《C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》課件第3章

3.1函數(shù)的定義和聲明

(FunctionDefinitionandDeclaration)3.2函數(shù)的調(diào)用與參數(shù)傳遞

(FunctionCallandParameterPassing)

3.3內(nèi)聯(lián)函數(shù)(InlineFunctions)3.4函數(shù)重載(FunctionOverloading)

3.5帶默認(rèn)形參值的函數(shù)

(FunctionwithDefaultArguments)

3.6作用域與生存期(ScopesandLifetime)3.7多文件結(jié)構(gòu)(Multi-FileStructure)

3.8常見(jiàn)編程錯(cuò)誤(CommonProgrammingErrors)本章小結(jié)(ChapterSummary)習(xí)題3(Exercises3)

一個(gè)C++?程序可由一個(gè)或多個(gè)源程序文件組成。一個(gè)源程序文件可由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成。函數(shù)是構(gòu)成C++?程序的基礎(chǔ)，任何一個(gè)C++?源程序都是由若干函數(shù)組成的。C++?中的函數(shù)分為庫(kù)函數(shù)與自定義函數(shù)兩類。3.1函數(shù)的定義和聲明(FunctionDefinitionandDeclaration)3.1.1函數(shù)的定義(FunctionDefinition)

函數(shù)可以被看做是一個(gè)由用戶定義的操作。函數(shù)用一個(gè)函數(shù)名來(lái)表示。

函數(shù)的操作數(shù)稱為參數(shù)，由一個(gè)位于括號(hào)中并且用逗號(hào)分隔的參數(shù)表指定。

在C++?程序中，調(diào)用函數(shù)之前首先要對(duì)函數(shù)進(jìn)行定義。如果調(diào)用此函數(shù)在前，定義函數(shù)在后，則會(huì)產(chǎn)生編譯錯(cuò)誤。

1．無(wú)參函數(shù)的一般形式

無(wú)參函數(shù)的一般形式如下：

類型說(shuō)明符

函數(shù)名()

{

類型說(shuō)明

語(yǔ)句

}類型說(shuō)明符指明了本函數(shù)的類型。函數(shù)的類型實(shí)際上是函數(shù)返回值的類型。此處的類型說(shuō)明符與第2章介紹的各種說(shuō)明符相同。

函數(shù)名是由用戶定義的標(biāo)識(shí)符。定義函數(shù)名與定義變量名的規(guī)則是一樣的，但應(yīng)盡量避免用下劃線開(kāi)頭，因?yàn)榫幾g器常常定義一些下劃線開(kāi)頭的變量或函數(shù)。在很多情況下都不要求無(wú)參函數(shù)有返回值，

此時(shí)函數(shù)類型說(shuō)明符可以寫為void。

例如：

void

Hello()

{

cout<<“Helloworld”<<endl;

}

2．有參函數(shù)的一般形式

有參函數(shù)的一般形式如下：

類型說(shuō)明符

函數(shù)名(形式參數(shù)表)

形式參數(shù)類型說(shuō)明

{

類型說(shuō)明

語(yǔ)句

}在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，主調(diào)函數(shù)將賦予這些形式參數(shù)實(shí)際的值。形參既然是變量，當(dāng)然必須給以類型說(shuō)明。

例如，定義一個(gè)函數(shù)，

用于求兩個(gè)數(shù)中的大數(shù)，程序如下：

int

max(a,b)

int

a,b;

{

if

(a>b)

return

a;

else

return

b;

}

這種格式不易進(jìn)行編譯系統(tǒng)檢查，從而會(huì)引起一些非常細(xì)微而且難以跟蹤的錯(cuò)誤。新標(biāo)準(zhǔn)中把對(duì)形參的類型說(shuō)明合并到形參表中，稱為“現(xiàn)代格式”。

例如，max函數(shù)用現(xiàn)代格式可定義如下：

int

max(int

a,int

b)

{

if(a>b)

return

a;

else

return

b;

}

【例3-1】max函數(shù)的位置示例。

#include<iostream>

usingnamespacestd;

int

max(int

a,int

b)

{

if(a>b)return

a;

else

return

b;

}

void

main()

{

int

max(int

a,int

b);

int

x,y,z;

cout<<“input

two

numbers:”<<endl);

cin>>x>>y;

z=max(x,y);

cout<<"maxmum="<<z<<endl;

}在C++?語(yǔ)言中，所有的函數(shù)定義(包括主函數(shù)main在內(nèi))都是平行的。但是函數(shù)之間允許相互調(diào)用，也允許嵌套調(diào)用。

因此，C++?程序的執(zhí)行總是從main函數(shù)開(kāi)始，完成對(duì)其他函數(shù)的調(diào)用后再返回到main函數(shù)，最后由main函數(shù)結(jié)束整個(gè)程序。一個(gè)C++?源程序必須有且只能有一個(gè)主函數(shù)main。3.1.2函數(shù)的聲明(FunctionDeclaration)

C++中函數(shù)聲明又稱為函數(shù)原型。標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的函數(shù)原型都在頭文件中提供，程序中可以用?#include指令包含這些原型文件。對(duì)于用戶自定義函數(shù)，程序員應(yīng)該在源代碼中說(shuō)明函數(shù)原型。函數(shù)原型是一條程序語(yǔ)句，它由函數(shù)首部和分號(hào)組成，其一般形式如下：

<函數(shù)類型>函數(shù)名(<形參列表>)；函數(shù)聲明和函數(shù)首部的異同如下：

(1)兩者的函數(shù)名、函數(shù)類型完全相同。

(2)兩者中形參的數(shù)量、次序、類型完全相同。

(3)函數(shù)聲明中的形參可以省略名稱，只聲明形參類型，而函數(shù)首部不能。

(4)函數(shù)聲明是語(yǔ)句，而函數(shù)首部不是。

(5)當(dāng)函數(shù)定義在調(diào)用它的函數(shù)前時(shí)，函數(shù)聲明不是必需的；否則，必須在調(diào)用它之前進(jìn)行函數(shù)聲明。如例3-1中max()函數(shù)定義在main()函數(shù)前，所以可以不用函數(shù)聲明。但是如果把max()函數(shù)定義在main()函數(shù)之后，則應(yīng)該寫成如下形式：

?#include<iostream>

usingnamespacestd;

int

max(int

a,int

b); //函數(shù)聲明

void

main() //主函數(shù)

{int

max(int

a,int

b);

int

x,y,z;

cout<<"input

two

numbers:"<<endl);

cin>>x>>y;

z=max(x,y);

cout<<"maxmum="<<z<<endl;}

int

max(int

a,int

b) //用戶定義函數(shù)

{

if(a>b)return

a;

else

return

b;

}【例3-2】

實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)相加。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intadd(int,int); //函數(shù)原型

voidmain()

