定的任務(wù) 應(yīng)該熟悉C系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫 應(yīng)該避免從零開始構(gòu)建一切 函數(shù) 為什么使用函數(shù) 函數(shù)使程序模塊化 程序采用模塊化結(jié)構(gòu)的好處 分而治之提高程序開發(fā)的效率 使程序易于管理 代碼重用使用現(xiàn)有的函數(shù)作為構(gòu)件來創(chuàng)建程序 函數(shù)可以被重復(fù)使用 抽象隱藏了實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié) 例如使用庫函數(shù) printf 但并不知道它的具體實(shí)現(xiàn) 沒有影響使用 函數(shù) 案例分析 一個簡單的函數(shù) 編寫和使用一個簡單的函數(shù) cw0801 c 定義一個函數(shù)square 用來計算任意整數(shù)的平方 然后 使用該函數(shù)計算從1到10所有整數(shù)的平方 函數(shù) includeintsquare int voidmain intx for x 1 x 10 x printf d square x intsquare inty returny y 聲明函數(shù) 使用函數(shù) 定義函數(shù) 149162536496481100 函數(shù)的定義 定義函數(shù)的格式 函數(shù)名 一個有效的標(biāo)識符 函數(shù)類型 返回值的類型說明符 如果不指定 即缺省 就是int void 表示函數(shù)不返回任何值 參數(shù)表 聲明參數(shù) 多個參數(shù)用逗號分隔 接收傳遞進(jìn)來的數(shù)據(jù) 必須為每個參數(shù)指定數(shù)據(jù)類型 但int可以省略 函數(shù) 函數(shù)頭 函數(shù)體 函數(shù)的定義 定義函數(shù)的格式 函數(shù)體 包括聲明語句和可執(zhí)行語句 在函數(shù)體內(nèi)可以聲明變量 不能定義函數(shù) 即函數(shù)的定義不允許嵌套 控制返回 結(jié)束執(zhí)行 把程序的控制交還主調(diào)函數(shù) 也可以用return返回一個數(shù)值 return return 函數(shù) 無返回值 有返回值 案例分析 函數(shù)的定義 函數(shù)的定義 cw0802 c 定義函數(shù)找出三個數(shù)中的大數(shù) 函數(shù) includeintmaximum int int int voidmain inta b c printf Inputthreeintegers scanf d d d 函數(shù)原型 接口 interface 函數(shù)原型 函數(shù)原型 用來對函數(shù)進(jìn)行聲明 編譯器使用函數(shù)原型來檢查函數(shù)調(diào)用的合法性 注意 函數(shù)原型要與函數(shù)的定義一致 例如intmaximum inta intb intc intmaximum int int int 函數(shù) 函數(shù)原型 函數(shù)原型在程序文件中的位置不同 作用范圍不同 在所有函數(shù)的外面在函數(shù)內(nèi)部 函數(shù) main voidfuncA intfuncB int intfuncB int 函數(shù)原型 如果程序中沒有包含函數(shù)原型 編譯程序會使用該函數(shù)第一次出現(xiàn)的情形來形成自己的函數(shù)原型 函數(shù)的定義函數(shù)的調(diào)用默認(rèn)情況下 編譯程序假定函數(shù)返回int型的結(jié)果 但不會對參數(shù)進(jìn)行任何假定 如果傳遞給函數(shù)的參數(shù)不正確 編譯程序不會檢查到這些錯誤 函數(shù) 函數(shù)原型 函數(shù)原型強(qiáng)迫參數(shù)采用正確的數(shù)據(jù)類型 舉例printf 3f sqrt 4 函數(shù)原型使編譯程序把整數(shù)值4轉(zhuǎn)換為double型的值4 0沒有與函數(shù)原型中的參數(shù)類型完全對應(yīng)的參數(shù)值會在調(diào)用函數(shù)之前被轉(zhuǎn)換成合適的數(shù)據(jù)類型 遵守C語言的提升規(guī)則 函數(shù) doublesqrt double 函數(shù)原型與頭文件 頭文件每個標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)都有對應(yīng)的頭文件 