第4章 过程抽象——函数.ppt

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1、第四章 功能（过程）抽象函数主讲人：侯海良通信与控制工程系本章内容n n基于过程抽象的程序设计基于过程抽象的程序设计n n子程序的概念子程序的概念n nC+C+的函数的函数n n变量的局部性和变量的生存期变量的局部性和变量的生存期n n标识符的作用域标识符的作用域n n递归函数递归函数n n内联函数内联函数n n函数名重载函数名重载n n条件编译程序调试与多环境程序编制条件编译程序调试与多环境程序编制n n标准库函数标准库函数基于过程抽象的程序设计 n n人们在设计一个复杂的程序时，经常会用到功能人们在设计一个复杂的程序时，经常会用到功能分分解解和和复合复合两种手段：两种手段：功能分解功能分解

2、：在进行程序设计时，首先把程序的功能分解成：在进行程序设计时，首先把程序的功能分解成若干子功能，每个子功能又可以分解成若干子功能，等等，若干子功能，每个子功能又可以分解成若干子功能，等等，从而形成了一种自顶向下（从而形成了一种自顶向下（top-downtop-down）、逐步精化）、逐步精化（step-wisestep-wise）的设计过程。）的设计过程。功能复合功能复合：把已有的（子）功能逐步组合成更大的（子）：把已有的（子）功能逐步组合成更大的（子）功能，从而形成一种自底向上（功能，从而形成一种自底向上（bottom-upbottom-up）的设计过程。）的设计过程。n n过程抽象过程抽象

3、：一个功能的使用者只需要知道相应功能：一个功能的使用者只需要知道相应功能是什么（是什么（what to dowhat to do），而不必知道它是如何做），而不必知道它是如何做（how to dohow to do）的。）的。子程序n n子程序是取了名的一段程序代码，在程序中通过名字来使用（调用）它们。n n子程序的作用：减少重复代码，节省劳动力减少重复代码，节省劳动力实现实现过程抽象过程抽象（功能抽象功能抽象）封装和信息隐藏的作用封装和信息隐藏的作用 子程序之间的数据传递n n一个子程序所需要的数据往往要从调用者（也是一个子程序所需要的数据往往要从调用者（也是一个子程序）那里获得，计算结果也

4、需要返回给一个子程序）那里获得，计算结果也需要返回给调用者。调用者。n n子程序之间的数据传递方式可以通过：子程序之间的数据传递方式可以通过：全局变量：所有子程序都能访问到的变量。（不好）全局变量：所有子程序都能访问到的变量。（不好）参数：形式参数（形参）和实在参数（实参）。参数：形式参数（形参）和实在参数（实参）。n n值传递：把实参的值复制一份给形参。值传递：把实参的值复制一份给形参。n n地址或引用传递：把实参的地址传给形参。地址或引用传递：把实参的地址传给形参。返回值机制：返回计算结果。返回值机制：返回计算结果。C+函数n n函数函数是是C+C+提供的用于实现子程序的语言成分。提供的用

5、于实现子程序的语言成分。n n函数的定义：函数的定义：()描述了函数返回值的类型，描述了函数返回值的类型，n n可以为任意的可以为任意的C+C+数据类型。数据类型。n n当返回值类型为当返回值类型为voidvoid时，它表示函数没有返回值。时，它表示函数没有返回值。用于标识函数的名字，用标识符表示。用于标识函数的名字，用标识符表示。描述函数的形式参数，由零个、一个或多描述函数的形式参数，由零个、一个或多个形参说明（用逗号隔开）构成，形参说明的格式为：个形参说明（用逗号隔开）构成，形参说明的格式为：为为一一个个 ，用用于于实实现现相相应应函函数的功能。数的功能。n n函数体内可以包含函数体内可以

