C语言_函数.ppt

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1、C 语言程序设计语言程序设计函数函数周闻钧朱宏明本讲内容本讲内容n基本函数概念n函数的递归n局部变量和全局变量n变量的存储类别函数的分类函数的分类n nmainmain函数是系统定义的。所有函数都是平行的，即在定义函数时是互函数是系统定义的。所有函数都是平行的，即在定义函数时是互相独立的，一个函数并不从属于另一函数，即函数不能嵌套定义（这相独立的，一个函数并不从属于另一函数，即函数不能嵌套定义（这是和是和PASCALPASCAL不同的），但可以互相调用，但不能调用不同的），但可以互相调用，但不能调用mainmain函数函数n n从用户使用的角度看，函数有两种：从用户使用的角度看，函数有两种：n

2、 n标准函数标准函数，即库函数。这是由系统提供的，用户不必自己定义这，即库函数。这是由系统提供的，用户不必自己定义这些函数，可以直接使用它们。应该说明，每个系统提供的库函数些函数，可以直接使用它们。应该说明，每个系统提供的库函数的数量和功能不同，当然有一些基本的函数是共同的的数量和功能不同，当然有一些基本的函数是共同的n n用户自己定义的函数用户自己定义的函数，以解决用户的专门需要，以解决用户的专门需要n n从函数的形式看，函数分两类从函数的形式看，函数分两类n n无参函数无参函数。在调用无参函数时，主调函数并不将数据传送给被调。在调用无参函数时，主调函数并不将数据传送给被调用函数，一般用来执

3、行指定的一组操作。无参函数可以带回或不用函数，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的居多带回函数值，但一般以不带回函数值的居多n n有参函数有参函数。在调用函数时，在主调函数和被调用函数之间有参数。在调用函数时，在主调函数和被调用函数之间有参数传递，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。调用函数中的数据也可以带回来供主调函数使用。编写和使用一个简单的函数编写和使用一个简单的函数编写和使用一个简单的函数编写和使用一个简单的函数n nStarb

4、ar标识符在不同的位置被使用了3次：n n函数原型（函数原型（function prototypefunction prototype）：）：告知编译器告知编译器starbarstarbar()()的函数类型的函数类型n n函数调用（函数调用（function callfunction call）：）：导致该函数的执行导致该函数的执行n n函数定义（函数定义（function definitionfunction definition）：）：确切的指定了确切的指定了该函数的具体功能该函数的具体功能编写和使用一个简单的函数编写和使用一个简单的函数n n函数和变量一样有多种类型。任何程序在使用函数

5、之前都需要声明该函数的类型n n下面是Ansi C风格的原型 void starbar(void)；n n()表明starbar是一个函数名。n n第一个第一个voidvoid指的是函数返回值类型，它的意思指的是函数返回值类型，它的意思是该函数没有返回值是该函数没有返回值n n第二个第二个voidvoid（位于圆括号内）表明该函数不接位于圆括号内）表明该函数不接受任何参数受任何参数n n分号表示该语句是进行函数的声明而不是定义分号表示该语句是进行函数的声明而不是定义编写和使用一个简单的函数编写和使用一个简单的函数n n程序通过在main()中使用函数名后跟圆括号和分号的格式调用函数starba

6、r()n n程序把starbar()和main()包含在同一个文件中，也可以把它们放在不同的两个文件中，这种方式下必须在文件种加入#define或者#include指令编写和使用一个简单的函数编写和使用一个简单的函数带参数的函数带参数的函数定义带参数的函数（形式参数）定义带参数的函数（形式参数）n n函数定义以下面的ANSI C函数头开始n n n nANSI C也接受ANSI之前的形式，但将其视为废弃不用的形式调用带参数的函数（实际参数）调用带参数的函数（实际参数）n n使用实际参数对形式参数赋值n n实际参数可以是常量、变量或一个复杂的表达式调用带参数的函数（实际参数）调用带参数的函数（实