包含了標(biāo)準(zhǔn)庫中所有函數(shù)的函數(shù)原型 以及那些函數(shù)所需的數(shù)據(jù)類型和常量的定義 使用 include命令把頭文件包含到程序文件中 include例如 include程序員可以創(chuàng)建自己的頭文件使用 h擴(kuò)展名 使用下面的命令格式包含頭文件 include 文件名 例如 include abc h 函數(shù) 函數(shù)調(diào)用 函數(shù)調(diào)用使用函數(shù) 也稱為調(diào)用函數(shù) 函數(shù) main inta b c scanf d d 1 2 6 intmax inta intb intc c a b a b returnc 3 4 5 1 2 主調(diào)函數(shù)暫停 保存現(xiàn)場 3 把實(shí)參的值拷貝給形參 控制權(quán)交給函數(shù)max 4 5 被調(diào)函數(shù)執(zhí)行結(jié)束 把函數(shù)值返回給主調(diào)函數(shù) 同時把控制權(quán)還給主調(diào)函數(shù) 6 恢復(fù)現(xiàn)場 主調(diào)函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行 參數(shù)傳遞 函數(shù)間的數(shù)據(jù)傳遞方式 參數(shù)返回值 函數(shù) intmax inta intb returnc main c max a b 參數(shù)傳遞 返回值傳遞 調(diào)用 實(shí)參和形參 實(shí)參和形參 函數(shù) intmax inta intb intc a b a b returnc main inta b c scanf d d 形式參數(shù)簡稱 形參 在函數(shù)定義時表示可以接受傳遞過來的值 實(shí)際參數(shù)簡稱 實(shí)參 在函數(shù)調(diào)用時給出 形參 形參 函數(shù) intmax inta intb intc a b a b returnc main inta b c scanf d d 只有在函數(shù)被調(diào)用 啟動后 才臨時為其分配存儲單元 并接受主調(diào)函數(shù)傳來的數(shù)據(jù) 在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后 形參所占存儲單元被釋放 實(shí)參 實(shí)參 函數(shù) intmax inta intb intc a b a b returnc main inta b c scanf d d 實(shí)參是函數(shù)調(diào)用時主調(diào)函數(shù)傳送給被調(diào)函數(shù)的形式參數(shù)的實(shí)際值 實(shí)參可以是常量 變量和表達(dá)式 實(shí)參必須有確定的值 參數(shù)傳遞 參數(shù)傳遞的順序 函數(shù) intmax inta intb intc a b a b returnc main intx 6 y y max x x printf d y 當(dāng)實(shí)參表列中有多個實(shí)參時 對實(shí)參的求值順序并不確定 VC和BC是按從右往左的順序求值 b x a x 7 在參數(shù)傳遞時 參數(shù)傳遞 參數(shù)傳遞的影響 函數(shù) intmax inta intb intc a b a b a b returnc main inta 6 b 5 c c max a b printf d d d a b c 實(shí)參與形參不共用存儲單元 參數(shù)傳遞時 把實(shí)參的值復(fù)制一份給形參 形參值的變化不影響實(shí)參的值 所以 形參和實(shí)參可以同名 6 5 6 值傳遞和引用傳遞 函數(shù)間參數(shù)的傳遞有兩種類型 值傳遞主調(diào)函數(shù)把實(shí)參的值的副本傳遞給被調(diào)函數(shù)的形參 在被調(diào)函數(shù)內(nèi)改變形參的值不會改變主調(diào)函數(shù)中實(shí)參的值 如果函數(shù)不需要修改參數(shù)的值 就采用這種調(diào)用方式 引用傳遞主調(diào)把實(shí)參 自身 傳遞給被調(diào)函數(shù)的形參 在被調(diào)函數(shù)內(nèi)改變形參的值將改變主調(diào)函數(shù)中實(shí)參的值 用于可信的函數(shù) 在C語言中 所有參數(shù)傳遞都采用值傳遞 函數(shù) 參數(shù)傳遞 實(shí)參和形參的類型應(yīng)該相同或賦值兼容 函數(shù) intmax inta