C語言程序設(shè)計(jì)：第7章 利用函數(shù)實(shí)現(xiàn)模塊化程序設(shè)計(jì)-1

第7章用函數(shù)實(shí)現(xiàn)模塊化程序設(shè)計(jì)-I函數(shù)概述函數(shù)的聲明函數(shù)的定義與返回值函數(shù)的參數(shù)函數(shù)的調(diào)用函數(shù)的遞歸調(diào)用1函數(shù)概述問題程序功能模塊的分解程序中某些功能的反復(fù)執(zhí)行多人合作寫程序方法:用模塊化程序設(shè)計(jì)的思路采用“組裝”的辦法簡化程序設(shè)計(jì)的過程事先編好一批實(shí)現(xiàn)各種不同功能的函數(shù)把它們保存在函數(shù)庫中，需要時(shí)直接用2函數(shù)的概述k!n!+m!3f=1;for(i=1;i<=n;i++)f=f*i;scanf("%d%d%d",&m,&n,&k);fk=1;for(i=1;i<=k;i++)fk=fk*i;fm=1;for(i=1;i<=m;i++)fm=fm*i;fn=1;for(i=1;i<=n;i++)fn=fn*i;printf("%f\n",fm/(fn+fk));反復(fù)使用的代碼段函數(shù)的概述#include<stdio.h>voidmain(){intk,m,n;floatfk,fm,fn;scanf("%d%d%d",&m,&n,&k);fk=1;for(i=1;i<=k;i++)fk=fk*i;fm=1;for(i=1;i<=m;i++)fm=fm*i;fn=1;for(i=1;i<=n;i++)fn=fn*i;printf("%f\n",fm/(fn+fk));}4#include<stdio.h>floatfact(intn);voidmain(){intk,m,n;floatfk,fm,fn;scanf("%d%d%d",&m,&n,&k);fm=fact(m);fn=fact(n);fk=fact(k);printf("%f\n",fm/(fn+fk));}floatfact(intn){inti;floatf=1;for(i=1;i<=n;i++)f=f*i;returnf;}函數(shù)聲明函數(shù)定義函數(shù)的概述模塊化程序設(shè)計(jì)

將大程序拆分成若干個(gè)獨(dú)立的小功能塊，每個(gè)獨(dú)立的功能塊利用函數(shù)完成，在組裝成一個(gè)整體。5大程序功能1功能2……功能nmain主函數(shù)子函數(shù)1子函數(shù)2……子函數(shù)n子函數(shù)2-1子函數(shù)2-n函數(shù)的概述關(guān)于函數(shù)的幾點(diǎn)說明：一個(gè)源程序文件：一個(gè)或多個(gè)函數(shù)，C語言的一個(gè)編譯單位一個(gè)C程序：一個(gè)或多個(gè)源程序文件。優(yōu)點(diǎn)：分別編寫，分別編譯，提高調(diào)試效率C程序：起點(diǎn)：main函數(shù)

終點(diǎn)：main函數(shù)C程序有且僅有一個(gè)main函數(shù)函數(shù)：相互獨(dú)立，平行，相互調(diào)用，多次調(diào)用在程序設(shè)計(jì)中要善于利用函數(shù)，可以減少重復(fù)編寫程序段的工作量，同時(shí)可以方便地實(shí)現(xiàn)模塊化的程序設(shè)計(jì)。6函數(shù)的概述函數(shù)分類從用戶使用的角度標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)——系統(tǒng)提供的，較為通用的自定義函數(shù)——用戶根據(jù)需要，自己編寫的，專用的從函數(shù)的形式有參函數(shù)無參函數(shù)說明：參數(shù)——函數(shù)的輸入信息；返回值——函數(shù)的輸出信息。7函數(shù)的概述#include<stdio.h>floatfact(intn)；voidmain(){intk,m,n;floatfk,fm,fn;scanf("%d%d%d",&m,&n,&k);

fm=fact(m);fn=fact(n);fk=fact(k);printf("%f\n",fm/(fn+fk));}floatfact(intn){inti;floatf=1;for(i=1;i<=n;i++)f=f*i;

returnf;}8mainscanfprintffact庫函數(shù)自定義函數(shù)庫函數(shù)main主調(diào)函數(shù)fact被調(diào)用函數(shù)調(diào)用定義函數(shù)的聲明C語言要求，在程序中用到的所有函數(shù)，必須“先定義，后使用”指定函數(shù)名字、函數(shù)返回值類型、函數(shù)實(shí)現(xiàn)的功能以及參數(shù)的個(gè)數(shù)與類型，將這些信息通知編譯系統(tǒng)。作用：