{ intsum,x,y;

cout<<"請(qǐng)輸入被加數(shù)和加數(shù):"<<endl;

cin>>x>>y;

sum=add(x,y); //函數(shù)調(diào)用

cout<<"Sum="<<sum<<endl;

}

intadd(inta,intb) //函數(shù)定義{

returna+b;

}

運(yùn)行結(jié)果：

請(qǐng)輸入被加數(shù)和加數(shù):

213625

Sum=8383.1.3函數(shù)值和函數(shù)類型

(FunctionValuesandFunctionTypes)

1．函數(shù)返回值與函數(shù)類型

通常函數(shù)被調(diào)用總是希望得到一個(gè)確定的值，即函數(shù)的返回值。函數(shù)的返回值確定了函數(shù)的類型，即函數(shù)類型就是返回值的類型。

1)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(gè)執(zhí)行結(jié)果，即函數(shù)返回值，數(shù)學(xué)函數(shù)即屬于此類函數(shù)。例如：

intsum(inta,intb)//有返回值，返回類型為整型

{

return(a+b);

}

2)無(wú)返回值函數(shù)

此類函數(shù)用于完成某項(xiàng)特定的處理任務(wù)，

執(zhí)行完成后不向調(diào)用者返回函數(shù)值。這類函數(shù)類似于其他語(yǔ)言的過(guò)程。

例如：

voidprintsum(inta,intb)//無(wú)返回值

{

cout<<a+b<<endl;

}

2．return語(yǔ)句

函數(shù)的返回值是通過(guò)return語(yǔ)句獲得的。return語(yǔ)句的一般格式如下：

return(表達(dá)式)；

或

return表達(dá)式；

或

return；

說(shuō)明：

(1)返回值可以用括號(hào)括起來(lái)，也可以不括起來(lái)，還可以沒(méi)有返回值。

(2)一個(gè)函數(shù)如果有一個(gè)以上return語(yǔ)句，則當(dāng)執(zhí)行到第一條return語(yǔ)句時(shí)函數(shù)返回確定的值并退出函數(shù)，其他語(yǔ)句不被執(zhí)行。例如，下面函數(shù)的第二條return語(yǔ)句不能執(zhí)行。

intfun()

{

inta,b;

…

returna;//該語(yǔ)句執(zhí)行且返回a的值

returnb;//該語(yǔ)句不被執(zhí)行

}

(3)?return語(yǔ)句可以返回一個(gè)表達(dá)式的值。

(4)在無(wú)返回值的函數(shù)體中可以沒(méi)有return語(yǔ)句，函數(shù)執(zhí)行到函數(shù)體的最后一條語(yǔ)句，遇到花括號(hào)“}”時(shí)，自動(dòng)返回到主調(diào)用程序。

(5)如果return語(yǔ)句中表達(dá)式的值和函數(shù)的值其類型不一致，則以函數(shù)類型為準(zhǔn)。

(6)如果沒(méi)有使用return返回一個(gè)具體的值，而函數(shù)又不是void型，則返回值為一個(gè)隨機(jī)整數(shù)。在C++?語(yǔ)言中可從不同的角度對(duì)函數(shù)進(jìn)行分類。

(1)從函數(shù)定義的角度，函數(shù)可分為庫(kù)函數(shù)和用戶定義函數(shù)兩種。

(2)從主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)之間數(shù)據(jù)傳送的角度，函數(shù)又可分為無(wú)參函數(shù)和有參函數(shù)兩種。3.2.1函數(shù)的調(diào)用(FunctionCall)

函數(shù)調(diào)用用一個(gè)表達(dá)式來(lái)表示。函數(shù)調(diào)用的一般形式如下：

函數(shù)名(實(shí)際參數(shù)表)

其中，函數(shù)名是由用戶自定義或C++?提供的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)名；實(shí)際參數(shù)表是由逗號(hào)分隔的若干個(gè)表達(dá)式，每個(gè)表達(dá)式的值為實(shí)參。實(shí)參用來(lái)在調(diào)用函數(shù)時(shí)對(duì)形參進(jìn)行初始化，實(shí)參與形參的個(gè)數(shù)相同，類型一致，順序一致。3.2函數(shù)的調(diào)用與參數(shù)傳遞(FunctionCallandParameterPassing)

1．函數(shù)調(diào)用的格式

在C++?語(yǔ)言中，可以用以下幾種方式調(diào)用函數(shù)。

1)函數(shù)表達(dá)式

如果在函數(shù)定義時(shí)需要返回某個(gè)數(shù)值，則return語(yǔ)句后必須有表達(dá)式。

2)函數(shù)語(yǔ)句

函數(shù)調(diào)用的一般形式加上分號(hào)即構(gòu)成函數(shù)語(yǔ)句。

3)函數(shù)實(shí)參

函數(shù)實(shí)參是指函數(shù)作為另一個(gè)函數(shù)調(diào)用的實(shí)際參數(shù)出現(xiàn)。

2．函數(shù)調(diào)用的過(guò)程

當(dāng)調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)，整個(gè)調(diào)用過(guò)程分為以下三步進(jìn)行：

(1)函數(shù)調(diào)用。

(2)函數(shù)體執(zhí)行，即逐條運(yùn)行函數(shù)體中語(yǔ)句的過(guò)程。

(3)返回，即返回到函數(shù)調(diào)用表達(dá)式的位置。返回過(guò)程執(zhí)行的是函數(shù)體中的return語(yǔ)句。3.2.2函數(shù)調(diào)用時(shí)的參數(shù)傳遞(ParameterPassing)

參數(shù)傳遞稱為“實(shí)虛結(jié)合”，即實(shí)參向形參傳遞信息，使形參具有確切的含義(即具有對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間和初值)。

1．按值傳遞

以按值傳遞方式進(jìn)行參數(shù)傳遞的過(guò)程為：首先計(jì)算出實(shí)參表達(dá)式的值，接著給對(duì)應(yīng)的形參變量分配一個(gè)存儲(chǔ)空間，該空間的大小等于該形參類型的長(zhǎng)度，然后把已求出的實(shí)參表達(dá)式的值一一存入到為形參變量分配的存儲(chǔ)空間中，成為形參變量的初值，供被調(diào)用函數(shù)執(zhí)行時(shí)使用?！纠?-3】

按值傳遞。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

voidswap(int,int);

voidmain()

{inta=3,b=4;

cout<<"a="<<a<<",b="

<<b<<endl;

swap(a,b);

cout<<"a="<<a<<",b="

<<b<<endl;

}

voidswap(intx,inty)

{

intt=x;

x=y;

y=t;