6、包含returnreturn语句，格式为：语句，格式为：return return;return;return;n n当当函函数数体体执执行行到到returnreturn语语句句时时，函函数数立立即即返返回回到到调调用用者。如果有返回值，则把返回值带回给调用者。者。如果有返回值，则把返回值带回给调用者。n n如如果果returnreturn中中的的的的类类型型与与函函数数 不不一一致致，则则进进行行隐隐式式类类型型转转换换，基基本本原原则则为为：把把转成转成 。n n注意：在函数体中不能用注意：在函数体中不能用注意：在函数体中不能用注意：在函数体中不能用gotogoto语句转出函数体。语句转出

7、函数体。语句转出函数体。语句转出函数体。例1：用函数实现阶乘int factorial(int n)/求n的阶乘 int i,f=1;for(i=2;i=0)if(n=0)while(n 0)while(n 0)product*=x;product*=x;n-;n-;elseelsewhile(n 0)while(n 0)product/=x;product/=x;n+;n+;return product;return product;例2：编写求xn的函数函数mainn n每个每个C+C+程序都要定义一个名字为程序都要定义一个名字为mainmain的函数，的函数，C+C+程序的执行是从程序的

8、执行是从mainmain开始的。对于函数开始的。对于函数mainmain，其返回值类型为，其返回值类型为intint，例如：，例如：intint main()main().return-1;.return-1;.return 0;return 0;n n一般情况下，返回一般情况下，返回0 0表示程序正常结束；返回负数表示程序正常结束；返回负数（如（如1 1）表示程序非正常结束。）表示程序非正常结束。函数的调用 n n对于定义的一个函数，必须要调用它，它的函数体对于定义的一个函数，必须要调用它，它的函数体才会执行。才会执行。n n除了函数除了函数mainmain外，程序中对其它函数的调用都是从外

9、，程序中对其它函数的调用都是从mainmain开始的。开始的。mainmain一般是由操作系统来调用。一般是由操作系统来调用。n n函数调用的格式如下：函数调用的格式如下：()由零个、一个或多个表达式构成（逗号由零个、一个或多个表达式构成（逗号分割）分割）实参的个数和类型应与相应函数的形参相同。类型如果实参的个数和类型应与相应函数的形参相同。类型如果不同，编译器会试图进行隐式转换，转换规则是把实参不同，编译器会试图进行隐式转换，转换规则是把实参类型转换成形参类型类型转换成形参类型 。n n注意：不能用注意：不能用gotogoto语句从函数外转入函数体语句从函数外转入函数体函数调用的例子.int

10、int main()main()intint x;x;coutcout x;x;coutcout Factorial of x is Factorial of x is factorial(xfactorial(x)/)/调用阶乘函数调用阶乘函数 endlendl;return 0;return 0;.intint main()main()double a;double a;intint b;b;coutcout a b;a b;coutcout a a 的的 b b 次方是：次方是：power(a,bpower(a,b)endlendl;return 0;return 0;函数调用的执行过程

11、n n计计算算实实参参的的值值（对对于于多多个个实实参参，C+C+没没有有规规定定计计算次序算次序）；）；n n把实参分别传递给被调用函数的形参；把实参分别传递给被调用函数的形参；n n执行函数体；执行函数体；n n函函数数体体中中执执行行returnreturn语语句句返返回回函函数数调调用用点点，调调用用点点获获得得返返回回值值（如如果果有有返返回回值值）并并执执行行调调用用之之后后的操作。的操作。n n可可以以把把有有返返回回值值的的函函数数调调用用作作为为操操作作数数放放在在表表达达式中参加运算式中参加运算 ：x+x+power(x,ypower(x,y)*z*z 函数声明 n n程序

12、中调用的所有函数都要有定义。n n如果函数定义在其它文件（如：C+的标准库）中或定义在本源文件中使用点之后，则在调用前需要对被调用的函数进行声明。n n函数声明的格式如下：();/);/函数原型函数原型或或extern extern (););在函数声明中，在函数声明中，中中可以只列出形参的可以只列出形参的类类型而型而不写形参名不写形参名/file2.cppint g(int i)/定义 extern int x,y;/声明 int z;/定义 z=x+y;return z+i;/file1.cppint x=0;/定义int main()/定义 extern void f();/声明 ext