7、际参数）n n实际参数传递给形式参数是单向值传递形式参数和实际参数形式参数和实际参数n n形式参数和实际参数形式参数和实际参数n n在调用函数时，大多数情况下，主调函数和被调用函数之间有数在调用函数时，大多数情况下，主调函数和被调用函数之间有数据传递关系据传递关系n n在定义函数时函数名后面括弧中的变量名称为形参在定义函数时函数名后面括弧中的变量名称为形参n nintint funcfunc(intint x,x,intint y)y)n n n n在调用函数时，函数名后面括弧中的表达式称为实际参数（简称在调用函数时，函数名后面括弧中的表达式称为实际参数（简称实参）实参）intint x=1,

8、y=0;x=1,y=0;funcfunc(x,y);(x,y);funcfunc(x+y,y-x);(x+y,y-x);形式参数和实际参数形式参数和实际参数n n关于形参和实参的说明n n在定义函数中指定的形参变量，在未出现函数调用时，在定义函数中指定的形参变量，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时函数maxmax中的形参才被分配内存单元。在调用结束后，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形参所占的内存单元也被释放n n实参可以是常量、变量或表达式，但要求它们有确定实参可以是常量、

9、变量或表达式，但要求它们有确定的值。在调用时将实参的值赋给形参变量（如果形参的值。在调用时将实参的值赋给形参变量（如果形参是数组名，则传递的是数组首地址，而不是变量的值）是数组名，则传递的是数组首地址，而不是变量的值）n n在被定义的函数中，必须指定形参的类型在被定义的函数中，必须指定形参的类型n n实参与形参的类型应一致。如果实参为整型，形参为实参与形参的类型应一致。如果实参为整型，形参为实型，或者相反，则发生实型，或者相反，则发生“类型不匹配类型不匹配”的错误。字的错误。字符型与整型可以互相通用符型与整型可以互相通用使用使用return从函数中返回一个值从函数中返回一个值使用使用retur

10、n从函数中返回一个值从函数中返回一个值n n关键字return指明了其后的表达式的数值即是该函数的返回值。n n因为min的类型是int，所以函数imin()的类型也是intn n返回值不仅可以被赋给一个变量，也可以被用作表达式的一部分使用使用return从函数中返回一个值从函数中返回一个值n nReturn语句的另一个作用是终止程序的执行，把程序的控制权返回给调用函数的下一个语句函数的类型函数的类型n n函数应该进行类型申明，同时其类型应和返回值类型相同n n早期的c语言中，如果函数没有进行类型申明，则该函数具有默认的函数类型int。C99标准不再支持函数的int类型的默认设置本讲内容本讲内

11、容n基本函数概念n函数的递归n局部变量和全局变量n变量的存储类别函数的递归函数的递归n n一个函数调用其本身，这种调用过程被称为递归递归的基本原理递归的基本原理n n每一级的函数调用都有自己的变量每一级的函数调用都有自己的变量n n每一次函数调用都会有一次返回每一次函数调用都会有一次返回n n递归函数中，位于递归调用前的语句和各级被调递归函数中，位于递归调用前的语句和各级被调用函数具有相同的执行顺序用函数具有相同的执行顺序n n递归函数中，位于递归调用后的语句的执行顺序递归函数中，位于递归调用后的语句的执行顺序和各个被调函数的顺序相反和各个被调函数的顺序相反n n虽然每一级递归都有自己的变量，

12、但是函数代码虽然每一级递归都有自己的变量，但是函数代码并不会得到重复并不会得到重复n n递归函数中必须包含可以终止递归调用的语句递归函数中必须包含可以终止递归调用的语句递归的基本原理递归的基本原理尾递归尾递归n n递归调用出现在函数的尾部，相当于一条循环语句尾递归尾递归n n递归和循环的比较n n选择循环更好一些选择循环更好一些n n每次递归调用都用自己的变量集合，需要占用每次递归调用都用自己的变量集合，需要占用较多的内存较多的内存n n每次递归调用需要把新的变量机和存储到堆栈每次递归调用需要把新的变量机和存储到堆栈中中n n递归的执行速度较慢递归的执行速度较慢递归和反向计算递归和反向计算递归