僅告訴系統(tǒng)有這樣一個(gè)用戶自定義函數(shù)聲明格式：<返回類型>函數(shù)名稱(<函數(shù)參數(shù)信息>)；9注意：分號不能少，否則編譯錯(cuò)誤函數(shù)定義定義的一般形式：<類型標(biāo)識符>函數(shù)名稱(<函數(shù)參數(shù)信息>) {

變量聲明； 功能實(shí)現(xiàn)的執(zhí)行語句組；

}說明類型標(biāo)識符：函數(shù)值的類型，定義了函數(shù)的運(yùn)算結(jié)果類型，也就是函數(shù)返回值的類型。如果沒有返回值，則返回類型為void。int可以省略函數(shù)名稱：與標(biāo)識符的命名規(guī)則相同；不能與變量重復(fù)參數(shù)信息：以逗號間隔的“<類型>變量名”組，指明函數(shù)需要輸入的信息10函數(shù)體函數(shù)定義例如： intmax(intx,inty) { intc; if(x>y) c=x; else c=y; returnc; }11返回值c函數(shù)的返回值返回語句： return[<表達(dá)式>]；

將表達(dá)式的值計(jì)算出來，并返回到上一層說明：如果函數(shù)不需要返回值，即為void類型，則return后面的<表達(dá)式>可以省略，甚至可以省略該return語句。如果函數(shù)值類型與return語句中表達(dá)式值不一致，則以函數(shù)類型為準(zhǔn)return語句可以用于從函數(shù)的任意位置返回到主調(diào)函數(shù)。例如： voidmax(intx,inty) { if(x>y) printf(“Themaxis:%d\n”,x); else printf(“Themaxis:%d\n”,y); return; //可省略 }12函數(shù)的參數(shù)形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)形式參數(shù)：定義或者聲明時(shí)出現(xiàn)的參數(shù)如：intswap(intx,inty)；實(shí)際參數(shù)：函數(shù)調(diào)用時(shí)出現(xiàn)的參數(shù)如：for(i=0;i<10;i++)sum+=fun(i);形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)具有各自獨(dú)立的內(nèi)存空間實(shí)參必須有確定的值，可以是常量、變量或表達(dá)式。C語言中函數(shù)參數(shù)傳值是單向的：實(shí)際參數(shù)——>形式參數(shù)13函數(shù)的參數(shù)實(shí)參

14voidmain(){intx,y,z;scanf(“%d%d”,&x,&y);z=max(x,y);printf(“%d”,z)}intmax(inta,intb){intc;c=a>b?a:b;returnc;}常量變量表達(dá)式形參：變量函數(shù)的參數(shù)15voidmain(){intx,y,z;scanf(“%d%d”,&x,&y);z=max(x,y);printf(“%d”,z)}intmax(inta,intb){intc;c=a>b?a:b;returnc;}x3y5zabc5355x3y5zabc5355函數(shù)的參數(shù)實(shí)參與形參：個(gè)數(shù)相同、類型一致、按順序傳遞實(shí)參->形參，值傳遞是單向的，因此形參值的變化不會影響實(shí)參的值實(shí)參和形參可以同名16voidmain(){intx,y,z;scanf(“%d%d”,&x,&y);z=max(x,y);printf(“%d”,z)}intmax(inta,intb){intc;c=a>b?a:b;returnc;}閱讀程序voidmain(){intx,y;

scanf("%d%d",&x,&y);swap(x,y);printf("%d%d",x,y);}17voidswap(intx,inty){intt;t=x;x=y;y=t;}輸入35輸出35函數(shù)調(diào)用調(diào)用的一般形式：

函數(shù)名（<實(shí)參列表>）；調(diào)用的方式：1、作為一條語句：此時(shí)函數(shù)無返回值，或者返回值忽略

例如：max(4,5); printf(“Helloworld”);2、作為表達(dá)式的一部分：等價(jià)于函數(shù)的具體返回值

例如：c=2*max(x,y); c=max(max(x,y),z);18函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用的說明被調(diào)用函數(shù)必須是已經(jīng)存在的函數(shù)調(diào)用庫函數(shù)時(shí)，一般應(yīng)該在文件開頭用#include命令將用到的庫函數(shù)信息包含到本文件中。調(diào)用自定義函數(shù)時(shí)，應(yīng)該在調(diào)用函數(shù)前對函數(shù)進(jìn)行聲明當(dāng)主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)在同一個(gè)文件中，在主調(diào)函數(shù)前聲明或者定義被調(diào)函數(shù)當(dāng)主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)在不同文件中，在文件開頭用#include命令包含被調(diào)函數(shù)的信息。19函數(shù)舉例問題1：s=1!+2!+……+n!20算法：k=1tons=s+ff=k!k++s=0;for(k=1;k<=n;k++){f=fact(k);s=s+f;}floatfact(intn){inti;floatf=1;for(i=1;i<=n;i++)f=f*i;return(f);}函數(shù)舉例問題2輸出100~200間所有素?cái)?shù)21算法：m=100to200ifm是素?cái)?shù)printmintprime(intm){ inti,n=sqrt(m); for(i=2;i<=n;i++) if(m%i==0)break; if(i>n)return1; elsereturn0;}for(m=100;m<=200;m++){if(prime(m))printf("%d",m)}prime(m)ifm是素?cái)?shù),返回1否則，返回0遞歸函數(shù)遞歸函數(shù)概述遞歸函數(shù)只針對于子函數(shù)，不用于主函數(shù)

