計算機二級C語言_第7章函數(shù)

1、該章的學習內(nèi)容學點什么哪學點什么哪? ?掌握函數(shù)原型掌握函數(shù)原型（prototype）及其，及其，函數(shù)函數(shù)定義定義和和函數(shù)原型函數(shù)原型說明說明的方法的方法及二者的區(qū)別。及二者的區(qū)別。掌握函數(shù)的掌握函數(shù)的參數(shù)傳遞參數(shù)傳遞方式與方式與函數(shù)函數(shù)調(diào)調(diào)用用方法。方法。 理解掌握變量的理解掌握變量的作用域作用域和和存儲存儲類類的概念。的概念。1.1.通過通過C語言的學習，牢固樹立起語言的學習，牢固樹立起的概念，的概念，及其使用規(guī)則及其使用規(guī)則 。 2.理解函數(shù)的理解函數(shù)的作用域作用域及其及其存儲類存儲類及其及其自動自動變量變量與與靜態(tài)局部變量靜態(tài)局部變量在應(yīng)用中的區(qū)別在應(yīng)用中的區(qū)別。*3.在實際應(yīng)用中，學

2、習和體會采用在實際應(yīng)用中，學習和體會采用（模塊化）解決問題（模塊化）解決問題 的思想的思想。本章的學習難點本章目錄 函數(shù)函數(shù) 1.1.函數(shù)有關(guān)概念及其分類函數(shù)有關(guān)概念及其分類 1.2.函數(shù)的定義函數(shù)的定義 1.3.函數(shù)的返回值函數(shù)的返回值 1.4.函數(shù)的調(diào)用與參數(shù)傳遞函數(shù)的調(diào)用與參數(shù)傳遞 1.5.函數(shù)原型的說明函數(shù)原型的說明 *宏定義宏定義 變量的作用域和存儲類變量的作用域和存儲類 *模塊化程序設(shè)計方法模塊化程序設(shè)計方法 *應(yīng)用設(shè)計實例應(yīng)用設(shè)計實例 多文件方式組織的程序多文件方式組織的程序 概 述 一個較大的程序一般應(yīng)分為若干個程序模塊，每一一個較大的程序一般應(yīng)分為若干個程序模塊，每一個模塊用

3、來實現(xiàn)一定的功能。所有的高級語言中都有子個模塊用來實現(xiàn)一定的功能。所有的高級語言中都有子程序這個概念程序這個概念, , 用子程序來實現(xiàn)模塊功能。用子程序來實現(xiàn)模塊功能。在語言中，在語言中，子程序的作用是由函數(shù)來完成的子程序的作用是由函數(shù)來完成的。一個程序可由一個。一個程序可由一個主函數(shù)和若干個函數(shù)構(gòu)成。由主函數(shù)調(diào)用其它函數(shù)，其主函數(shù)和若干個函數(shù)構(gòu)成。由主函數(shù)調(diào)用其它函數(shù)，其它函數(shù)也可以互相調(diào)用。同一個函數(shù)可以被一個或多個它函數(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)調(diào)用任意多次。 程序設(shè)計中，常將一些常用的功能模塊程序設(shè)計中，常將一些常用的功能模塊編寫成函數(shù)，放在函數(shù)庫

4、中供公共選用。要善編寫成函數(shù)，放在函數(shù)庫中供公共選用。要善于用函數(shù)，以減少重復(fù)編程的工作量。于用函數(shù)，以減少重復(fù)編程的工作量。 C語言提倡把一個大問題劃分成許多個小語言提倡把一個大問題劃分成許多個小塊，每一小塊編制一個函數(shù)。這樣塊，每一小塊編制一個函數(shù)。這樣C程序是由程序是由許多小函數(shù)而不是由少量大函數(shù)構(gòu)成。許多小函數(shù)而不是由少量大函數(shù)構(gòu)成。這樣作這樣作的好處的好處: : 各部分充分獨立，任務(wù)單一，便于書各部分充分獨立，任務(wù)單一，便于書寫和調(diào)試。寫和調(diào)試。 有些小函數(shù)還可以作為構(gòu)件有些小函數(shù)還可以作為構(gòu)件, , 被別被別的程序利用。的程序利用。 概 述C程序工程源程序文件1源程序文件2源程序文