}

運(yùn)行結(jié)果：

a=3,b=4關(guān)于按值傳遞應(yīng)當(dāng)注意下面幾個(gè)問(wèn)題：

(1)形參在沒(méi)有被調(diào)用時(shí)，不占用存儲(chǔ)空間。

(2)調(diào)用函數(shù)時(shí)，應(yīng)該注意函數(shù)的實(shí)參與形參類型一致，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

(3)?C++函數(shù)中參數(shù)的求值順序?yàn)樽杂抑磷螅碈++函數(shù)中實(shí)參的值是從右到左確定的?！纠?-4】函數(shù)參數(shù)的傳遞順序。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intsome_fun(inta,intb)

{

returna+b;

}

voidmain()

{

intx,y;

x=2;y=3;

cout<<some_fun(++x,x+y)<<endl;

x=2;y=3;

cout<<some_fun(x+y,++x)<<endl;

}

運(yùn)行結(jié)果：

8

9

2．地址傳遞

如果在函數(shù)定義時(shí)將形參的類型說(shuō)明成指針，則對(duì)這樣的函數(shù)進(jìn)行調(diào)用時(shí)就需要指定地址值形式的實(shí)參，這時(shí)的參數(shù)傳遞方式即為地址傳遞方式。與按值傳遞不同，地址傳遞把實(shí)參的存儲(chǔ)地址傳送給對(duì)應(yīng)的形參，從而使得形參指針和實(shí)參指針指向同一個(gè)地址。因此，被調(diào)用函數(shù)中對(duì)形參指針?biāo)赶虻牡刂分袃?nèi)容的任何改變都會(huì)影響到實(shí)參。

【例3-5】

地址傳遞。

程序如下：

#include<iostream.h>

voidswap(int*,int*);

voidmain()

{

inta=3,b=4;

cout<<"a="<<a<<",b="

<<b<<endl;

swap(&a,&b);

cout<<"a="<<a<<",b="

<<b<<endl;

}

voidswap(int*x,int*y){

intt=*x;

*x=*y;

*y=t;

}

運(yùn)行結(jié)果：

a=3,b=4

a=4,b=3

3．引用傳遞

1)引用的概念

引用作為C++?提供的一種新的特性，在程序設(shè)計(jì)中給人們帶來(lái)了很大的方便。

引用的語(yǔ)法格式如下：

數(shù)據(jù)類型&引用名=數(shù)據(jù)類型變量名；

例如，定義一個(gè)整型變量的引用：

inta;

int&refa=a;此時(shí)refa作為a的別名，系統(tǒng)沒(méi)有為refa分配內(nèi)存空間，它和a代表的是相同的內(nèi)存空間，對(duì)refa的改變即是對(duì)a的改變。又如：

refa=100;

a=a-50;

cout<<a<<endl;

輸出結(jié)果為50?！纠?-6】引用的建立和使用。

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intmain()

{

inta=30,b=20;

int&refa=a,&refb=b;

refa=a+20;

b=refb+10;

cout<<refa<<""<<a<<endl;

cout<<refb<<""<<b<<endl; refa=b;

//此時(shí)引用refa仍舊是a的別名，只是把b的值給了?a

cout<<refa<<""<<a<<endl;

return0;

}

運(yùn)行結(jié)果：

5050

3030

3030

2)引用的傳遞方式

按值傳遞方式容易理解，但形參值的改變不能對(duì)實(shí)參產(chǎn)生影響。

【例3-7】

引用傳遞。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

voidswap(int&,int&);

voidmain()

{inta=3,b=4;

cout<<"a="<<a<<",b="

<<b<<endl;

swap(a,b);

cout<<"a="<<a<<",b="

<<b<<endl;

}

voidswap(int&x,int&y){

intt=x;

x=y;

y=t;

}

運(yùn)行結(jié)果：

a=3,b=4

a=4,b=33.2.3函數(shù)的嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用

(FunctionNestingCallandRecursionCall)

1．函數(shù)的嵌套調(diào)用

若在一個(gè)函數(shù)調(diào)用中又調(diào)用了另外一個(gè)函數(shù)，則稱這樣的調(diào)用過(guò)程為函數(shù)的嵌套調(diào)用。程序執(zhí)行時(shí)從主函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行，遇到函數(shù)調(diào)用時(shí)，如果函數(shù)是有參函數(shù)，則系統(tǒng)先進(jìn)行實(shí)參對(duì)形參的替換，然后執(zhí)行被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)體；如果函數(shù)體中還調(diào)用了其他函數(shù)，則再轉(zhuǎn)入執(zhí)行其他函數(shù)體。

【例3-8】

函數(shù)的嵌套調(diào)用，求三個(gè)數(shù)中最大數(shù)和最小數(shù)的差值。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intmax(intx,inty,intz)

{

intt;

t=x>y?x:y;

return(t>z?t:z);

}intmin(intx,inty,intz)

{

intt;

t=x<y?x:y;

return(t<z?t:z);

}

intdif(intx,inty,intz)

{

returnmax(x,y,z)-min(x,y,z);

}

voidmain(){

inta,b,c;

cin>>a>>b>>c;

cout<<"Max-Min="<<dif(a,b,c)<<endl;

}

運(yùn)行結(jié)果：

5-615↙

21

2．函數(shù)的遞歸調(diào)用

C++程序中允許函數(shù)遞歸調(diào)用。例如：

intfun1()

{

… //函數(shù)其他部分

z=fun1()； //直接調(diào)用自身

…

//函數(shù)其他部分

}

則在函數(shù)fun1()中，又調(diào)用了fun1()函數(shù)，這種調(diào)用稱為直接調(diào)用，調(diào)用過(guò)程如圖3-1所示。圖3-1直接調(diào)用過(guò)程示意圖又如：

intfun2()

{

x=fun3();

}

intfun3()

{

y=fun2();

}

即函數(shù)fun2()中調(diào)用了fun3()，而fun3()中又調(diào)用了fun2()，這種調(diào)用稱為間接遞歸調(diào)用，調(diào)用過(guò)程如圖3-2所示。圖3-2間接調(diào)用過(guò)程示意圖遞歸函數(shù)的一般形式如下：

函數(shù)類型遞歸函數(shù)名f(參數(shù)x)

{

if(滿足結(jié)束條件)

結(jié)果=初值；

else

結(jié)果=含f(x-1)的表達(dá)式；

返回結(jié)果；

}【例3-9】

編程計(jì)算某個(gè)正整數(shù)的階乘。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

longintfac(intn)

{

inttotal;

if(n==1||n==0)total=1;

elsetotal=fac(n-1)*n;

returntotal;

}

voidmain()

{

intn;

cout<<"pleaseinputainteger:";

cin>>n;

cout<<n<<"!is"<<fac(n)<<endl;

