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C程序设计,谭浩强 著清华大学出版社,目 录,概述函数定义的一般形式函数的参数和函数的值函数的调用函数的嵌套调用函数的递归调用数组作为函数参数局部变量和全局变量变量的存储类型内部函数和外部函数如何运行一个多文件的程序,8.1 概述,一个C程序可由一个主函数和若干个函数构成。由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用。同一个函数可以被一个或多个函数调用任意多次。,示意图,例8.1,说明,返回主菜单,说 明,（1）一个源文件由一个或多个函数组成。一个源程序文件是一个编译单位，即以源程序为单位进行编译，而不是以函数为单位进行编译。（2）一个C程序由一个或多个源程序文件组成。对较大的程序 ，一般不希望全放在一个文件中，而将函数和其他内容(如预定义）分别放在若干个源文件中，再由若干源文件组成一个C程序。这样可以分别编写、分别编译，提高调试效率。一个源程序可以为多个C程序公用。（3）C程序的执行从main函数开始，调用其他函数后流程返回到main函数，在main 函数中结束整个程序的运行。main函数是系统定义的。,（4）所有函数都是平行的，即在定义函数时是相互独立的，一个函数并不从属于另一函数，即函数不能嵌套定义（这是和PASCAL不同的）。函数间可以互相调用，但不能调用main函数。（5）从用户使用的角度看，函数有两种：标准函数，即库函数。用户自己定义的函数。（6）从函数的形式看，函数分两类：无参函数。在调用无参函数时，主调函数并将数据传送给被调用函数，一般用来执行指定的一组操作。无参函数可以带回或不带回函数值，但一般以不带回函数值得居多。有参函数。在调用函数时，在主调函数和被调函数之间有数据传递。也就是说，主调函数可以将数据传给被调用函数使用，被调用函数中的数据也可以带回来供主调函数使用。,系统自己定义的,如例8.1的printstar和print_message,例8.1 简单的函数调用,C程序设计 第八章 函 数,main()printstar();print_message();printstar();printstar();printf( “ * * * * n”);printf_message();printf(“ How do you do! n”); ,调用printstar函数,调用print_message函数,调用printstar函数,调用printstar函数,调用print_message函数,程序运行后，结果显示：* * * * * * * * * * * * * * * * * How do you do！* * * * * * * * * * * * * * * * *,运行程序,8.2 函数定义的一般形式,无参函数的定义形式类型标识符 函数名()声明部分 语句有参函数定义的一般形式类型标识符 函数名(形式参数表列)声明部分语句,例如：int max(int x,int y)int z;z=x>y?x:y;return(z);,可以有”空函数” 类型说明符 函数名() 对形参的声明的传统方式 在老版本C语言中,对形参类型的声明是放在函数定义的第2行。例如：int max(x,y)int x,y;int z;z=x>y?x:y;return(z);,例如:dummy() ,返回主菜单,8.3 函数参数和函数的值,形式参数和实际参数在定义函数时函数名后面括弧中的变量名称为“形式参数”(简称“形参”)，在主调函数中调用一个函数时，函数名后面括弧中的参数(可以是一个表达式)称为”实际参数”.,例8.2,说明,函数的返回值通过函数调用使主调函数能得到一个确定的值，这就是函数的返回值。,说明,返回主菜单,例8.3,C程序设计 第八章 函 数,例8.2 调用函数时的数据传递,main()int a,b,c;scanf(“%d,%d”,输入：7，8,结果：Max is 8,运行程序,关于形参和实参的说明,（1）在定义函数中指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元。只有在发生函数调用时，函数max中的形参才被分配内存单元。在调用结束后，形参所占的内存单元也被释放。（2）实参可以是常量、变量或表达式。在调用时将实参的值赋给形参。（3）在被定义的函数中，必须指定形参的类型。（4）实参与形参的类型应相同或赋值兼容。