5、件3編譯預(yù)處理命令全局變量聲明函數(shù)1函數(shù)n函數(shù)首部函數(shù)體局部變量聲明執(zhí)行語句C程序的基本結(jié)構(gòu)mainabcdeifghegh程序中函數(shù)調(diào)用示意圖程序中函數(shù)調(diào)用示意圖基本思想：將一個大的程序按功能分割成一些小模塊.特點：u各模塊相對獨立、功能單一、結(jié)構(gòu)清晰、接口簡單u控制了程序設(shè)計的復(fù)雜性u提高元件的可靠性u縮短開發(fā)周期u避免程序開發(fā)的重復(fù)勞動u易于維護和功能擴充開發(fā)方法: 自上向下,逐步分解，分而治之模塊化程序設(shè)計C是模塊化程序設(shè)計語言規(guī)則&必須有且只能有一個名為main的主函數(shù)&C程序的執(zhí)行總是從main函數(shù)開始， 在main中結(jié)束。&函數(shù)不能嵌套定義,可以嵌套調(diào)用函數(shù)的基本概念（1 1）

6、工程：是由一個或工程：是由一個或多個多個C C程序源文件組成。一個源程序是程序源文件組成。一個源程序是由由一個或多個函數(shù)組成一個或多個函數(shù)組成。 一個源程序是一個一個源程序是一個編譯單位編譯單位，即以源，即以源程序為單位進行編譯，而不是以函數(shù)為程序為單位進行編譯，而不是以函數(shù)為單位進行編譯。其擴展名為單位進行編譯。其擴展名為 .h或或 .c。（3）C程序的執(zhí)行從main()函數(shù)開始。沒有main( )函數(shù)的程序，不能執(zhí)行。 調(diào)用其他函數(shù)后流程回到main函數(shù)，在main函數(shù)結(jié)束整個程序運行。 main函數(shù)是系統(tǒng)定義的。（4）主函數(shù)可以調(diào)用任意子函數(shù)，而子函數(shù)不能調(diào)用主函數(shù)。 子函數(shù)的地位是平等

7、的，相互獨立，相互無從屬關(guān)系，可以相互調(diào)用。 子函數(shù)可以直接或間接地自己調(diào)用自己，即遞歸調(diào)用。（2 2）C語言程序源文件由語言程序源文件由組成組成的概念是的概念是C語言語言思想思想的體現(xiàn)。主函數(shù)的體現(xiàn)。主函數(shù):包括一個包括一個且僅有且僅有一個一個main()。其他函數(shù)。其他函數(shù):可以有，也可以沒可以有，也可以沒有，可以有一個，也可以有多個。有，可以有一個，也可以有多個。使用庫函數(shù)應(yīng)注意：1、函數(shù)功能2、函數(shù)參數(shù)的數(shù)目和順序，及各參數(shù)意義和類型3、函數(shù)返回值意義和類型4、需要使用的包含文件u標準函數(shù)（庫函數(shù)）：由系統(tǒng)提供：printf、scanf、 getchar、putchar等 u用戶自定義

8、函數(shù)：由用戶按需要寫的函數(shù)。從用戶角度看：函數(shù)的分類(1)u 無參函數(shù)：在調(diào)用無參函數(shù)時，主調(diào)函數(shù)并不將數(shù)據(jù)送給被調(diào)函數(shù)，一般用來執(zhí)行指定的一組操作。無參函數(shù)可以帶回或不帶回函數(shù)值，但一般以不帶回函數(shù)值居多。u有參函數(shù)：在調(diào)用函數(shù)時，在主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)之間有參數(shù)傳遞，也就是說主調(diào)函數(shù)可以將數(shù)據(jù)傳給被調(diào)函數(shù)使用，被調(diào)用函數(shù)中的數(shù)據(jù)也可以帶回來供主調(diào)函數(shù)使用。從函數(shù)的形式看：max( int x ,int y).max().u有返回值函數(shù)：此類函數(shù)被調(diào)用執(zhí)行完后將向調(diào)用者返回一個執(zhí)行結(jié)果，稱為函數(shù)返回值。必須在函數(shù)定義和函數(shù)說明中明確返回值的類型。u無返回值函數(shù)：此類函數(shù)用于完成某項特定的處理任