intb intc a b a b returnc main intx 6 y 5 z z max x y printf d z 如果x y是整型 則結(jié)果正確 如果x y是字符型 則自動進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換 結(jié)果正確 如果x y是短整型 則自動進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換 結(jié)果正確 如果x或y是實(shí)數(shù) 則自動進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換 有數(shù)據(jù)丟失 結(jié)果可能不正確 b y a x 在參數(shù)傳遞時 函數(shù)的返回值 函數(shù)返回值的類型應(yīng)該與函數(shù)的類型一致 如果不一致 采用函數(shù)的類型 對返回值進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換 函數(shù) intmax floata floatb floatc a b a b returnc main floatx 6 5 y 5 6 z z 2 max x y printf f z c的類型 返回值的類型 max x y 的類型 2 max x y 的類型 函數(shù)的嵌套調(diào)用 嵌套調(diào)用在調(diào)用一個函數(shù)的過程中又調(diào)用另一個函數(shù) 函數(shù) 案例分析 函數(shù)的嵌套調(diào)用 計算圓環(huán)的面積分析圓環(huán)的面積 外圓的面積 內(nèi)圓的面積可以定義兩個函數(shù)circleArea計算圓的面積ringArea計算圓環(huán)的面積 函數(shù) doublecircleArea doubler doubleringArea doubler1 doubler2 案例分析 函數(shù)的嵌套調(diào)用 計算圓環(huán)的面積源代碼 cw0804 c 函數(shù) include definePI3 14doublecircleArea doubler doubleringArea doubler1 doubler2 voidmain doubler1 r2 s printf tInputr1 r2 scanf lf lf 案例分析 函數(shù)的嵌套調(diào)用 計算圓環(huán)的面積源代碼 續(xù) 函數(shù) doublecircleArea doubler returnPI r r doubleringArea doubler1 doubler2 if r1 r2 returncircleArea r2 circleArea r1 elsereturncircleArea r1 circleArea r2 Inputr1 r2 12Theareais 9 42 程序設(shè)計舉例 擲骰子 擲骰子問題每個玩家擲兩個骰子 每個骰子都有6個面 這些面中包含了1點(diǎn) 2點(diǎn) 3點(diǎn) 4點(diǎn) 5點(diǎn)和6點(diǎn) 當(dāng)骰子靜止下來之后 計算兩個朝上的面中的點(diǎn)數(shù)和 本次投擲的結(jié)果 如果第一次投擲的結(jié)果是7或11 那么這個玩家就獲勝 如果第一次投擲的結(jié)果是2 3或12 那么這個玩家就輸了 即莊家獲勝 如果第一次投擲的結(jié)果是4 5 6 8 9或10 那么這個結(jié)果就是該玩家的 點(diǎn)數(shù) 為了獲勝 玩家必須繼續(xù)擲骰子 直到 擲出了點(diǎn)數(shù) 在擲出點(diǎn)數(shù)之前 如果玩家擲出了7 那么玩家就輸了 函數(shù) 程序設(shè)計舉例 擲骰子 擲骰子初始設(shè)計定義一個函數(shù)rollDice 用來模擬擲一次骰子產(chǎn)生兩個隨機(jī)數(shù) 1 6 返回它們的和 點(diǎn)數(shù) 函數(shù) 擲第一次 勝 輸 擲一次 勝 輸 程序設(shè)計舉例 擲骰子 擲骰子細(xì)化設(shè)計定義一個變量保存游戲進(jìn)展的狀態(tài)gamestatus0 繼續(xù)1 勝利 游戲結(jié)束 2 失敗 游戲結(jié)束 函數(shù) 程序設(shè)計舉例 擲骰子 擲骰子實(shí)現(xiàn) cw0807 c 函數(shù) include include includeintrollDice void voidmain intgameStatus sum myPoint srand time NULL sum rollDice 