13、ern int g(int);/声明 extern int y;/声明 y=x+2;f();/调用 y=g(x);/调用 return 0;int y=0;/定义void f()/定义x=y+1;函数声明的作用是什么？函数声明的作用是什么？函数声明的作用是什么？函数声明的作用是什么？例5：用函数实现求小于n的所有素数。#include#include#include#include using namespace std;using namespace std;boolbool is_prime(intis_prime(int n);/n);/函数声明函数声明void void print_p

14、rime(intprint_prime(int n,n,intint count);/count);/函数声明函数声明intint mainmain()()intint i,n,counti,n,count=1;=1;coutcout n;/n;/从键盘输入一个正整数从键盘输入一个正整数if(n 2)return-1;if(n 2)return-1;coutcout 2 ,;/2 ,;/输出第一个素数输出第一个素数for(i=3;in;i+=2)for(i=3;in;i+=2)if(if(is_primeis_prime(i(i)count+;count+;print_primeprint_p

15、rime(i,count(i,count););coutcout endlendl;return 0;return 0;boolbool is_prime(intis_prime(int n)n)intint i,j,ki,j,k=sqrt(nsqrt(n););for(i=2,j=k;i=j;i+)for(i=2,j=k;i=j;i+)if(if(n%in%i=0)return false;=0)return false;return true;return true;void void print_prime(intprint_prime(int n,n,intint count)coun

16、t)coutcout n ,;n ,;if(count%6=0)if(count%6=0)coutcout endlendl;函数的参数传递函数的参数传递 n nC+提供了两种参数传递机制：值传递值传递n n把实参的值赋值给形参。把实参的值赋值给形参。地址或引用传递地址或引用传递n n把实参的地址赋值给形参。把实参的地址赋值给形参。n nC+默认的参数传递方式是值传递。值传递值传递n n在函数调用时，采用类似变量初始化的形式把实参的值传给形参。n n函数执行过程中，通过形参获得实参的值，n n函数体中对形参值的改变不会影响相应实参的值。值参数传递的例子值参数传递的例子/函数函数mainmain

17、调用函数调用函数powerpower计算计算a ab b#include#include using namespace std;using namespace std;double double power(doublepower(double x,x,intint n);n);intint main()main()double a=3.0,c;double a=3.0,c;intint b=4;b=4;c=c=power(power(a a,b b););coutcout a ,b ,c a ,b ,c=0)if(n=0)while(n 0)while(n 0)product*=x;pro

18、duct*=x;n-;n-;elseelsewhile(n 0)while(n 0)product/=x;product/=x;n+;n+;return product;return product;n n执行执行执行执行mainmain时，产生三个变量（分配内存空间）时，产生三个变量（分配内存空间）时，产生三个变量（分配内存空间）时，产生三个变量（分配内存空间）a a、b b和和和和c c：a:a:3.03.0b:b:44c:c:?n n调用调用调用调用powerpower函数时，又产生三个个变量函数时，又产生三个个变量函数时，又产生三个个变量函数时，又产生三个个变量x x、n n和和和和p

19、roductproduct，然后分别用，然后分别用，然后分别用，然后分别用a a、b b以及以及以及以及1.01.0对它们初始对它们初始对它们初始对它们初始化：化：化：化：a:a:3.03.0b:b:4 4c:c:?x:x:3.03.0n:n:4 4product:product:1.01.0n n函数函数函数函数powerpower中的循环结束后（函数返回前）：中的循环结束后（函数返回前）：中的循环结束后（函数返回前）：中的循环结束后（函数返回前）：a:a:3.03.0b:b:4 4c:c:?x:x:3.03.0n:n:0 0product:product:81.081.0n n函数函数函数