9、務(wù)，執(zhí)行完成后不向調(diào)用者返回函數(shù)值?？疹愋偷恼f明符為“void”從函數(shù)的返回值形式看：int max() return 表達式;void max().函數(shù)的定義（1 1）傳統(tǒng)風格函數(shù)定義：）傳統(tǒng)風格函數(shù)定義： 函數(shù)名函數(shù)名( (形參形參表列表列) ) 形參說明形參說明 說明部分說明部分 語句語句 函數(shù)時的參數(shù)稱為行參；函數(shù)時的參數(shù)稱為實參。（2）函數(shù)的現(xiàn)代定義方式類型類型 函數(shù)名函數(shù)名 ( (形參說明表列形參說明表列) ) 說明部分說明部分 語句語句 1. 無參函數(shù)類型標識符類型標識符 函數(shù)名函數(shù)名( ) 說明部分說明部分 語句語句 類型標識符: 表示返回值類型 Hello( ) printf

10、 (Hello,world n); 例如:定義一個函數(shù)說明：這里，只把main改為Hello作為函數(shù)名，其余不變。Hello函數(shù)是一個無參函數(shù)，當被其它函數(shù)調(diào)用時，輸出Hello world字符串。類型標識符類型標識符 函數(shù)名函數(shù)名(形參表列形參表列) 說明部分說明部分 語句語句 2. 有參函數(shù)例: 求二數(shù)之最大值 int max (int x, int y) int z; z=xy? x:y; return (z)； 注意：注意：出現(xiàn)return, 語句，返回值一般與函數(shù)類型一致。合法標識符函數(shù)返回值類型缺省int型無返回值void函數(shù)體函數(shù)類型 函數(shù)名（形參類型說明表）說明部分語句部分例

11、有參函數(shù)（現(xiàn)代風格） int max(int x,int y) int z; z=xy?x:y; return(z); 例 有參函數(shù)（現(xiàn)代風格） int max(int x, y) int z; z=xy?x:y; return(z); 例 空函數(shù) dummy( ) 函數(shù)體為空例 無參函數(shù) printstar( ) printf(“*n”); 或 printstar(void ) printf(“*n”); 3. 可以有“空函數(shù)” 類型說明符類型說明符 函數(shù)名（）函數(shù)名（） 例如：dummy（） 調(diào)用此函數(shù)時，什么工作也不做，沒有任何實際作用。在主調(diào)函數(shù)中寫上“dummy（）；” 表明 “這里

12、要調(diào)用一個函數(shù)”， 而現(xiàn)在這個函數(shù)沒有起作用， 等以后擴充函數(shù)功能時補充上。函數(shù)定義說明(1) 一個源程序文件由一個或多個函數(shù)組成。一個源程序文件是一個編譯單位，即以源程序為單位進行編譯，而不是以函數(shù)為單位進行編譯。(2) 一個程序由一個或多個源程序文件組成。對較大的程序，一般不希望全放在一個文件中，而將函數(shù)和其他內(nèi)容（如預(yù)定義）分別放在若干個源文件中，再由若干源文件組成一個C程序。這樣可以分別編寫、分別編譯，提高調(diào)度效率。一個源文件可以為多個C程序公用。函數(shù)定義說明(3) 程序的執(zhí)行從main函數(shù)開始，調(diào)用其他函數(shù)后流程回到main函數(shù)，在main函數(shù)中結(jié)束整個程序的運行。main函數(shù)是系統(tǒng)

13、定義的。 (4) 所有函數(shù)都是平行的，即在定義函數(shù)時是互相獨立的，一個函數(shù)并不從屬于另一函數(shù)，即函數(shù)不能嵌套定義，函數(shù)間可以互相調(diào)用，但不能調(diào)用main函數(shù)。程序舉例1int max(int x1,int x2,int x3)int max; if (x1x2) max=x1;else max=x2; if (maxx3) max=x3; return(max); 編寫函數(shù),求三個整型參數(shù)的最大值。 程序舉例2/ /* *定義函數(shù)的返回值類型，定義函數(shù)的返回值類型，函數(shù)名，形參函數(shù)名，形參* */ /*通過比較得到三個數(shù)通過比較得到三個數(shù)的最大值放到的最大值放到max中中*/ /* *返回運算