（5）C语言规定，实参变量对形参变量的数据传递是“值传递”，即单向传递，只由实参传给形参，而不能由形参传回来给实参。在内存中，实参单元与形参单元是不同的单元。,如：max(3,a+b),如：c=max(a,b)max(int x, int y)int z;x=x+8;y=y+12;z=x>y?x:y;return(z);调用时，a,2,x,2,b,3,3,y,调用结束后,a,2,b,3,x,10,y,15,说明,函数的值只能通过return语句返回主调函数。return 语句的一般形式为：return 表达式；或者为：return (表达式)； 该语句的功能是计算表达式的值，并返回给主调函数。在函数中允许有多个return语句，但每次调用只能有一个return 语句被执行，因此只能返回一个函数值。函数值的类型和函数定义中函数的类型应保持一致。如函数值的类型和return语句中表达式的值不一致，以函数类型为准。,如：int max(float x, float y)(函数值为整形）char letter(char c1,char c2)(函数值为字符型）,例8.3,如果被调用函数中没有return语句，并不带回一个确定的、用户所希望得到的函数值，但实际上，函数并不时不带回值，而只是不带回有用的值，带回的是一个不确定的值。为了明确表示“不带回值”，可以用“void”定义“无类型”（或称“空类型”）。例如：Void printstar() 下面的用法是错误的a=printstar();,C程序设计 第八章 函 数,例8.3返回值类型与函数类型不同,main()float a,b; int c;scanf(“%f,%f”,运行情况如下：1.5，2.5Max is 2,运行程序,8.4 函数的调用,函数调用的一般形式 函数名（实参表列）；函数调用的方式 1）函数语句 2）函数表达式 3）函数参数对被调用函数的声明和函数原型 1）函数调用的条件 2 ）函数原型 A.函数类型 函数名（参数类型1 ，参数类型2）； B.函数类型 函数名（参数类型1 参数名1，参数类型2 参数名2 ）；,调用无参函数，“实参列表”可以没有；包括多个实参，各参数间用逗号隔开；,例8.4,如：printstar();,如:c=2*max(a,b);,如:m=max(a,max(b,c);,如：float add(float,float),说明,返回主菜单,例8.5,函数调用应具备的条件,被调用的函数必须是已经存在的函数（是库函数或用户自己定义的函数）。如果使用库函数，一般还应该在本文件开头用#include命令将调用有关库函数时所需用到的信息“包含”到本文件中来。如使用用户自己定义的函数，而且该函数与调用函数在同一文件中，一般应在主调函数中对被调用的函数作声明。 注意：定义和声明不是一回事。“定义”是对函数功能的确立，包括指定函数名，函数值类型、形参及类型等，是一个完整、独立的函数单位。 “声明”是把函数的名字、函数类型和形参的类型、个数以及顺序通知编译系统，以便在调用该函数时系统按此进行对照检查。,如：#include ,例8.5,说 明,以前的C版本的函数声明方式不是采用函数原型，而只声明函数名和函数类型。如在函数调用之前，没有对函数作说明，则编译系统会把第一次遇到的该函数形式（函数定义或函数调用）作为函数的声明，并将函数类型默认为int型。如果被调用函数的定义出现在主调用函数之前，可不必声明。如果已在所有函数定义之前,在函数的外部已做了函数声明，则在各个主调函数中不必对所调用的函数再作声明。,如：float add();,举例,举例,C程序设计 第八章 函 数,例 8.4,main()int i=2,p;p=f(i,+i); /*函数调用*/printf(“%d”,p);int f(int a,int b) /*函数定义*/int c;if(a>b) c=1;else if(a=b) c=0;else c=-1;return(c);,运行结果：0,运行程序,C程序设计 第八章 函 数,例 8.5 对被调用的函数作声明,main()float add(float x,float y);float a,b,c;scanf(“%f,%f”,运行情况如下：输入3.6, 6.5结果：sum is 10.000000,运行程序,C程序设计 第八章 函 数,例 8.5.1 举 例,float add(float x,float y);main() /*不必对add函数作声明*/float