20、函数powerpower返回后：返回后：返回后：返回后：a:a:3.03.0b:b:44c:c:81.081.0变量的局部性变量的局部性n n在C+中，根据变量的定义位置，把变量分成：局部变量和全局变量。局部变量局部变量是指在复合语句中定义的变量，它们是指在复合语句中定义的变量，它们只能在定义它们的复合语句（包括内层的复合只能在定义它们的复合语句（包括内层的复合语句）中使用。语句）中使用。全局变量全局变量是指在函数外部定义的变量，它们一是指在函数外部定义的变量，它们一般能被程序中的所有函数使用（静态的全局变般能被程序中的所有函数使用（静态的全局变量除外）。量除外）。局部变量和全局变量的例子局部

21、变量和全局变量的例子intint x=0;/x=0;/全局变量全局变量void f()void f()intint y=0;/y=0;/局部变量局部变量x+;/OKx+;/OKy+;/OKy+;/OKa+;/a+;/ErrorError intint main()main()intint a=0;/a=0;/局部变量局部变量f();f();a+;/OKa+;/OKx+;/OKx+;/OKy+;/y+;/ErrorError while(x10)while(x10)intint b=0;/b=0;/局部变量局部变量 a+;/OKa+;/OKb+;/OKb+;/OKx+;/OKx+;/OK b+;

22、/b+;/ErrorErrorreturn 0;return 0;变量的生存期（存储分配）变量的生存期（存储分配）n n把程序运行时一个变量占有内存空间的时间段称为该变量的生存期。静态静态：从程序开始执行时就进行内存空间分配，直到程：从程序开始执行时就进行内存空间分配，直到程序结束才收回它们的空间。序结束才收回它们的空间。全局变量具有静态生存期全局变量具有静态生存期 。自动自动：内存空间在程序执行到定义它们的复合语句（包：内存空间在程序执行到定义它们的复合语句（包括函数体）时才分配，当定义它们的复合语句执行结束括函数体）时才分配，当定义它们的复合语句执行结束时，它们的空间将被收回。时，它们的空

23、间将被收回。局部变量和函数的参数一般局部变量和函数的参数一般具有自动生存期具有自动生存期。动态动态 ：内存空间在程序中显式地用：内存空间在程序中显式地用newnew操作或操作或mallocmalloc库函数分配、用库函数分配、用deletedelete操作或操作或freefree库函数收回。库函数收回。动态变动态变量具有动态生存期量具有动态生存期。n n具有静态生存期的变量，如果没有显式初始化，系统将把具有静态生存期的变量，如果没有显式初始化，系统将把它们初始化成它们初始化成0 0。存储类修饰符存储类修饰符 n n在定义局部变量时，可以为它们加上存储类修饰符来显式地指出它们的生存期。autoa

24、uto：使局部变量具有自动生存期。局部变量的：使局部变量具有自动生存期。局部变量的默认存储类为默认存储类为autoauto。staticstatic：使局部变量具有静态生存期。它只在函：使局部变量具有静态生存期。它只在函数第一次调用时进行初始化，以后调用中不再进数第一次调用时进行初始化，以后调用中不再进行初始化，它的值为上一次函数调用结束时的值。行初始化，它的值为上一次函数调用结束时的值。registerregister：使局部变量也具有自动生存期，由编：使局部变量也具有自动生存期，由编译程序根据译程序根据CPUCPU寄存器的使用情况来决定是否存寄存器的使用情况来决定是否存放在寄存器中。放在寄

25、存器中。void f()void f()auto auto intint x=0;x=0;/auto/auto一般不写一般不写 static static intint y=1;y=1;register register intint z=0;z=0;x+;y+;z+;x+;y+;z+;coutcout x y z x y z=调用调用f f时，输出：时，输出：x=1,y=2,z=1x=1,y=2,z=1=调用调用f f时，输出：时，输出：x=1,y=3,z=1x=1,y=3,z=1Static Static 实例实例程序实体在内存中的安排程序实体在内存中的安排程序运行时各种数据在内存中的分配