所謂遞歸：定義函數(shù)時(shí)，自己調(diào)用自己遞歸函數(shù)的形式：直接調(diào)用；間接調(diào)用22間接遞歸調(diào)用：functionA(parameters){ …… functionB(realParameters); ……}functionB(parameters){ …… functionA(realParameters); ……} 直接遞歸調(diào)用：functionA(parameters){……functionA(realParameters);……}遞歸函數(shù)23直接遞歸調(diào)用：f1(parameters){……f1(realParameters);……}間接遞歸調(diào)用：f1(parameters){ …… f2(realParameters); ……}f2(parameters){ …… f1(realParameters); ……} f函數(shù)調(diào)用f函數(shù)直接調(diào)用本函數(shù)f2函數(shù)調(diào)用f1函數(shù)f1函數(shù)調(diào)用f2函數(shù)間接調(diào)用本函數(shù)遞歸的前提條件問題可以劃分成 1）簡單的不需遞歸即可結(jié)束的:結(jié)束遞歸的條件 2）遞推形式，即類似情況：問題類似 例如：求f=n!；分成兩種情況： 1）n<=1時(shí)，f=1； 2）n>1時(shí)，f=n*[(n-1)!] ；注意：(n-1)!的求解與n!的求解類似

這樣得到程序?yàn)椋?4longfun(intn){ if(n<=1) return1; else return(n*fun(n-1));}遞歸函數(shù)的執(zhí)行過程25以上面的fun為例，如果在main中出現(xiàn)調(diào)用fun(4)則：fun(intn)11fun(intn)2fun(1)2*fun(1)2fun(intn)3fun(2)3*fun(2)6mainfun(4)fun(intn)4fun(3)4*fun(3)24main結(jié)束，程序結(jié)束，結(jié)果為24遞歸函數(shù)例題Hanoi（漢諾）塔問題。古代有一個(gè)梵塔，塔內(nèi)有3個(gè)座A、B、C，開始時(shí)A座上有64個(gè)盤子，盤子大小不等，大的在下，小的在上。有一個(gè)老和尚想把這64個(gè)盤子從A座移到C座，但規(guī)定每次只允許移動一個(gè)盤，且在移動過程中在3個(gè)座上都始終保持大盤在下，小盤在上。在移動過程中可以利用B座。要求編程序輸出移動一盤子的步驟。26ABC僧侶們預(yù)言，當(dāng)所有的盤子移動好時(shí)即為世界末日。要把64個(gè)盤子從A座移動到C座，需要移動大約264