a,b,c;scanf(“%f,%f”,C程序设计 第八章 函 数,例 8.5.2 举 例,char lettter(char,char); /*以下3行在所有函数之前，且在函数外部*/float f(float,float);int i(float,float);main()char letter(char c1,char c2) /*定义letter函数*/float f(float x,float y) /*定义f函数*/int i(float j,float k) /*定义i函数*/,8.5 函数的嵌套调用,1）C语言的函数定义都是相互平行、独立的，也就是说在定义函数时，一个函数内部不能包含另一个函数。2）C语言不能嵌套定义, 但可以嵌套调用函数。,图形说明,例8.6,返回主菜单,main函数,调用a函数,a函数,调用b函数,b函数,C程序设计 第八章 函 数,例 8.6用弦截法求方程f(x)=x3 x2 +16x 80=0根,方法如下：（1）取两个不同点x1、x2，如果 f(x1)和f(x2)符号相反，则（x1,x2）区间内必有一个根。如果f(x1)与f(x2)同符号，则应改变x1、x2，直到f(x1)与f(x2）异号为止。（2）连接（x1,f(x1)）和（x2,f(x2)两点，如图。,x点的坐标可用下式求出： x=x1 f(x2) x2 f(x1) / f(x2) - f(x1) 再从x求出f(x),C程序设计 第八章 函 数,例 8.6用弦截法求方程f(x)=x3 x2 +16x 80=0根。,（3）若f(x)与f(x1)同符号，则根必在（x,x2）区间内，此时将x作为新的x1。如果f(x)与f(x2)同符号，则根必在（x1,x)区间内，将x作为新的x2。（4）重复步骤（2）和（3），直到f(x) <a为止，a为一个很小的数，例如10-6。此时认为f(x) 0。,N-S流程图,输入x1,x2,求f(x1),f(x2),直到f(x1)和f(x2)异号,求（x1,f(x1)与(x2,f(x2)）连线与x轴的交点x,y=f(x)与y1=f(x2),y 与y1同号,真,假,x1=xy1=y,x2=xy2=y,直到y<a,输出x的值,C程序设计 第八章 函 数,例 8.6用弦截法求方程f(x)=x3 x2 +16x 80=0根。,#includefloat f(float x) /*定义f函数，以实现f(x)=x3-5x2+16x-80=0*/float y;y=(x-5.0)*x+16.0)*x-80.0;return(y);float xpoint(float x1,float x2) /*定义xpoint函数，求出弦与x轴交点*/float y;y=(x1*f(x2)-x2*(fx1)/(f(x2)-f(x1);return(y);,C程序设计 第八章 函 数,例 8.6用弦截法求方程f(x)=x3 x2 +16x 80=0根。,float root(float x1,float x2) /*定义root函数，求近似根*/ float x,y,y1; y1=f(x1); do x=xpoint(x1,x2); y=f(x); if(y * y1>0) /*f(x1)与f(x2)同符号*/ y1=y; x1=x; else x2=x; while(fabs(y)>=0.0001); return(x);,C程序设计 第八章 函 数,例 8.6用弦截法求方程f(x)=x3 x2 +16x 80=0根。,main()float x1,x2,f1,f2,x;do printf(“input x1,x2:n”); scanf(“%f,%f”,运行结果：input x1,x2;从键盘上输入2，6A root of equation is 5.0000,运行程序,C程序设计 第八章 函 数,例 8.6用弦截法求方程f(x)=x3 x2 +16x 80=0根。,该题函数调用的示意图：,main函数,调用root 函数,root函数,调用xpoint函数,xpoint函数,调用f函数,f函数,输出根x结束,8.6 函数的递归调用,递归调用 在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用该函数本身，称为函数的递归调用。