26、：程序运行时各种数据在内存中的分配：n n静态数据区静态数据区用于全局变量、用于全局变量、staticstatic存会储类的局部变量以及存会储类的局部变量以及常量的内存分配常量的内存分配 。（该区变量未初始化时会默认为。（该区变量未初始化时会默认为0 0）n n代码区代码区用于存放程序的指令，对用于存放程序的指令，对C+C+程序而言，代码区存放程序而言，代码区存放的是所有函数代码；的是所有函数代码；n n栈区栈区用于用于autoauto存储类的局部变量、函数的形式参数以及函数存储类的局部变量、函数的形式参数以及函数调用时有关信息（如：函数返回地址等）的内存分配；调用时有关信息（如：函数返回地址

27、等）的内存分配；n n堆区堆区用于动态变量的内存分配。用于动态变量的内存分配。静态数据区静态数据区代码区代码区栈区栈区堆区堆区n n例例7 7：编写一个能够产生随机数的函数：编写一个能够产生随机数的函数usingnedusingned intint random random（）（）static static usignedusigned intint seed=1 seed=1；seed=(25173*seed+13849)%65536seed=(25173*seed+13849)%65536；return seedreturn seed；C+程序的多模块结构 n n逻辑上逻辑上，一个，一个

28、C+C+程序由一些全局函数（区别于类程序由一些全局函数（区别于类定义中的成员函数）、全局常量、全局变量定义中的成员函数）、全局常量、全局变量/对象以对象以及类的定义构成，其中必须有且仅有一个名字为及类的定义构成，其中必须有且仅有一个名字为mainmain的全局函数。函数内部可以包含形参、局部常的全局函数。函数内部可以包含形参、局部常量、局部变量量、局部变量/对象的定义以及语句。对象的定义以及语句。n n物理上物理上，可以按某种规则对构成，可以按某种规则对构成C+C+程序的各个逻程序的各个逻辑单位（全局函数、全局常量、全局变量辑单位（全局函数、全局常量、全局变量/对象、类对象、类等）的定义进行分

29、组，分别把它们放在若干个源文件等）的定义进行分组，分别把它们放在若干个源文件中，构成中，构成程序模块程序模块。n n程序模块是为了便于从物理上对程序进行组织、管理程序模块是为了便于从物理上对程序进行组织、管理和理解，便于多人合作开发一个程序。和理解，便于多人合作开发一个程序。n n程序模块是可单独编译的程序单位。程序模块是可单独编译的程序单位。C+模块的构成n n一个C+模块一般包含两个部分：接口（.h文件）：n n给出在本模块中定义的、提供给其它模块使用给出在本模块中定义的、提供给其它模块使用的一些程序实体（如：函数、全局变量等）的的一些程序实体（如：函数、全局变量等）的声明声明；实现（.c

30、pp文件）：n n模块的实现给出了模块中的程序实体的模块的实现给出了模块中的程序实体的定义定义。n n在模块A中要用到模块B中定义的程序实体时，可以在A的.cpp文件中用文件包含命令（#include）把B的.h文件包含进来。n n文件包含命令是一种编译预处理命令，其格式为：#include#include 或或或或#include#include 文件名文件名“注意：（注意：（1 1）#include#include 表示在系统指表示在系统指定的目录下寻找指定文件定的目录下寻找指定文件（2 2）#include“#include“文件名文件名“表示在源文件所在的表示在源文件所在的目录下寻找指

31、定文件目录下寻找指定文件includeinclude命令的含义是：在编译前，用命令中的命令的含义是：在编译前，用命令中的文件名所指定的文件内容替换该命令。文件名所指定的文件内容替换该命令。/file1.h/file1.hextern extern intint x;x;/全局变量全局变量x x的声明的声明extern double y;extern double y;/全局变量全局变量y y的声明的声明intint f();f();/全局函数全局函数f f的声明的声明/file1.cpp/file1.cppintint x=1;x=1;/全局变量全局变量x x的定义的定义double y=2.