13、的优缺点递归的优缺点n n优点：为某些编程问题提供了最简单的解决办法n n缺点：递归算法会很快的耗尽计算机的内存资源，难于维护和阅读本讲内容本讲内容n基本函数概念n函数的递归n局部变量和全局变量n变量的存储类别局部变量和全局变量局部变量和全局变量n n局部变量局部变量n n在一个函数内部定义的变量是内部变量，它只在本函数范围内有效，也在一个函数内部定义的变量是内部变量，它只在本函数范围内有效，也就是说只有在本函数内才能使用它们，在此函数以外是不能使用这些变就是说只有在本函数内才能使用它们，在此函数以外是不能使用这些变量的。这称为量的。这称为“局部变量局部变量”n nf float fl(loa

14、t fl(intint a)a)intint b,c;b,c;Char f2(int x,Char f2(int x,intint y)y)intint i i,j;,j;void mvoid main()ain()intint m,n;m,n;a,b,c有效有效x,y,i,j有效有效m,n有效有效局部变量和全局变量局部变量和全局变量n n局部变量局部变量（续）续）n n主函数主函数mainmain中定义的变量（中定义的变量（m m，n n）也只在主函数中有效，而不因也只在主函数中有效，而不因为在主函数中定义而在整个文件或程序中有效，这是和为在主函数中定义而在整个文件或程序中有效，这是和PAS

15、CALPASCAL不不同的。主函数也不能使用其它函数中定义的变量同的。主函数也不能使用其它函数中定义的变量n n不同函数中可以使用相同名字的变量，它们代表不同的对象，互不同函数中可以使用相同名字的变量，它们代表不同的对象，互不干扰。例如，在不干扰。例如，在f1f1函数中定义了变量函数中定义了变量b,cb,c，倘若在倘若在f2f2函数中也定函数中也定义变量义变量b b和和c c，它们在内存中占不同的单元，互不混淆它们在内存中占不同的单元，互不混淆n n形式参数也是局部变量。例如形式参数也是局部变量。例如flfl函数中的形函数中的形参参a a，也只在也只在flfl函数中函数中有效。其它函数不能调用

16、有效。其它函数不能调用n n在一个函数内部，可以在复合语句中定义变量，这些变量只在本在一个函数内部，可以在复合语句中定义变量，这些变量只在本复合语句中有效，复合语句中有效，这种复合语句也称为这种复合语句也称为“分程序分程序”或或“程序块程序块”char c;char c;intint j;j;c=j;/c=j;/错误错误局部变量和全局变量局部变量和全局变量n n全局变量n n程序的编译单位是源程序文件，一个源文件可以包含程序的编译单位是源程序文件，一个源文件可以包含一个或若干个函数。在函数内定义的变量是局部变量，一个或若干个函数。在函数内定义的变量是局部变量，而在函数之外定义的变量称为外部变量

17、，外部变量是而在函数之外定义的变量称为外部变量，外部变量是全局变量。全局变量可以为本文件中其它函数所共用全局变量。全局变量可以为本文件中其它函数所共用，它的有效范围为从定义变量的位置开始到源文件结束它的有效范围为从定义变量的位置开始到源文件结束n n在一个函数中既可以使用本函数中的局部变量，又可在一个函数中既可以使用本函数中的局部变量，又可以使用有效的全局变量，打个通俗的比方：国家有统以使用有效的全局变量，打个通俗的比方：国家有统一的法律和法令，各地方还可以根据需要制定地方的一的法律和法令，各地方还可以根据需要制定地方的法律、法令，法律、法令，一个地方的居民既一个地方的居民既遵遵守国家统一的法

18、律守国家统一的法律法令法令，又要遵守本地方的法律法令。而另一个地方的，又要遵守本地方的法律法令。而另一个地方的居民则应遵守国家统一的和该地方的法律法令居民则应遵守国家统一的和该地方的法律法令局部变量和全局变量局部变量和全局变量n n全局变量（续）n n定义定义全局变量的作用是：全局变量的作用是：n n增加了函数间数据联系的渠道。由于同一文件中的所有函数都增加了函数间数据联系的渠道。由于同一文件中的所有函数都能引用全局变量的值，因此如果在一个函数中改变了全局变量能引用全局变量的值，因此如果在一个函数中改变了全局变量的值，就能影响到其它函数，相当于各个函数间有直接的传递的值，就能影响到其它函数，相