}

運(yùn)行結(jié)果：

pleaseinputainteger:12↙

12!is479001600

(1)遞歸調(diào)用的兩個(gè)階段如下：

第一階段：遞推。將原問(wèn)題不斷分解為新的子問(wèn)題，逐漸從未知向已知遞推，最終達(dá)到已知的條件，即遞歸結(jié)束的條件，這時(shí)遞推階段結(jié)束。

第二階段：回歸。從已知條件出發(fā)，按照遞推的逆過(guò)程，逐一求值回歸，最后到達(dá)遞歸的開(kāi)始處，結(jié)束回歸階段，完成遞歸調(diào)用。

圖3-3所示為以4的階乘為例的函數(shù)參數(shù)傳遞過(guò)程。

(2)遞歸可以使用非遞歸方法代替。圖3-3函數(shù)參數(shù)傳遞過(guò)程【例3-10】

用非遞歸方法求階乘。

程序如下：

longintfac(intn)

{

inttotal=1;

if(n>0)

{

while(n)

{

total*=n;

n--;

}

}

returntotal;

}

【例3-11】

漢諾塔問(wèn)題。有3個(gè)座A、B、C，開(kāi)始時(shí)A上有64個(gè)盤子，盤子大小不等，大的在下，小的在上，如圖3-4所示(為了便于表示，圖中只畫了4個(gè)盤子，64個(gè)盤子的情況其原理是一樣的)。問(wèn)題是如何把A上的64個(gè)盤子移到C上，要求每次只能移動(dòng)一個(gè)盤子，且在移動(dòng)過(guò)程中始終保持大的盤子在下，小的盤子在上。圖3-4漢諾塔問(wèn)題示意圖

分析：這個(gè)問(wèn)題的解決方法為：將63個(gè)盤子從A移到B上，再把最大的盤子從A移到C上，最后把B上的63個(gè)盤子移到C上。這個(gè)過(guò)程中，將A上63個(gè)盤子移到B上和最后將B上的63個(gè)盤子移到C上，又可以看成兩個(gè)有63個(gè)盤子的漢諾塔問(wèn)題，所以也用上述方法解決。依次遞推，最后可以將漢諾塔問(wèn)題轉(zhuǎn)變成將一個(gè)盤子由一個(gè)座移動(dòng)到另一個(gè)座的問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)盤子移動(dòng)的問(wèn)題，可以直接使用A--->B表示，只要設(shè)計(jì)一個(gè)輸出函數(shù)即可。將n個(gè)盤子從A移到C可分解為三步，如圖3-5所示。圖3-5將n個(gè)盤子從A移到C示意圖程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

voidmove(intn,charsource,chartarget)

{

cout<<"("<<n<<","<<source<<"--->"<<target<<")"<<endl;

}

voidhanoi(intn,charA,charB,charC)

{if(n==1)

move(1,A,C);

else

{

hanoi(n-1,A,C,B);

move(n,A,C);

hanoi(n-1,B,A,C);

}

}voidmain()

{

intnum;

cout<<"Inputthenumberofdiskes";

cin>>num;

hanoi(num,'A','B','C');

}運(yùn)行結(jié)果：

Inputthenumberofdiskes3

(1,A--->C)

(2,A--->B)

(2,C--->B)

(3,A--->C)

(1,B--->A)

(2,B--->C)

(1,A--->C)內(nèi)聯(lián)擴(kuò)展(inlineexpansion)簡(jiǎn)稱為內(nèi)聯(lián)(inline)。內(nèi)聯(lián)函數(shù)也稱為內(nèi)嵌函數(shù)。內(nèi)聯(lián)函數(shù)通過(guò)在編譯時(shí)將函數(shù)體代碼插入到函數(shù)調(diào)用處，將調(diào)用函數(shù)的方式改為順序執(zhí)行方式來(lái)節(jié)省程序執(zhí)行的時(shí)間開(kāi)銷，這一過(guò)程叫做內(nèi)聯(lián)函數(shù)的擴(kuò)展。

若把一個(gè)函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，則在程序編譯階段，編譯器就會(huì)把每次調(diào)用該函數(shù)的地方都直接替換為該函數(shù)體中的代碼，因此省去了函數(shù)的調(diào)用及相應(yīng)的保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、參數(shù)傳遞和返回等操作，從而加快了整個(gè)程序的執(zhí)行速度。3.3內(nèi)聯(lián)函數(shù)(InlineFunctions)【例3-12】

將字符數(shù)組str1中所有小寫字母('a'～'z')轉(zhuǎn)換成大寫字母。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

#include<string.h>

intup_letter(charch);

voidmain()

{charstr[80];inti;

cout<<"pleaseinputastring:";

cin>>str;

for(i=0;i<strlen(str);i++)

{

if(up_letter(str[i]))

str[i]-=32;

}

cout<<"theresultis:"<<str<<endl;

}

intup_letter(charch){

if(ch>='a'&&ch<='z')

return1;

else

return0;

}

運(yùn)行結(jié)果：

Pleaseinputastring:goodMORNING3456

Theresultis:GOODMORNING3456這種調(diào)用過(guò)程需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，因此函數(shù)的調(diào)用需要一定的時(shí)間和空間開(kāi)銷。特別是對(duì)于像up_letter()這樣函數(shù)體代碼不大但調(diào)用頻繁的函數(shù)來(lái)說(shuō)，對(duì)程序效率的影響很大。這如何來(lái)解決呢？當(dāng)然，為了不增加函數(shù)調(diào)用給程序帶來(lái)的負(fù)擔(dān)，可以把這些小函數(shù)的功能直接寫入到主調(diào)函數(shù)。例如，例3-12可以寫成下面的形式：#include<iostream>

usingnamespacestd;

#include<string.h>

voidmain()

{

charstr[80];

inti;

cout<<"pleaseinputastring:";

cin>>str;for(i=0;i<strlen(str);i++)

{

if(str[i]>='a'&&str[i]<='z')

str[i]-=32;

}

cout<<"theresultis:"<<str<<endl;

}函數(shù)up_letter()的功能由關(guān)系表達(dá)式str[i]>='a'&&str[i]<='z'代替。但這樣做的結(jié)果是使程序的可讀性降低了。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義形式如下：

inline函數(shù)類型函數(shù)名(形式參數(shù)表)

{

函數(shù)體；

}內(nèi)聯(lián)函數(shù)能避免函數(shù)調(diào)用從而降低程序的效率，這是因?yàn)椋涸诔绦蚓幾g時(shí)，編譯器將程序中被調(diào)用的內(nèi)聯(lián)函數(shù)都用內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義的函數(shù)體進(jìn)行替換。這樣做只是增加了函數(shù)的代碼，而減少了程序執(zhí)行時(shí)函數(shù)間的調(diào)用。所以，上面的問(wèn)題可以用內(nèi)聯(lián)函數(shù)來(lái)解決，具體程序如下:

#include<iostream>

usingnamespacestd;