32、0;double y=2.0;/全局变量全局变量y y的定义的定义intint f()f()/全局函数全局函数f f的定义的定义 intint m;m;/局部变量局部变量mm的定义的定义.m+=x;m+=x;/语句语句.return m;return m;/file2.hvoid g();/全局函数g的声明/file2.cpp#include file1.h /把文件把文件file1.hfile1.h中的内容包含进中的内容包含进来来void g()/全局函数g的定义 double z;/局部变量z的定义.z=y+10;/语句./main.cppmain.cpp#include file1.h#

33、include file1.h /把文件把文件file1.hfile1.h中的内容包含进来中的内容包含进来#include file2.h#include file2.h /把文件把文件file2.hfile2.h中的内容包含进来中的内容包含进来intint main()main()/全局函数全局函数mainmain的定义的定义 double r;double r;/局部变量局部变量r r的定义的定义.r=r=x+yx+y*f();*f();/语句语句.g();g();/语句语句.标识符的作用域 n n在程序常量、变量、函数、类等的命名中，要区分在程序常量、变量、函数、类等的命名中，要区分它们

34、需要命不同的名字，这样程序才能区分它们。它们需要命不同的名字，这样程序才能区分它们。但这会带来不便。如两个程序员写函数的局部变量，但这会带来不便。如两个程序员写函数的局部变量，可能会出现命名相同。可能会出现命名相同。n n为了对程序中的实体的名字进行管理，引进了标识为了对程序中的实体的名字进行管理，引进了标识符的符的作用域作用域的概念。的概念。一个定义了的标识符的有效范围（能被访问的程序段）一个定义了的标识符的有效范围（能被访问的程序段）称为该标识符的作用域。称为该标识符的作用域。n n在不同的作用域中，可以用相同的标识符来标识不在不同的作用域中，可以用相同的标识符来标识不同的程序实体。同的程

35、序实体。C+标识符的作用域n nC+把标识符的作用域分成若干类，其中包括：局部作用域局部作用域全局作用域全局作用域文件作用域文件作用域函数作用域函数作用域函数原型作用域函数原型作用域类作用域类作用域名空间作用域名空间作用域局部作用域n n在函数定义或复合语句中、从标识符的定义点开始在函数定义或复合语句中、从标识符的定义点开始到函数定义或复合语句结束之间的程序段。到函数定义或复合语句结束之间的程序段。n nC+C+中的局部常量名、局部变量名中的局部常量名、局部变量名/对象名以及函对象名以及函数的形参名具有局部作用域。数的形参名具有局部作用域。n n例例例例：void void f(intf(in

36、t y)y)y;y;/OK/OK x;x;/Error/Error intint x;x;x;x;/OK/OK double x;double x;/Error,/Error,重名重名重名重名 char ychar y；/Error/Error，重名，重名，重名，重名 void void g(doubleg(double y)y)/OK/OK double x;double x;/OK/OK f(1 f(1);/OK);/OK void void f(intf(int n)n)x+;x+;/Error/Error intint x=0;x=0;x+;x+;n+;n+;.void g()void

37、 g()x+;x+;/Error/Error n+;n+;/Error/Error intint main()main()intint x=0;x=0;intint n;n;cincin n;n;f(nf(n););.n n如果在一个标识符的局部作用域中包含内层复合如果在一个标识符的局部作用域中包含内层复合语句，并且在该内层复合语句中定义了一个同名语句，并且在该内层复合语句中定义了一个同名的不同实体，则外层定义的标识符的作用域应该的不同实体，则外层定义的标识符的作用域应该是从其潜在作用域中扣除内层同名标识符的作用是从其潜在作用域中扣除内层同名标识符的作用域之后所得到的作用域。域之后所得到的作用