直接调用本函数间接调用本函数,如：int f(int x)int y,z;z=f(y);return(2*z);,f函数,调用f函数,f1函数,调用f2函数,f2函数,调用f1函数,8.6 函数的递归调用,例8.7例8.8例8.9,返回主菜单,C程序设计 第八章 函 数,例 8.7,有5个人，第5个人说他比第4个人大2岁，第4个人说他对第3个人大2岁，第3个人说他对第2个人大2岁，第2个人说他比第1个人大2岁，第1个人说他10岁。求第5个人多少岁。,分析age(5)=age(4)+2age(4)=age(3)+2age(3)=age(2)+2age(2)=age(1)+2age(1)=10,归纳,用数学公式表示： 10 (n=1)age(n)= age(n-1)+2 (n>1),C程序设计 第八章 函 数,例 8.7,求第五个人年龄的过程,age(int n) /*求年龄的递归函数*/int c; /*c用作存放函数的返回 值的变量*/if(n=1) c=10;else c=age(n-1)+2;return(c);main()printf(“%d”,age(5);,求解过程示意图,运行结果：18,运行程序,age(5）,=age(4)+2,age(4),=age(3)+2,age(3),=age(2)+2,age(2),=age(1)+2,age(1),10,age(2),=12,age(3),=14,age(4),=16,age(5),=18,C程序设计 第八章 函 数,例8.8 用递归方法求n!,1 (n=0,1)n!= n·(n-1)! (n>1),float fac(int n)float f;if(n<0）print(“n<0,dataerror!”):else if(n=0|n=1) f=1;else if=fac(n-1)*n;return(f);main()int n;float y;printf(“input an integer number:”);scanf(“%d”,运行情况：input an intege number:1010！= 3628800,运行程序,C程序设计 第八章 函 数,例8.9 Hanoi(汉诺）塔问题,古代有一个梵塔，塔内有3个座A、B、C，开始时A座上有64个盘子，盘子大小不等，大的在下，小的在上（如下图）。有一个老和尚相吧这64个盘子从A座移到C座，但每次只允许移动一个盘，且在移动过程中在3个座上都始终保持大盘在下，小盘在上。在移动过程中可以利用B座。,A,B,C,C程序设计 第八章 函 数,例8.9 Hanoi(汉诺）塔问题,分析如下：首先，分析如何将A座上3个盘子移到C座上的过程；1）将A座上2个盘子移到B座上（借助C）；2）将A座上1个盘子移到C座上；3）将B座上2个盘子移到C座上（借助A).其中2）可以直接实现。其中1）可用递归方法分解：1.1将A上1个盘子从A移到C；1.2将A上1个盘子从A移到B；1.3将C上1个盘子从C移到B。其中3）分解为3.1将B上1盘子从B移到A上；3.2将B上1盘子从B移到C上；3.3将A上1盘子从A移到C上。,C程序设计 第八章 函 数,例8.9 Hanoi(汉诺）塔问题,综合如下：,A,C,A,B,B,C,A,C,B,A,B,C,A,C,其次，由上述分析知道：将n个盘子从A座移到C座可分解为以下3 个步骤：1）将A上n-1个盘借助C座先移到B座上；2）把A座上剩下的一个盘移到C座上；3）将n-1个盘从B座借助于A座移到C座上。,C程序设计 第八章 函 数,例8.9 Hanoi(汉诺）塔问题,void move(charx,char y)printf(“%c->%cn”,x,y);void hanoi(int n,char one,char two,char three)/*将n个盘从one座借助two座，移到three座*/if(n=1) move(one,three);elsehanoi(n-1,one,three,two);move(one,three);hanoi(n-1,two,one,three);main()int m;printf(“input the number of diskes:”);scanf(“%d”,运行结果,运行程序,C程序设计 第八章 函 数,例8.9 Hanoi(汉诺）塔问题,运行情况如下：input the number of diskes:3The step to moving 3 diskes:A ->CA ->BC->BA->CB->AB->CA->C,8.7 数组作为函数参数,数组元素作函数实参数组名作函数参数用多维数组名作函数参数,例8.10,例8.11,例8.12,例8.13,说明,例8.14,数组元素就是变量，它与普通变量并无区别。 