#include<string.h>

inlineintup_letter(charch);

voidmain(){

charstr[80];inti;

cout<<"pleaseinputastring:";

cin>>str;

for(i=0;i<strlen(str);i++)

{

if(up_letter(str[i]))str[i]-=32;

}

cout<<"theresultis:"<<str<<endl;

}

inlineintup_letter(charch)

{

if(ch>='a'&&ch<='z')return1;

else return0;

}下面內(nèi)聯(lián)函數(shù)的聲明就是錯(cuò)誤的：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intup_letter(charch); //此處沒(méi)有聲明up_letter是內(nèi)聯(lián)函數(shù)

voidmain()

{charstr[80]; inti;

cout<<"pleaseinputastring:"; cin>>str;

for(i=0;i<strlen(str);i++) ?{

?if(up_letter(str[i])) //將按一般函數(shù)調(diào)用

str[i]-=32;

?}

?cout<<"theresultis:"<<str<<endl;

}【例3-13】

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的應(yīng)用。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

inlineintabs(intx)

{

returnx<0?-x:x;

}

voidmain(){

inta,b=3,c,d=-4;

a=abs(b);

c=abs(d);

cout<<"a="<<a<<",c="<<c<<endl;

}

運(yùn)行結(jié)果：

a=3,c=4使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：

(1)在內(nèi)聯(lián)函數(shù)內(nèi)部不允許使用循環(huán)語(yǔ)句和分支語(yǔ)句，否則系統(tǒng)會(huì)將其視為普通函數(shù)。

(2)內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能是遞歸函數(shù)。

(3)語(yǔ)句數(shù)盡可能少，一般不超過(guò)5行。

與處理register變量相似，是否對(duì)一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展完全由編譯器自行決定。因此，說(shuō)明一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)只是請(qǐng)求，而不是命令編譯器對(duì)它進(jìn)行擴(kuò)展。3.4.1函數(shù)重載的定義

(DefinitionofFunctionOverloading)

重載是指同一個(gè)函數(shù)名對(duì)應(yīng)多個(gè)函數(shù)的現(xiàn)象。例如，求兩個(gè)整數(shù)之和的函數(shù)與求兩個(gè)實(shí)數(shù)之和的函數(shù)可以聲明如下形式：

intsum(int,int);

intsum(int);

doublesum(int,long);

doublesum(long);3.4函數(shù)重載(FunctionOverloading)3.4.2函數(shù)重載的綁定

(BindingofFunctionOverloading)

函數(shù)重載要求編譯器能夠唯一地確定調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)應(yīng)執(zhí)行哪個(gè)函數(shù)代碼。

例如，重載函數(shù)add()的綁定：

cout<<add(1,2)<<endl; //匹配intadd(int,int);

cout<<add(1.2,3.4)<<endl; //匹配doubleadd(double,double);

cout<<add('a','b')<<endl; //匹配intadd(int,int);【例3-14】

求三個(gè)操作數(shù)之和。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intsum(int,int,int);

doublesum(double,double,double);

voidmain()

{

cout<<"Int:"<<sum(2,3,4)<<endl;

cout<<"Double:"<<sum(1.4,2.7,3.8)<<endl;

}

intsum(inta,intb,intc)

{

returna+b+c;

}

doublesum(doublea,doubleb,doublec)

{

returna+b+c;

}

執(zhí)行結(jié)果：

Int:9

Double:7.9

C++語(yǔ)言允許在函數(shù)說(shuō)明或函數(shù)定義中為形參預(yù)賦一個(gè)默認(rèn)的值，這樣的函數(shù)叫做帶有默認(rèn)形參值的函數(shù)。在C++語(yǔ)言中調(diào)用函數(shù)時(shí)，通常要為函數(shù)的每個(gè)形參給定對(duì)應(yīng)的實(shí)參。若沒(méi)有給出實(shí)參，則按指定的默認(rèn)值進(jìn)行工作。只有當(dāng)函數(shù)沒(méi)有聲明時(shí)，才可以在函數(shù)定義中指定形參的默認(rèn)值，這就大大方便了函數(shù)的使用。3.5帶默認(rèn)形參值的函數(shù)(FunctionwithDefaultArguments)例如：

intfun(intx=15,inty=8)

{

returnx-y;

}

voidmain(void)

{

fun(34,22); //傳遞給形參x、y的值分別為34和22

fun(10); //傳遞給形參x、y的值分別為10和8

fun(); //傳遞給形參x、y的值分別為15和8

}

(1)若函數(shù)具有多個(gè)形參，則缺省形參值必須自右向左連續(xù)定義，并且在一個(gè)缺省形參值的右邊不能有未指定缺省值的參數(shù)。這是由C++語(yǔ)言在函數(shù)調(diào)用時(shí)參數(shù)是自右至左入棧這一約定所決定的。例如：

voidadd_int(inta=1,intb=5,intc=10);//正確的函數(shù)聲明

voidadd_int(inta,intb=5,intc=10);//正確的函數(shù)聲明

voidadd_int(inta=1,intb,intc=10);//錯(cuò)誤的函數(shù)聲明

voidadd_int(inta=1,intb,intc)//錯(cuò)誤的函數(shù)聲明

(2)在調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)，如果省去了某個(gè)實(shí)參，則直到最右端的實(shí)參都要省去(當(dāng)然，與它們對(duì)應(yīng)的形參都要有缺省值)。

假如有如下聲明：

intfun(inta,floatb=5.0,charc='.',intd=10);

采用如下調(diào)用形式是錯(cuò)誤的：

fun(8,,,4);//語(yǔ)法錯(cuò)誤

(3)缺省形參值的說(shuō)明必須出現(xiàn)在函數(shù)調(diào)用之前。例如:

intsub(intx=8,inty=3)； //缺省形參值在函數(shù)原型中給出

voidmain(void)

{

sub(20,15); //20-15

sub(10); //10-3

sub(); //8-3}

intsub(intx,inty) //缺省形參值沒(méi)有在函數(shù)定義時(shí)給出

{

returnx-y;

}

(4)在同一個(gè)作用域，一旦定義了缺省形參值，就不能再定義它。例如：

intfun(inta,floatb,char,intd=10);

intfun(inta,floatb,charc=‘.’,intd=10);//錯(cuò)誤：企圖再次定義缺省參數(shù)c和d

(5)如果幾個(gè)函數(shù)說(shuō)明出現(xiàn)在不同的作用域內(nèi)，則允許分別為它們提供不同的缺省形參值。例如：

intfun(inta=6,floatb=5.0,charc='.',intd=10);

voidmain(void)