次盤子。假設(shè)每次移動需1秒，則總共需要約5845.54億年。解題思路：老和尚會這樣想：假如有另外一個(gè)和尚能有辦法將上面63個(gè)盤子從一個(gè)座移到另一座。那么，問題就解決了。此時(shí)老和尚只需這樣做：解題思路：(1)命令第2個(gè)和尚將63個(gè)盤子從A座移到B座(2)自己將1個(gè)盤子（最底下的、最大的盤子）從A座移到C座(3)再命令第2個(gè)和尚將63個(gè)盤子從B座移到C座ABC……將63個(gè)從A到B第1個(gè)和尚的做法……ABC將63個(gè)從A到B第1個(gè)和尚的做法……ABC將1個(gè)從A到C第1個(gè)和尚的做法……ABC將1個(gè)從A到C第1個(gè)和尚的做法……ABC將63個(gè)從B到C第1個(gè)和尚的做法……ABC將63個(gè)從B到C第1個(gè)和尚的做法ABC……將62個(gè)從A到C第2個(gè)和尚的做法ABC……將62個(gè)從A到C第2個(gè)和尚的做法ABC……將1個(gè)從A到B第2個(gè)和尚的做法ABC……將1個(gè)從A到B第2個(gè)和尚的做法ABC……將62個(gè)從C到B第2個(gè)和尚的做法ABC……將62個(gè)從C到B第2個(gè)和尚的做法第3個(gè)和尚的做法第4個(gè)和尚的做法第5個(gè)和尚的做法第6個(gè)和尚的做法第7個(gè)和尚的做法……第63個(gè)和尚的做法第64個(gè)和尚僅做：將1個(gè)從A移到CABC將3個(gè)盤子從A移到C的全過程將2個(gè)盤子從A移到BABC將3個(gè)盤子從A移到C的全過程將2個(gè)盤子從A移到BABC將3個(gè)盤子從A移到C的全過程將1個(gè)盤子從A移到CABC將3個(gè)盤子從A移到C的全過程將1個(gè)盤子從A移到CABC將3個(gè)盤子從A移到C的全過程將2個(gè)盤子從B移到CABC將3個(gè)盤子從A移到C的全過程將2個(gè)盤子從B移到CABC將2個(gè)盤子從A移到B的過程將1個(gè)盤子從A移到CABC將2個(gè)盤子從A移到B的過程將1個(gè)盤子從A移到CABC將2個(gè)盤子從A移到B的過程將1個(gè)盤子從A移到BABC將2個(gè)盤子從A移到B的過程將1個(gè)盤子從A移到BABC將2個(gè)盤子從A移到B的過程將1個(gè)盤子從C移到BABC將2個(gè)盤子從A移到B的過程將1個(gè)盤子從C移到BABC將2個(gè)盤子從B移到C的過程ABC將2個(gè)盤子從B移到C的過程ABC將2個(gè)盤子從B移到C的過程ABC將2個(gè)盤子從B移到C的過程由上面的分析可知：將n個(gè)盤子從A座移到C座可以分解為以下3個(gè)步驟：(1)將A上n-1個(gè)盤借助C座先移到B座上(2)把A座上剩下的一個(gè)盤移到C座上(3)將n-1個(gè)盤從B座借助于A座移到C座上可以將第(1)步和第(3)步表示為：將“one”座上n-1個(gè)盤移到“two”座(借助“three”座)。在第(1)步和第(3)步中，one、two、three和A、B、C的對應(yīng)關(guān)系不同。對第(1)步，對應(yīng)關(guān)系是one對應(yīng)A，two對應(yīng)B，three對應(yīng)C。對第(3)步，對應(yīng)關(guān)系是one對應(yīng)B，two對應(yīng)C，three對應(yīng)A。把上面3個(gè)步驟分成兩類操作：(1)將n-1個(gè)盤從一個(gè)座移到另一個(gè)座上（n＞1）。這就是大和尚讓小和尚做的工作，它是一個(gè)遞歸的過程，即和尚將任務(wù)層層下放，直到第64個(gè)和尚為止。(2)將1個(gè)盤子從一個(gè)座上移到另一座上。這是大和尚自己做的工作。編寫程序。用hanoi函數(shù)實(shí)現(xiàn)第1類操作（即模擬小和尚的任務(wù)）用move函數(shù)實(shí)現(xiàn)第2類操作（模擬大和尚自己移盤）函數(shù)調(diào)用hanoi(n,one,two,three)表示將n個(gè)盤子從“one”座移到“three”座的過程(借助“two”座)函數(shù)調(diào)用move(x,y)表示將1個(gè)盤子從x座移到y(tǒng)座的過程。x和y是代表A、B、C座之一，根據(jù)每次不同情況分別取A、B、C代入#include<stdio.h>intmain(){voidhanoi(intn,charone,chartwo,charthree);intm;printf(“thenumberofdiskes:");scanf("%d",&m);printf("move%ddiskes:\n",m);

hanoi(m,'A','B','C');}voidhanoi(intn,charone,chartwo,charthree){voidmove(charx,chary);if(n==1)

move(one,three);else{hanoi(n-1,one,three,two);

move(one,three);

hanoi(n-1,two,one,three);}}voidmove(charx,chary){printf("%c-->%c\n",x,y);}數(shù)組為函數(shù)參數(shù)數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)數(shù)組元素作為函數(shù)參數(shù)與普通變量作為函數(shù)參數(shù)的原理一樣數(shù)組名作為函數(shù)參數(shù)實(shí)參和形參都必須為數(shù)組名例如：intfun(inta[]);……intnum[10],temp;…….temp=fun(num);65數(shù)組為函數(shù)參數(shù)一維數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)的說明實(shí)參數(shù)組與形參數(shù)組類型應(yīng)一致，如不一致，結(jié)果將出錯(cuò)實(shí)參向形參傳遞的是數(shù)組的首地址，因此，不再是一種簡單的值傳遞舉例：請編寫一個(gè)函數(shù)計(jì)算10個(gè)數(shù)的平均值，其中10個(gè)數(shù)據(jù)在主函數(shù)隨機(jī)生成。請編寫一個(gè)函數(shù)，對10個(gè)隨機(jī)生成的整數(shù)按從小到大排序。其