14、結(jié)果返回運算結(jié)果* */ /函數(shù)的返回值功能功能將中的結(jié)果值返回給。語句語句return(return(返回值表達式返回值表達式) )或或 return return 表達式表達式; ;或或 return;return;舉例舉例 (1) 函數(shù)的返回值是通過函數(shù)中的return語句獲得的。return語句將被調(diào)用函數(shù)中的一個確定值帶回主調(diào)函數(shù)中去。如果需要從被調(diào)用函數(shù)帶回一個函數(shù)值（供主調(diào)函數(shù)使用），被調(diào)用函數(shù)中必須包含return語句。如果不需要從被調(diào)用函數(shù)帶回函數(shù)值，可以不要return語句。 一個函數(shù)中可以有一個以上的return語句，執(zhí)行到哪一個return語句，哪一個語句起作用。 re

15、turn語句后面的括弧也可以不要，如return z ; 它與 “return(z)；”等價。說明：例如，maxmax（int xint x，int yint y） int int ； z zx xy y？xyxy； returnreturn（）；（）； 函數(shù)max可以改寫如下：max（int x，int y） return（xy？x y）；）； (2)return后面的值可以是一個表達式 這樣的函數(shù)體更為簡短，只用一個return語句就把求值和返回都解決了。(3) 函數(shù)值的類型。既然函數(shù)有返回值，這個值當然應(yīng)屬于某一個確定的類型，應(yīng)當在定義函數(shù)時指定函數(shù)值的類型。語言規(guī)定，凡不加類型說明的函

16、數(shù)，一律自動按整型處理。 在定義函數(shù)時對函數(shù)值說明的類型一般應(yīng)該和return語句中的表達式類型一致。例如，例2中用隱含方式指定max函數(shù)值為整型，而變量也被指定為整型，通過return語句把的值作為max的函數(shù)值，由max帶回主調(diào)函數(shù)。的類型與max函數(shù)的類型是一致的，是正確的。(4)若無return語句，遇到函數(shù)結(jié)束的“”時，自動返回調(diào)用函數(shù) (5) 如果函數(shù)值的類型和return語句中表達式的值不一致，則以函數(shù)類型為準。對數(shù)值型數(shù)據(jù)，可以自動進行類型轉(zhuǎn)換。即函數(shù)類型決定返回值的類型。 main（） float a，b； int c； scanf(“ %f ,%f ,”&a，&b)；max

17、（float x，float y）； cmax(a,b)； printf(Max is dn,c)； max（float x，float y） float z ; /* z為實型變量 */ z=xy？x y； return(z)； 運行情況如下：1.5， 2.5Max is 2 printstar() printf(*);main() int a; a=printstar(); printf(%d,a);(6)無返回值的函數(shù)返回后帶回不確定值輸出：10void printstar() printf(*);main() int a; a=printstar(); printf(%d,a);編譯錯

18、誤！程序舉例2 下面下面addadd函數(shù)的功能是求兩個參數(shù)的和，函數(shù)的功能是求兩個參數(shù)的和，并將和值返回調(diào)用函數(shù)。函數(shù)中的錯誤并將和值返回調(diào)用函數(shù)。函數(shù)中的錯誤是：是：void add(float a, float b) float c; c=a+b; return c;void add(float a, float b)float add(float a, float b)7.37.3函數(shù)的調(diào)用函數(shù)的調(diào)用函數(shù)調(diào)用的一般形式為 函數(shù)名（實參表列）函數(shù)名（實參表列）； 如果是調(diào)用無參函數(shù)，則“實參表列”可以沒有，但括弧不能省略。如果實參表列包含多個實參，則各參數(shù)間用逗號隔開。 實參與形參的個數(shù)應(yīng)