38、域。void f()void f()intint x;x;/外层外层x x的定义的定义.x.x./外层的外层的x xwhile (.x.)while (.x.)/外层的外层的x x .x.x./外层的外层的x x，double x;double x;/内层内层x x的定义的定义.x.x./内层的内层的x x.x.x./外层的外层的x x 全局作用域n n在函数级定义的标识符具有全局作用域。n n全局变量名/对象名、全局函数名和全局类名的作用域一般具有全局作用域，它们在整个程序中可用。n n如果在某个局部作用域中定义了与某个全局标识符同名的标识符，则该全局标识符的作用域应扣掉与之同名的局部标识符

39、的作用域。n n在局部标识符的作用域中若要使用与其同名的全局标识符，则需要用全局域选择符（:）对全局标识符进行修饰（受限）。double x;/外层x的定义void f()int x;/内层x的定义.x./内层的x:x./外层的x作用域的综合实例文件作用域n n在全局标识符的定义中加上在全局标识符的定义中加上staticstatic修饰符，则该全局修饰符，则该全局标识符就成了具有文件作用域的标识符，它们只能在标识符就成了具有文件作用域的标识符，它们只能在定义它们的源文件（模块）中使用。定义它们的源文件（模块）中使用。n nC+C+中的关键词中的关键词staticstatic有两个不同的含义。有

40、两个不同的含义。在局部变量的定义中，在局部变量的定义中，staticstatic修饰符用于指定局部变量采修饰符用于指定局部变量采用静态存储分配；用静态存储分配；而在全局标识符的定义中，而在全局标识符的定义中，staticstatic修饰符用于把全局标识修饰符用于把全局标识符的作用域改变为文件作用域。符的作用域改变为文件作用域。n n一般情况下，具有全局作用域的标识符主要用于标识一般情况下，具有全局作用域的标识符主要用于标识被程序各个模块共享的程序实体，而具有文件作用域被程序各个模块共享的程序实体，而具有文件作用域的标识符用于标识在一个模块内部共享的程序实体。的标识符用于标识在一个模块内部共享的

41、程序实体。/file1.cpp/file1.cppstatic static intint y;y;/文件作用域文件作用域static void f()static void f()/文件作用域文件作用域./file2.cpp/file2.cppextern extern intint y;y;extern void f();extern void f();void g()void g().y.y./Error/Error f();f();/Error/Error 函数作用域n n语句标号是唯一具有函数作用域的标识符，它们在定义它们的函数体中的任何地方都可以访问。n n函数作用域与局部作用域的

42、区别是：函数作用域包括整个函数，而局部作用域是从定函数作用域包括整个函数，而局部作用域是从定义点开始到函数定义或复合语句结束。义点开始到函数定义或复合语句结束。在函数体中，一个语句标号只能定义一次，即使在函数体中，一个语句标号只能定义一次，即使是在内层的复合语句中，也不能再定义与外层相是在内层的复合语句中，也不能再定义与外层相同的语句标号。同的语句标号。void f()void f().gotogoto L;L;/OK/OK.L:.L:.L:.L:./Error/Error .gotogoto L;L;/OK/OK.void g()void g().gotogoto L;L;/Error/Er

43、ror.名空间作用域n n对于一个多文件构成的程序，有时会面临一个问题：在一个源文件中要用到两个分别在另外两个源文件中定义的不同全局程序实体（如：全局函数），而这两个全局程序实体的名字相同。例n nC+提供了名空间（namespace）设施来解决上述的名冲突问题。在一个名空间中定义的全局标识符，其作用域为在一个名空间中定义的全局标识符，其作用域为该名空间。该名空间。当在一个名空间外部需要使用该名空间中定义的当在一个名空间外部需要使用该名空间中定义的全局标识符时，可用该名空间的名字来修饰或受全局标识符时，可用该名空间的名字来修饰或受限。限。/file1.cpp/file1.cppvoid f()

44、void f()./file2.cpp/file2.cppvoid f()void f().int main()f();/file1中还是file2中的？f();/file1中还是file2中的？/main.cpp/模块模块1 1namespace Anamespace A intint x=1;x=1;void f()void f()./模块模块2 2namespace Bnamespace B intint x=0;x=0;void f()void f().A:xA:x./A/A中的中的x x A:fA:f();();/A/A中的中的f f.B:xB:x./B/B中的中的x xB:fB:f