因此它作为函数实参使用与普通变量是完全相同的，在发生函数调用时，把作为实参的数组元素的值传送给形参，实现单向的值传送。,返回主菜单,C程序设计 第八章 函 数,例8.10 数组元素作为函数实参举例说明,有两个数组a,b，各有10个元素，将它们对应地逐个相比（即a0与b0比）。如果a数组中的元素大于b 数组中的相应元素的数目多于b数组中元素大于a数组中相应元素的数目（如aibi6次，bi>ai3次，其中i每次为不同的值），则认为a数组大于b数组，并分别统计出两个数组相应元素大于、等于、小于的次数。,C程序设计 第八章 函 数,例8.10 数组元素作为函数实参举例说明,main()int large(int x,int y); /*函数说明*/int a10,b10,i,n=0,m=0,k=0;printf(“enter array a:n”);for(i=0;ibi %d times naik) printf(“array a is larger than array bn”);else if(n<K) printf(“array a is smaller than array bn”);else printf(“array a is equal to array bn”);,large(int x,int y)int flag;if(x>y) flag=1;else if(x<y) flag= -1;else flag=0;return(flag);,C程序设计 第八章 函 数,例8.10 数组元素作为函数实参举例说明,运行情况如下：enter array a:1 3 5 7 9 8 6 4 2 0enter array b:5 3 8 9 -1 -3 5 6 0 4ai>bi 4 timesai=bi 1 timesai<bi 5 timesarray a is smaller than array b,运行程序,C程序设计 第八章 函 数,例8.11 数组名作函数参数举例说明,有一个一维数组score，内放10个学生成绩，求平均成绩。,float average(float array10)int i;float aver,sum=array0;for(i=1;i<10;i+)sum=sum+arrayi;aver=sum/10;return(aver);main()float score10,aver;int i;printf(“input 10 scores:n”);for(i=0;i<10;i+)scanf(“%f”,运行情况如下：input 10 scores:100 56 78 98.5 76 87 99 67.5 75 97average score is 83.4,运行程序,C程序设计 第八章 函 数,例8.12数组名作函数参数举例说明2,对8.11的改写，即形参数组不指定大小。,float average(float array ,int n)int i;float aver,sum=array0;for(i=1;i<n;i+)sum=sum+arrayi;aver=sum/n;return(aver);main( )float score_15=98.5,97,91.5,60,55;float score_210=67.5,89.5,99,69.5,77,89.5,76.5,54,60,99.5;printf(“the average of class A is %6.2fn”,average(score_1,5);printf(“the average of class B is %6.2fn”,average(score_2,5);,运行结果:the average of class A is 80.40the average of class B is 78.20,运行程序,说明,说 明,用数组与用数组元素名作函数参数不同点：,1)用数组元素作实参时，只要数组类型和函数的形参变量的类型一致，那么作为下标变量的数组元素的类型也和函数形参变量的类型是一致的。因此，并不要求函数的形参也是下标变量。换句话说，对数组元素的处理是按普通变量对待的。用数组名作函数参数时，则要求形参和相对应的实参都必须是类型相同的数组，都必须有明确的数组说明。当形参和实参二者不一致时，即会发生错误。,2)在普通变量或下标变量作函数参数时，形参变量和实参变量是由编译系统分配的两个不同的内存单元。