{

intfun(inta=3,floatb=2.0,charc='n',intd=20);

cout<<fun()<<endl;//fun函數(shù)使用局部缺省參數(shù)值

}

(6)對(duì)形參缺省值的指定可以是初始化表達(dá)式，甚至可以包含函數(shù)調(diào)用。例如：

//d參數(shù)的缺省值是函數(shù)調(diào)用

intfun(inta,floatb=5.0,charc=‘.’,intd=sub(20,15));

(7)在函數(shù)原型中給出了形參的缺省值時(shí)，形參名可以省略。例如：

intfun(int,float=5.0,char=‘.’,int=sub(20,15));

(8)形參的默認(rèn)值可以是全局常量、全局變量、表達(dá)式、函數(shù)調(diào)用，但不能為局部變量。例如：

//下例不合法：

voidfun()

{

intk;

voidg(intx=k); //k為局部變量

}3.6.1標(biāo)識(shí)符的作用域(IdentifiersScopes)

作用域指標(biāo)識(shí)符定義(聲明)之后程序中有效的區(qū)域，即標(biāo)識(shí)符在該區(qū)域可見(jiàn)。

1．局部作用域(塊作用域)

當(dāng)標(biāo)識(shí)符的聲明出現(xiàn)在由一對(duì)花括號(hào)所括起來(lái)的一段程序(塊)內(nèi)時(shí)，該標(biāo)識(shí)符的作用域從聲明點(diǎn)開(kāi)始，到塊結(jié)束處為止，該作用域的范圍具有局部性，該作用域就稱為局部作用域，又稱為塊作用域。3.6作用域與生存期(ScopesandLifetime)【例3-15】

塊作用域示例。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intmain(){ //1

inti,j; //2

i=1;j=2; //3

{

inta,b; //4

a=5; //5

b=j; //6

cout<<a<<"\t"<<b<<endl; //7

} //8

cout<<i<<"\t"<<j<<endl; //9

return0; //10

} //11【例3-16】

塊作用域示例。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intmain()

//1

{ //2

intx(3),y(5); //3

for(;x>0;x--) //4

{ //5

intx(4);

//6

cout<<x<<"\t"<<y<<endl; //7

}

//8

cout<<endl<<x<<"\t"<<y<<endl; //9

return0

;

//10

}

//11

運(yùn)行結(jié)果：

4

5

4

5

4

5

0

5

2．函數(shù)作用域

函數(shù)作用域是指在函數(shù)內(nèi)定義的標(biāo)識(shí)符的作用范圍，函數(shù)作用域從其定義開(kāi)始，到函數(shù)結(jié)束為止。

3．函數(shù)原型作用域

函數(shù)原型作用域是指在函數(shù)原型中所指定的參數(shù)標(biāo)識(shí)符的作用范圍。例如，函數(shù)原型：

doubleArea(doubleradius);

參數(shù)radius的作用域開(kāi)始于函數(shù)原型聲明的左括號(hào)，結(jié)束于函數(shù)聲明的右括號(hào)。它不能用于程序正文其他地方，可以寫成：

doubleArea(double);

或

doubleArea(doubleradius=5);

也可簡(jiǎn)化成：

doubleArea(double=5);

4．文件作用域

在函數(shù)外定義的變量、static變量或用extern聲明的變量具有文件作用域，其作用域從聲明之處開(kāi)始，直到源文件結(jié)束。當(dāng)具有文件作用域的變量出現(xiàn)先使用、后定義的情況時(shí)，要先用extern對(duì)其作外部聲明。

【例3-17】

文件作用域示例。程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

inti;

//全局變量，文件作用域

intmain()

{

i=5;

{

inti;

//局部變量，塊作用域

i=7;

cout<<"i="<<i<<endl;

//輸出７

}

cout<<"i="<<i<<endl;

//輸出５

return0;

}

表3-1給出了四種作用域的作用范圍。表3-1四種作用域的作用范圍

【例3-18】

下面程序的每行前加有行號(hào)，共20行。說(shuō)明程序中變量len、k、chk以及函數(shù)print_func()的作用域范圍的起止行號(hào)。

1.#include<iostream>

2.usingnamespacestd;

3.intlen;

4.voidprint_func();

5.voidmain()

6.{7.staticcharname[]="Zhang";

8.intk=0;

9.while(name[k]){

10.charchk;

11.chk=name[k];

12.cout<<chk;

13.k++;14.}

15.len=k;

16.print_func();

17.}

18.voidprint_func()

19.{

20.cout<<"Thestringlengh="<<len<<endl;

21.}3.6.2局部變量與全局變量

(LocalVariablesandGlobalVariables)

在討論函數(shù)的形參變量時(shí)曾經(jīng)提到，

形參變量只在被調(diào)用期間才分配內(nèi)存單元，調(diào)用結(jié)束立即釋放。

1．局部變量

在一個(gè)函數(shù)內(nèi)部說(shuō)明的變量是內(nèi)部變量，局部變量是在函數(shù)內(nèi)作定義說(shuō)明的，它只在該函數(shù)范圍內(nèi)有效。【例3-19】

使用局部變量示例。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

int

f1(int

a)

/*函數(shù)f1*/

{

int

b,c;

…} //a、b、c的作用域

int

f2(int

x)

/*函數(shù)f2*/

{

int

y,z;

} //x、y、z的作用域

voidmain()

{

int

m,n;

}

(1)主函數(shù)中定義的變量也只能在主函數(shù)中使用，不能在其他函數(shù)中使用。

(2)形參變量是屬于被調(diào)函數(shù)的局部變量，實(shí)參變量是屬于主調(diào)函數(shù)的局部變量。

(3)允許在不同的函數(shù)中使用相同的變量名，它們代表不同的對(duì)象，分配不同的單元，互不干擾，也不會(huì)發(fā)生混淆。

(4)在復(fù)合語(yǔ)句中也可定義變量，其作用域只在復(fù)合語(yǔ)句范圍內(nèi)。例如：

voidmain()

{

int

s,a;

…

{

int

b;

s=a+b;

…

//b的作用域

}

…

//s、a的作用域

}【例3-20】

分析變量k的作用域。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

voidmain()

{

int

i=2,j=3,k;

k=i+j;

{

int

k=8;

if(i==3)

cout<<k<<endl;

}

cout<<i<<endl<<k<<endl;

}

2．全局變量

全局變量也稱為外部變量，它是在函數(shù)外部定義的變量。

例如：

int

a,b;

/*外部變量*/

void

f1()

/*函數(shù)f1*/

{

…

}

float

x,y;

/*外部變量*/

int

fz()

/*函數(shù)fz*/

{

…

}

voidmain()

/*主函數(shù)*/

{

…

}

/*全局變量x、y的作用域，全局變量a、b的作用域*/

【例3-21】

輸入正方體的長(zhǎng)l、寬w、高h(yuǎn)。求體積及三個(gè)面x*y、x*z、y*z的面積。

程序如下：

#include<iostream.h>

usingnamespacestd;

int

s1,s2,s3;

int

vs(int

a,int

b,int

c)