19、相等，類型應(yīng)一致。實參與形參按順序?qū)?yīng)，一一傳遞數(shù)據(jù)。函數(shù)調(diào)用方式 1. 1. 函數(shù)語句函數(shù)語句 把函數(shù)調(diào)用作為一個語句。如 hello（）；這時不要求函數(shù)帶回值，只要求函數(shù)完成一定的操作。 2. 2. 函數(shù)表達式函數(shù)表達式 函數(shù)出現(xiàn)在一個表達式中，這種表達式稱為函數(shù)表達式。這時要求函數(shù)帶回一個確定的值以參加表達式的運算。 例如：c2*max（a，b）；函數(shù)max是表達式的一部分，它的值乘2再賦給c。 3. 3. 函數(shù)參數(shù)函數(shù)參數(shù) 函數(shù)調(diào)用作為一個函數(shù)的實參。例如:m=max(a,max(b,c) ; 其中max(b,c)是一次函數(shù)調(diào)用，它的值作為max另一次調(diào)用的實參。m的值是a、b、c三者

20、最大的。又如:printf (“%d”, max (a,b);也是把max(a，b)作為printf函數(shù)的一個參數(shù)。調(diào)用函數(shù)的過程是： 為函數(shù)的所有形參分配內(nèi)存單元。計算各個實參表達式的值，一一對應(yīng)的賦值給相應(yīng)形參（若是無參函數(shù)，上述過程不執(zhí)行）。 進入函數(shù)體，執(zhí)行函數(shù)中的語句，實現(xiàn)函數(shù)的功能。執(zhí)行到return語句時，計算return語句中表達式的值（若是無返回值函數(shù)，本項不做），返回到主調(diào)函數(shù)。 釋放形參及本函數(shù)內(nèi)的局部變量所占內(nèi)存, 繼續(xù)執(zhí)行主調(diào)函數(shù)中的后繼語句。形式參數(shù)和實際參數(shù)形式參數(shù)和實際參數(shù) 在調(diào)用函數(shù)時，大多數(shù)情況下，主調(diào)函數(shù)和被調(diào)用函數(shù)之間有數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系。這就是前面提到的有參

21、函數(shù)。前面已提到：在定義函數(shù)時函數(shù)名后面括弧中的變量名稱為“形式參數(shù)”（簡稱“形參”），在主調(diào)函數(shù)中調(diào)用一個函數(shù)時，函數(shù)名后面括弧中的參數(shù)(可以是一個表達式)稱為“實際參數(shù)”（簡稱“實參”）。 參數(shù)傳遞uC語言中，函數(shù)調(diào)用是值傳遞方式，即函數(shù)的實際參數(shù)和形式參數(shù)之間的數(shù)據(jù)傳遞方向是單向的，只能由實際參數(shù)傳遞給形式參數(shù)，而不能由形式參數(shù)傳遞給實際參數(shù)，是實際參數(shù)向形式參數(shù)單向賦值的關(guān)系。u在內(nèi)存中，形式參數(shù)與實際參數(shù)占用不同的內(nèi)存單元。當調(diào)用函數(shù)時，給形式參數(shù)分配內(nèi)存單元，將實際參數(shù)的值賦值給形式參數(shù)，調(diào)用后，形式參數(shù)單元釋放，實際參數(shù)仍保留調(diào)用前的值，形式參數(shù)值的變化不影響實際參數(shù)。函數(shù)參數(shù)及

22、其傳遞方式調(diào)用結(jié)束：35a:b:例 5.6 交換兩個數(shù)#include main() int a=3,b=5; printf(“a=%d,tb=%dn,a,b); printf(swapped:n); swap(a,b); printf(“a=%d,tb=%dn,a,b);swap(int x,int y) int temp; temp=x; x=y; y=temp;35a:b:調(diào)用前：調(diào)用35x:y:35a:b:swap:temp35a:b:x:35y:353temp=x x=y y=temp程序舉例 mainmain（）（） int aint a，b b，c c； scanfscanf（d

23、 d，d d，a a，b b）；）； c cmaxmax（a a，b b）；）； printfprintf（“Max isMax isd d，c c）；）； maxmax（int xint x，int yint y） * * 定義有參函數(shù)定義有參函數(shù)max max * * int int ； z zx xy y？xyxy； returnreturn（）；（）； 運行情況如下：運行情況如下： 7，8 Max is 8c=max(a,b);（main 函數(shù)）（max 函數(shù)）max(int x, int y) int z; z=xy?x:y; return(z); 程序舉例 說明： 實參必須有確定的