在函数调用时发生的值传送是把实参变量的值赋予形参变量。在用数组名作函数参数时，不是进行值的传送，即不是把实参数组的每一个元素的值都赋予形参数组的各个元素。因为实际上形参数组并不存在，编译系统不为形参数组分配内存。那么，数据的传送是如何实现的呢?在我们曾介绍过，数组名就是数组的首地址。因此在数组名作函数参数时所进行的传送只是地址的传送，也就是说把实参数组的首地址赋予形参数组名。形参数组名取得该首地址之后，也就等于有了实在的数组。实际上是形参数组和实参数组为同一数组，共同拥有一段内存空间。,上图说明了这种情形。图中设a为实参数组，类型为整型。a占有以2000为首地址的一块内存区。b为形参数组名。当发生函数调用时，进行地址传送，把实参数组a的首地址传送给形参数组名b，于是b也取得该地址2000。于是a，b两数组共同占有以2000为首地址的一段连续内存单元。从图中还可以看出a和b下标相同的元素实际上也占相同的两个内存单元(整型数组每个元素占二字节)。例如a0和b0都占用2000和2001单元，当然a0等于b0。类推则有ai等于bi。,C程序设计 第八章 函 数,例8.13数组名作函数参数举例说明3,用选择法对数组中十个整数进行由小到大排序。,排序的算法如下： 1） 先从a0 a9的十个整数中找出最小的数，与元素a0交换。 2） 接下来在从a1 a9的九个整数中找出最小的数，与元素a1交换。依次类推，每一次比较，减少比较一个数，共比较九次，剩下最大的数留在a9。,C程序设计 第八章 函 数,例8.13数组名作函数参数举例说明3,以5个整数的排序为例，说明选择法的比较过程：,C程序设计 第八章 函 数,例8.13数组名作函数参数举例说明3,void sort（int array ，int n ） int i，j，k，t ； for（i=0；i<n-1；i+） k=i； for（j=i+1；j<n；j+） if（arrayj <arrayk） k=j； t=arrayk； arrayk=arrayi； arrayi=t； ,main（ ） int a10，i； printf（“enter the arrayn”）； for（i=0；i<n-1；i+） scanf（“%d”，&ai）； sort（a，10）； printf（“the sorted array： n”） for（i=0；i<10；i+） printf（“%d ”，ai）； printf（“n” ）；,运行程序,用多维数组名作函数参数的说明,多维数组元素与一维数组元素一样，可以看作一个变量，所以在调用函数时可以作为实参，进行值的传递。 用多维数组名作为函数参数传递的是数组首元素的地址，要求形参是相同类型的同维数组。这里，形参是二维数组时，第二维的大小（长度）必须指明，而第一维的大小（长度）可以指明，也可以不指明。如:int array310 或 int array 10但以下表示是错误的： int array int array3 ,C程序设计 第八章 函 数,例8.14用多维数组名作函数参数举例,求出3X4的矩阵（二维数组）中的最大元素。,算法分析:先使变量max的初值为矩阵中第一元素的值，然后将矩阵中各个元素的值与max相比，每次比较后都把“大者”存放在max中，全部元素比较完后，max的值就是所有元素的最大值。,C程序设计 第八章 函 数,例8.14用多维数组名作函数参数举例,max-value（int array 4 ） int i，j，k，max ； max=a00； for（i=0；imax） max= arrayij ； return max；main（ ） int a34= 1，2，5，7，2，4，6，8， 15，17，34，12 ； printf（“maxvalue is %d n ” ，max -value（a） ；,运行结果为max value is 34,运行程序,8.8 局部变量和全局变量,局部变量 在一个函数内部定义的变量是内部变量，只在本函数范围内有效。全局变量 全局变量可以为本文件中其他函数所共 用。其有效范围为从定义变量的位置开 始到本源文件结束。,说明,图示及说明,返回主菜单,说 明,(1)局部变量只在定义函数的内部可访问、有效。(2)不同的函数内部定义的变量可以取相同的名字，由于1）的原因，访问它们时不会发生混淆。(3)形式参数也是局部变量。(4)在函数内部，可以在一复合语句中定义局部变量，这些局部变量只在该复合语句内部看见、有效。,