{

int

v;

v=a*b*c;

s1=a*b;

s2=b*c;

s3=a*c;

return

v;

}

voidmain(){

int

v,l,w,h;

cout<<“input

length,width

and

height”<<endl;

cin>>l>>w>>h;

v=vs(l,w,h);

cout<<v<<s1<<s2<<s3;

}本程序中定義了三個(gè)外部變量s1、s2、s3，

用來(lái)存放三個(gè)面積，其作用域?yàn)檎麄€(gè)程序。函數(shù)vs用來(lái)求正方體體積和三個(gè)面積，

函數(shù)的返回值為體積v。對(duì)于全局變量，還有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：

(1)對(duì)于局部變量的定義和說(shuō)明可以不加區(qū)分，而對(duì)于外部變量則不然，外部變量的定義和外部變量的說(shuō)明并不是一回事。

其一般形式如下：

[extern]

類型說(shuō)明符

變量名，變量名，…其中，方括號(hào)內(nèi)的extern可以省去不寫。

例如：

int

a,b;

等效于：

extern

int

a,b;

外部變量說(shuō)明出現(xiàn)在要使用該外部變量的各個(gè)函數(shù)內(nèi)，

在整個(gè)程序內(nèi)，可能出現(xiàn)多次。外部變量說(shuō)明的一般形式如下：

extern

類型說(shuō)明符

變量名，變量名，…；

(2)全局變量增加了函數(shù)之間數(shù)據(jù)聯(lián)系的渠道，但是使用全局變量降低了程序的可理解性，軟件工程學(xué)提倡盡量避免使用全局變量。

(3)全局變量存放在內(nèi)存的全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。在定義全局變量時(shí)，若未對(duì)變量進(jìn)行初始化，則自動(dòng)初始化為0。

(4)在同一源文件中，允許全局變量和局部變量同名。在局部變量的作用域內(nèi)，全局變量不起作用。【例3-22】

全局變量與局部變量使用示例。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

int

vs(int

l,int

w)

{

extern

int

h;

int

v; //定義局部變量v

v=l*w*h; //引用全局變量w、h和局部變量v、l

return

v;

}

voidmain()

{

extern

int

w,h;

int

l=5;

//定義局部變量l

cout<<vs(l,w);

}

int

l=3,w=4,h=5;

//定義全局變量l、w、h3.6.3動(dòng)態(tài)變量與靜態(tài)變量

(DynamicVariablesandStaticVariables)

1．變量在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

一個(gè)程序?qū)⒉僮飨到y(tǒng)分配給其運(yùn)行的內(nèi)存塊分為4個(gè)區(qū)域。

(1)代碼區(qū)(Codearea)。

(2)全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)(Dataarea)。

(3)棧區(qū)(Stackarea)。

(4)堆區(qū)(Heaparea)。

2．動(dòng)態(tài)變量

動(dòng)態(tài)變量用來(lái)在程序執(zhí)行過(guò)程中，定義變量或調(diào)用函數(shù)時(shí)分配存儲(chǔ)空間。

3．靜態(tài)變量

在程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)就分配存儲(chǔ)空間，在程序運(yùn)行期間，即使變量處于其作用域之外，也一直占用為其分配的存儲(chǔ)空間，直到程序執(zhí)行結(jié)束時(shí)，才收回為變量分配的存儲(chǔ)空間，這種變量稱為靜態(tài)變量。3.6.4變量的存儲(chǔ)類型(VariablesStorageTypes)

各種變量的作用域不同，

就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)是因?yàn)樽兞康拇鎯?chǔ)類型不同。所謂存儲(chǔ)類型，是指變量占用內(nèi)存空間的方式，

也稱為存儲(chǔ)方式。

變量的存儲(chǔ)方式可分為靜態(tài)存儲(chǔ)和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)兩種。

在C++?語(yǔ)言中，對(duì)變量的存儲(chǔ)類型說(shuō)明有以下四種：

(1)?auto：自動(dòng)變量。

(2)?register：寄存器變量。

(3)?extern：外部變量。

(4)?static：靜態(tài)變量。存儲(chǔ)類型說(shuō)明符

數(shù)據(jù)類型說(shuō)明符

變量名，變量名，…；

例如：

static

int

a,b;

//說(shuō)明a、b為靜態(tài)類型變量

auto

char

c1,c2;

//說(shuō)明c1、c2為自動(dòng)字符變量

static

int

a[5]={1,2,3,4,5};

//說(shuō)明a為靜態(tài)整型數(shù)組

extern

int

x,y;

//說(shuō)明x、y為外部整型變量

1．自動(dòng)類型(auto)

自動(dòng)類型是C++?語(yǔ)言程序中使用最廣泛的一種類型。

例如：

{

int

i,j,k;

char

c;

…

}等價(jià)于：

{

auto

int

i,j,k;

auto

char

c;

…

}自動(dòng)變量具有以下特點(diǎn)：

(1)自動(dòng)變量的作用域僅限于定義該變量的個(gè)體內(nèi)。

例如：

int

kv(int

a)

{

auto

int

x,y;

{

auto

char

c;

}

/*c的作用域*/

…

}

/*a、x、y的作用域*/

(2)自動(dòng)變量屬于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式，只有在使用它(即定義該變量的函數(shù)被調(diào)用)時(shí)才給它分配存儲(chǔ)單元，開(kāi)始它的生存期。

例如：

voidmain()

{

auto

int

a,s,p;

cout<<“input

a

number:”<<endl;

cin>>n;

if(a>0)

{

s=a+a;

p=a*a;

}

cout<<s<<p;

}

如果改成：

voidmain()

{

auto

int

a;

cout<<“input

a

number:”<<endl;

cin>>a;

if(a>0)

{

auto

int

s,p;

s=a+a;

p=a*a;

}

cout<<s<<p;

}

(3)由于自動(dòng)變量的作用域和生存期都局限于定義它的個(gè)體內(nèi)(函數(shù)或復(fù)合語(yǔ)句內(nèi))，因此不同的個(gè)體中允許使用同名的變量，而不會(huì)混淆。

即使在函數(shù)內(nèi)定義的自動(dòng)變量，也可與該函數(shù)內(nèi)部的復(fù)合語(yǔ)句中定義的自動(dòng)變量同名。【例3-23】

自動(dòng)變量使用示例。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

voidmain()

{

auto

int

a,s=100,p=100;

cout<<“input

a

number:”<<endl;

cin>>a;

if(a>0)

{

auto

int

s,p;

s=a+a;

p=a*a;

cout<<s<<p;

}

cout<<s<<p;

}

(4)對(duì)構(gòu)造類型的自動(dòng)變量(如數(shù)組等)，不可作初始化賦值。

2．寄存器類型(register)