19、当于各个函数间有直接的传递通道通道。n n由于函数的调用只能带回一个返回值，因此有时可以利用全局由于函数的调用只能带回一个返回值，因此有时可以利用全局变量增加函数联系的渠道，从函数得到一个以上的返回值变量增加函数联系的渠道，从函数得到一个以上的返回值。n n可以利用全局变量以减少函数实参与形参的个数，从而减少内可以利用全局变量以减少函数实参与形参的个数，从而减少内存空间以及传递数据时的时间消耗存空间以及传递数据时的时间消耗。n n此外此外，C C语言规定，外部数组可以赋初值，而局部数组不能赋语言规定，外部数组可以赋初值，而局部数组不能赋初值初值局部变量和全局变量局部变量和全局变量n n全局变量

20、（续）n n建议不在必要时不要使用全局变量，因为建议不在必要时不要使用全局变量，因为n n全局变量在程序的全部执行过程中都占用存储单元而不是仅在全局变量在程序的全部执行过程中都占用存储单元而不是仅在需要时才开辟单元需要时才开辟单元n n它使函数的通用性降低了，因为函数在执行时要依赖于其所在它使函数的通用性降低了，因为函数在执行时要依赖于其所在的外部变量。如果将一个函数移到另一个文件中，还要将有关的外部变量。如果将一个函数移到另一个文件中，还要将有关的外部变量及其值一起移过去的外部变量及其值一起移过去。n n模块的功能要单一，其它模块的相互影响要尽量少。而用全局模块的功能要单一，其它模块的相互影

21、响要尽量少。而用全局变量是不符合这个原则的。一般要求把变量是不符合这个原则的。一般要求把C C程序中的函数做成一程序中的函数做成一个封闭体，除了可以通过个封闭体，除了可以通过“实参实参形参形参”的渠道与外界发生联的渠道与外界发生联系外，没有其它渠道。这样的程序移植性好，可读性强。系外，没有其它渠道。这样的程序移植性好，可读性强。n n使用全局变量过多，会降低程序的清晰性，人们往往难以清楚使用全局变量过多，会降低程序的清晰性，人们往往难以清楚地判断出每个瞬时各个外部变量的值。在各个函数执行时都可地判断出每个瞬时各个外部变量的值。在各个函数执行时都可能改变外部变量的值，程序容易出错。因此，要限制使

22、用全局能改变外部变量的值，程序容易出错。因此，要限制使用全局变量变量局部变量和全局变量局部变量和全局变量n n全局变量（续）n n如果在一个源文件中，全局变量和局部变量同名，则如果在一个源文件中，全局变量和局部变量同名，则在局部变量的作用范围内，外部变量被屏蔽，在局部变量的作用范围内，外部变量被屏蔽，即它即它将将不起作用不起作用本讲内容本讲内容n基本函数概念n函数的递归n局部变量和全局变量n变量的存储类别变量的存储类别变量的存储类别n n动态存储方式和静态存储方式n n从变量存在的时间（生存期）角度分：从变量存在的时间（生存期）角度分：n n静态存储方式：在程序运行期间分配固定的存储空静态存储

23、方式：在程序运行期间分配固定的存储空间的方式间的方式n n动态存储方式：在程序运行期间根据需要进行动态动态存储方式：在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式的分配存储空间的方式n n内存中的存储空间：内存中的存储空间：程序区程序区静态存储区静态存储区动态存储区动态存储区用户区用户区变量的存储类别变量的存储类别n n数据存放在静态存储区和动态存储区n n全局变量存放在静态存储区，在程序开始执行时给全局变量分配存储区，程序执行完毕后释放n n 动态存储区（程序栈）存放：n n函数形式参数函数形式参数n n自动变量（未加自动变量（未加staticstatic声明的局部变量）声明的局部变量）