擲第一次 程序設(shè)計舉例 擲骰子 擲骰子實(shí)現(xiàn) 函數(shù) switch sum case7 case11 gameStatus 1 break case2 case3 case12 gameStatus 2 break default gameStatus 0 myPoint sum printf Pointis d n myPoint break 擲第一次之后的結(jié)果 程序設(shè)計舉例 擲骰子 擲骰子實(shí)現(xiàn) 函數(shù) while gameStatus 0 sum rollDice if sum myPoint gameStatus 1 elseif sum 7 gameStatus 2 if gameStatus 1 printf Youwins elseprintf Youloses 繼續(xù)游戲 勝負(fù)判斷 程序設(shè)計舉例 擲骰子 擲骰子實(shí)現(xiàn) 函數(shù) introllDice intdice1 dice2 sum dice1 rand 6 1 第一個骰子的點(diǎn)數(shù)dice2 rand 6 1 第二個骰子的點(diǎn)數(shù)sum dice1 dice2 printf Yourolled d d d n dice1 dice2 sum returnsum 遞歸函數(shù) 遞歸函數(shù)直接或間接調(diào)用自己的函數(shù) 函數(shù) 案例分析 遞歸函數(shù) 用遞歸方法計算n 分析5 5 4 3 2 15 5 4 4 4 3 遞歸公式 函數(shù) 基本情形 簡化問題 s 1 n 1 while n 20 s n s 迭代 n n n 1 案例分析 遞歸函數(shù) 舉例 用遞歸方法計算n 源代碼 cw0805 c 函數(shù) includelongfac intn longf if n 0 n 1 f 1 elsef n fac n 1 printf t d ld n n f returnf voidmain printf n t5 ld n fac 5 1 12 23 64 245 1205 120 遞歸調(diào)用 案例分析 遞歸函數(shù) 舉例 用遞歸方法計算n 分析 函數(shù) 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 120 5 24 4 6 3 2 2 1 1 遞歸調(diào)用 從遞歸調(diào)用返回值 用遞歸方案解決問題小結(jié) 用遞歸 函數(shù) 方案解決問題遞歸函數(shù)只知道如何去解最簡單的情形 基本情形 簡單的返回一個值把復(fù)雜的問題分成兩部分 函數(shù)知道如何去做的部分函數(shù)不知道如何去做的部分這一部分與原問題相似 且更簡單函數(shù)可以調(diào)用自己的新形式來解決這個更小的問題 遞歸調(diào)用 最終遇到基本情形函數(shù)識別出基本情形 將結(jié)果返回給前一個情形一系列的結(jié)果按順序返回直到把最終結(jié)果返回給原始的調(diào)用者 可能是main 函數(shù) 函數(shù) 案例分析 遞歸方案 使用遞歸方法計算斐波拉契數(shù)列 0112358 分析從第三個數(shù)開始 每個數(shù)是前兩個數(shù)的和 第一 二個數(shù)是確定的 遞歸公式fib n fib n 1 fib n 2 fib 1 0fib 2 1 函數(shù) 遞歸與迭代 遞歸與迭代的比較循環(huán)迭代 明確使用了循環(huán)結(jié)構(gòu)遞歸 重復(fù)調(diào)用遞歸函數(shù)終止條件迭代 循環(huán)條件不滿足遞歸 遇到基本情形都有可能出現(xiàn)無限循環(huán)如何選擇迭代 性能好遞歸 可讀性好 函數(shù) 程序設(shè)計舉例 漢諾塔問題 漢諾塔問題問題假設(shè)有三個分別命名為X Y和Z的塔座 在塔座X上插有n個直徑大小各不相同 依從小到大編號為1 2 n的圓盤 現(xiàn)要求將X軸上的n個圓盤移到塔座Z上 并按同樣的順序疊放 移動時必須遵循以下規(guī)則 每次只能移動一個圓盤 圓盤可以插在X Y和Z中的任一塔座上 任何時候都不能將一個較大的圓盤壓在較小的圓盤之上 函數(shù) 程序設(shè)計舉例 漢諾塔問題 漢諾塔問題分析n 1時將圓盤1從塔座X移到塔座Z 函數(shù) 基本情形 程序設(shè)計舉例 漢諾塔問題 漢諾塔問題分析n 1時 函數(shù) 1 利用塔座Z為輔助塔座 將壓在圓盤n之上的n 1個盤從塔座X移到塔座Y 與原問題類似 2 將圓盤n從塔座X移到塔座Z 3 利用塔座X為輔助塔座 將塔座Y上的n 1個圓盤移動到塔座Z 與原問題類