24、值 形參必須指定類型 形參與實參類型一致，個數(shù)相同 若形參與實參類型不一致，自動按形參類型轉(zhuǎn)換函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換 形參在函數(shù)被調(diào)用前不占內(nèi)存;函數(shù)調(diào)用時為形參分配內(nèi)存；調(diào)用結(jié)束，內(nèi)存釋放例 計算x的立方#include float cube(float x) return(x*x*x);main() float a, product; printf(Please input value of a:); scanf(%f,&a); product=cube(a); printf(”Cube of %.4f is %.4fn,a,product);xaproduct1.21.21.728程序舉例在一個函

25、數(shù)中調(diào)用另一函數(shù)（即被調(diào)用函數(shù)）需要具備哪些條件呢？ (1) 首先被調(diào)用的函數(shù)必須是已經(jīng)存在的函數(shù)（是庫函數(shù)或用戶自己定義的函數(shù)）。 (2) 如果使用庫函數(shù)，一般還應(yīng)該在本文件開頭用 include 命令將調(diào)用有關(guān)庫函數(shù)時所需用到的信息“包含”到本文件中來。 例如，include 其中“stdio.h”是一個“頭文件”。在stdio.h文件中放了輸入輸出庫函數(shù)所用到的一些宏定義信息。如果不包含“stdio.h”文件中的信息，就無法使用輸入輸出庫中的函數(shù)。 (3) 如果使用用戶自己定義的函數(shù)，而且該函數(shù)與調(diào)用它的函數(shù)（即主調(diào)函數(shù)）在同一個文件中，一般還應(yīng)該在主調(diào)函數(shù)中對被調(diào)用的函數(shù)作聲明聲明，即

26、向編譯系統(tǒng)聲明將要調(diào)用此函數(shù)，并將有關(guān)信息通知編譯系統(tǒng)。 例：對被調(diào)用的函數(shù)作聲明。float add（float x， float y）；*對被調(diào)用函數(shù)的聲明對被調(diào)用函數(shù)的聲明*main（）（） float a，b，c； scanf（f ,f，a，b）；）； cadd（a，b）；）； printf（sum isf，c）；）；float add（float x，float y） /* 函數(shù)首部函數(shù)首部* float ； /* 函數(shù)體函數(shù)體 */ xy； return（）；（）； 注意：對函數(shù)的“定義定義”和“聲明聲明”不是一回事。 “定義”是指對函數(shù)功能的確立，包括指定函數(shù)名，函數(shù)值類型、形參

27、及其類型、函數(shù)體等，它是一個完整的、獨立的函數(shù)單位。 “聲明” 的作用則是把函數(shù)的名字、函數(shù)類型以及形參的類型、個數(shù)和順序通知編譯系統(tǒng)，以便在調(diào)用該函數(shù)時系統(tǒng)按此進行對照檢查（例如函數(shù)名是否正確，實參與形參的類型和個數(shù)是否一致）。從程序中可以看到對函數(shù)的聲明與函數(shù)定義中的第1行（函數(shù)首部）基本上是相同的。因此可以簡單地照寫已定義的函數(shù)的首部，再加一個分號，就成為了對函數(shù)的“聲明”。 其實，在函數(shù)聲明中也可以不寫形參名，而只寫形參的類型。如：float add(float，float); 函數(shù)聲明又稱為函數(shù)原型函數(shù)原型(function prototype)。作用：主要是利用它在程序的編譯階段對調(diào)用函數(shù)的合法性進行全面檢查。 函數(shù)原型的一般形式為 (1) 函數(shù)類型 函數(shù)名(參數(shù)類型1,參數(shù)類型2); (2) 函數(shù)類型 函數(shù)名(參數(shù)類型1 參數(shù)名1 , 參數(shù)類型2 參數(shù)名2);例如： （1）float add(float，float); （2）float add(float x，float y); 函數(shù)聲明 說明： (1) 實際上，如