24、n n函数调用时的现场保护和返回地址函数调用时的现场保护和返回地址变量的存储类别变量的存储类别n nAuto变量n n函数中的局部变量，如果不是函数中的局部变量，如果不是staticstatic的，都是动的，都是动态的分配存储空间的态的分配存储空间的n n函数的形参和函数中的变量，在调用函数时，函数的形参和函数中的变量，在调用函数时，系统会给他们分配存储空间，在函数调用结束系统会给他们分配存储空间，在函数调用结束时自动时释放这些存储空间时自动时释放这些存储空间n n没有声明的变量自动隐含指定为自动变量没有声明的变量自动隐含指定为自动变量变量的存储类别变量的存储类别n nstaticstatic

25、变量变量n n静态变量属于静态存储类别，在静态存储区内分配存静态变量属于静态存储类别，在静态存储区内分配存储单元，在程序整个运行期间都不释放储单元，在程序整个运行期间都不释放n n静态局部变量是在编译时赋初值的静态局部变量是在编译时赋初值的，即只赋初值一次，即只赋初值一次，在程序运行时他已经有初值了，以后每次调用函数时在程序运行时他已经有初值了，以后每次调用函数时不再重新赋初值而是保留上次的值不再重新赋初值而是保留上次的值n n对静态局部变量来说，如果没有赋初值的话，编译时对静态局部变量来说，如果没有赋初值的话，编译时自动赋初值自动赋初值0 0或空字符或空字符n nstaticstatic变量

26、多占内存，变量多占内存，降低程序可读性降低程序可读性，应，应尽可能的少尽可能的少用用staticstatic变量变量变量的存储类别变量的存储类别n nRegister变量n n对一些频繁使用的变量，对一些频繁使用的变量，C C语言为了提高执行语言为了提高执行效率，允许将局部变量的值放到效率，允许将局部变量的值放到CPUCPU的寄存器的寄存器中，需要时可以直接从寄存器中读取，中，需要时可以直接从寄存器中读取，而不要而不要从从内存内存中读取中读取n n只有局部自动变量和形式参数才能作为寄存器只有局部自动变量和形式参数才能作为寄存器变量变量，其他不行，其他不行n n计算机系统中的寄存器数目有限，不能

27、定义任计算机系统中的寄存器数目有限，不能定义任意多的寄存器变量意多的寄存器变量n nstaticstatic的变量不能定义为寄存器变量的变量不能定义为寄存器变量变量的存储类别变量的存储类别n nextern变量n n用用externextern变量来声明外部变量，以扩展外部变量变量来声明外部变量，以扩展外部变量的作用域的作用域n n在一个文件内声明外部变量在一个文件内声明外部变量n n扩展外部变量的作用范围扩展外部变量的作用范围n n在多个文件的程序中声明外部变量在多个文件的程序中声明外部变量n n一个文件引用另一个文件中已定义的外部变量一个文件引用另一个文件中已定义的外部变量n n为了防止这

28、种引用错误，为了防止这种引用错误，可以在定义一个外部变量可以在定义一个外部变量时加时加staticstatic声明声明变量的存储类别变量的存储类别n n变量的定义和声明n n定义：需要建立存储空间的定义：需要建立存储空间的n n声明：不需要建立存储空间的声明：不需要建立存储空间的n n广义的说，声明包括定义，但并非所有的声明广义的说，声明包括定义，但并非所有的声明都是定义都是定义n n对外部变量，只能定义一次，声明可以声明多对外部变量，只能定义一次，声明可以声明多次次内部函数和外部函数内部函数和外部函数n n内部函数：n nstatic static 类型标识符类型标识符 函数名（形参表）函数名（形参表）n n一个函数只能被本文件中的其他函数所调用一个函数只能被本文件中的其他函数所调用n n外部函数：n nExtern Extern 类型类型标识标识符符 函数名（形参表）函数名（形参表）n n在定义函数时，在在定义函数时，在函数首部的最左端加函数首部的最左端加externextern，表示该函数可以被其他文件调用表示该函数可以被其他文件调用n n在需要调用此函数的文件中，用在需要调用此函数的文件中，用externextern声明的函声明的函数是外部函数数是外部函数