變量一般都存放在存儲(chǔ)器內(nèi)，因此當(dāng)對(duì)一個(gè)變量頻繁讀/寫時(shí)，必然反復(fù)訪問(wèn)內(nèi)存儲(chǔ)器，從而花費(fèi)大量的存取時(shí)間。

register的使用形式如下：

[register]<數(shù)據(jù)類型><變量名表>

例如：

registerintm,n=3;【例3-24】

寄存器變量使用示例，求。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

voidmain()

{

register

i,s=0;

for(i=1;i<=200;i++)

s=s+i;

cout<<s;

}

3．外部類型(extern)

用關(guān)鍵字extern聲明的變量稱為外部變量。外部變量是全局變量，具有文件作用域。用extern聲明外部變量的目的有兩個(gè)：一是擴(kuò)展當(dāng)前文件中全局變量的作用域；二是將其他文件中全局變量的作用域擴(kuò)展到當(dāng)前文件中?！纠?-25】求兩個(gè)整數(shù)的最大值。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

externinta,b; //第3行聲明a、b為外部變量

intmain()

{

intc;

intmax(intx,inty);

c=max(a,b); //第7行使用全局變量a、b

cout<<"max="<<c<<endl;

return0;

}inta=3,b=5;

//第11行定義全局變量a、b

intmax(intx,inty)

{

intz;

z=x>y?x:y;

returnz;

}

4．靜態(tài)類型(static)

靜態(tài)變量的類型說(shuō)明符是static。

靜態(tài)變量屬于靜態(tài)存儲(chǔ)方式，但是屬于靜態(tài)存儲(chǔ)方式的量不一定就是靜態(tài)變量。

靜態(tài)變量根據(jù)定義在函數(shù)內(nèi)還是函數(shù)外，分為靜態(tài)局部變量與靜態(tài)全局變量。【例3-26】

靜態(tài)局部變量使用示例。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

voidmain()

{

int

i;

void

f();

/*函數(shù)說(shuō)明*/

for(i=1;i<=5;i++)

f();

/*函數(shù)調(diào)用*/

}void

f()

/*函數(shù)定義*/

{

auto

int

j=0;

++j;

cout<<j;

}上述程序中定義了函數(shù)f，其中的變量j

說(shuō)明為自動(dòng)變量并賦予初始值為0。當(dāng)main中多次調(diào)用f時(shí)，j均賦初值為0，故每次輸出值均為1?，F(xiàn)在把j改為靜態(tài)局部變量，程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

voidmain()

{

int

i;

void

f();

for

(i=1;i<=5;i++)

f();

}

void

f()

{

static

int

j=0;

++j;

cout<<j<<endl;

}

2)靜態(tài)全局變量

全局變量(外部變量)的說(shuō)明之前再冠以static

就構(gòu)成了靜態(tài)全局變量。

【例3-27】

靜態(tài)全局變量使用示例。

#include<iostream>

usingnamespacestd;

voidfn();

staticintn;//定義靜態(tài)全局變量

intmain(){

n=20;

cout<<n<<endl;

fn();

return0;

}

voidfn()

{

n++;

cout<<n<<endl;

}3.6.5生存期(Lifetime)

作用域針對(duì)標(biāo)識(shí)符而言，生存期則針對(duì)變量而言。

1．靜態(tài)生存期

這種生命期與程序的運(yùn)行期相同，只要程序一開(kāi)始運(yùn)行，這種生命期的變量就存在，當(dāng)程序結(jié)束時(shí)，其生命期就結(jié)束。

2．局部生存期

在函數(shù)內(nèi)部聲明的變量或者塊中聲明的變量具有局部生命期。

3．動(dòng)態(tài)生存期

用new聲明獲得動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)空間，在堆中分配某一類型變量所占的存儲(chǔ)空間，并將首地址賦給指針。3.6.6名字空間(NameSpace)

缺省情況下，在全局域(被稱做全局名字空間域)中聲明的每個(gè)對(duì)象、函數(shù)、類型或模板都引入了一個(gè)全局實(shí)體。

程序員可以通過(guò)使全局實(shí)體的名字很長(zhǎng)或在程序中的名字前面加個(gè)特殊的字符序列前綴，從而避免這些問(wèn)題。例如：

classcplusplus_primer_matrix{...};

voidinverse(cplusplus_primer_matrix&);例如：

namespacecplusplus_primer

{

classmatrix

{

/*...*/

};

voidinverse(matrix&);

}名字空間是一個(gè)命名范圍區(qū)域，其中所有的由程序員創(chuàng)建的標(biāo)識(shí)符可以確保是唯一的(假設(shè)程序員在名字空間中沒(méi)有聲明兩個(gè)重名的標(biāo)識(shí)符，并假設(shè)以前已定義的同名的名字空間已不存在)。例如，可以定義一個(gè)簡(jiǎn)單的名字空間：

namespaceMyNames

{

intval1=10;

intval2=20;

}【例3-28】

使用std名字空間。

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intmain()

{

std::cout<<"Comingtoyoufromcout."；

return0;

}

1．usingnamespace語(yǔ)句

使用已在名字空間定義的標(biāo)識(shí)符的另一種方法是將usingnamespace語(yǔ)句包含在涉及到名字空間的源代碼文件中。

【例3-29】usingnamespace語(yǔ)句。

#include<iostream>

usingnamespacestd;

intmain()

{

cout<<"Comingtoyoufromcout."；

return0;

}【例3-30】usingnamespace語(yǔ)句的問(wèn)題。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

namespaceMyNames

{

intval1=10;

intval2=20;

}

namespaceMyOtherNames

{intval1=30;

intval2=50;

}

usingnamespacestd;

usingnamespaceMyNames;

usingnamespaceMyOtherNames;

intmain()

{

cout<<"Comingtoyoufromcout.";

val1=100;

return0;

}【例3-31】

程序改寫。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

namespaceMyNames

{

intval1=10;

intval2=20;

}namespaceMyOtherNames

{

intval1=30;

intval2=50;

}

usingnamespaceMyNames;

usingnamespaceMyOtherNames;

intmain()

{

std::cout<<"Comingtoyoufromcout.";

MyNames::val1=100;

return0;

}

2．定義名字空間

一個(gè)名字空間可以包含如下多種類型的標(biāo)識(shí)符：

(1)變量名；

(2)常量名；

(3)函數(shù)名；

(4)結(jié)構(gòu)名；

(5)類名；

(6)名字空間名。【例3-32】

名字空間定義。

程序如下：

#include<iostream>

usingnamespacestd;

namespaceMyNames

{

constintOFFSET=15;

intval1=10;

intval2=20;

charch='A';

intReturnSum()

{inttotal=val1+val2+OFFSET;

returntotal;

}

charReturnCharSum()

{

charresul