45、();();/B/B中的中的f fusing namespace A;using namespace A;.x.x./A/A中的中的x x f();f();/A/A中的中的f f.B:xB:x./B/B中的中的x xB:fB:f();();/B/B中的中的f fusing A:f;.A:x./A/A中的中的x x f();/A/A中的中的f f.B:xB:x./B/B中的中的x xB:fB:f();();/B/B中的中的f f/模块31、2、3、递归函数n n函数的调用是可以嵌套的。函数的调用是可以嵌套的。void h()void h().void g()void g().h();h();.v

46、oid f()void f().g();g();.n n直接递归void f()void f().f().f().n n间接递归extern void g();extern void g();void f()void f().g().g().void g()void g().f().f().n n如果一个函数在其函数体中直接或间接地调用了自己，则该函数称为递归函数。递归函数的作用 n n在程序设计中经常需要实现重复性的操作。循环为实现重复操作提供了一种途径。n n实现重复操作的另一个途径是采用递归函数。n n“分而治之”（Divide and Conquer）设计方法:把一个问题分解成若干个子

47、问题，而把一个问题分解成若干个子问题，而每个子问题每个子问题的性质与原问题相同的性质与原问题相同，只是在规模上比原问题要，只是在规模上比原问题要小。每个子问题的求解过程可以采用与原问题相小。每个子问题的求解过程可以采用与原问题相同的方式来进行。同的方式来进行。n n递归函数为上述设计方法提供了一种自然、简洁的实现机制 例：求第n个fibonacci 数（递归解法）int fib(int n)if(n=1）return 0;else if(n=2)return 1;else return fib(n-2)+fib(n-1);递归函数的执行过程/用递归函数求用递归函数求n!n!intint f(i

48、ntf(int n)n)if(n=0)if(n=0)return 1;return 1;else else return n*f(n-1);return n*f(n-1);递归条件和结束条件n n在定义递归函数时，一定要对两种情况给出描述：递归条件递归条件。指出何时进行递归调用，它描述了问。指出何时进行递归调用，它描述了问题求解的一般情况，包括：分解和综合过程。题求解的一般情况，包括：分解和综合过程。结束条件结束条件。指出何时不需递归调用，它描述了问。指出何时不需递归调用，它描述了问题求解的特殊情况或基本情况题求解的特殊情况或基本情况例：解汉诺塔问题汉诺塔问题汉诺塔问题：有：有A，B，C三个柱

49、子，柱子三个柱子，柱子A上穿有上穿有n个大小不同的圆盘，大盘在下，小盘在上。现要把个大小不同的圆盘，大盘在下，小盘在上。现要把柱子柱子A上的所有圆盘移到柱子上的所有圆盘移到柱子B上，要求每次只能移上，要求每次只能移动一个圆盘，且大盘不能放在小盘上，移动时可借助动一个圆盘，且大盘不能放在小盘上，移动时可借助柱子柱子C。编写一个。编写一个C+函数函数给出移动步骤，如：给出移动步骤，如：n=3时，移动步骤为：时，移动步骤为：1:AB,2:AC,1:BC,3:AB,1:CA,2:CB,1:AB。A B Cn n当当n=1n=1时，只要把时，只要把1 1个圆盘从个圆盘从A A移至移至B B就可以了就可以

50、了coutcout 1:A 1:AB B endlendl;n n当当n n大于大于1 1时，我们可以把该问题分解成下面的三时，我们可以把该问题分解成下面的三个子问题：个子问题：1.把把n-1n-1个圆盘从柱子个圆盘从柱子A A移到柱子移到柱子C C。2.把第把第n n个圆盘从柱子个圆盘从柱子A A移到柱子移到柱子B B。n ncoutcout n n B B endlendl;3.把把n-1n-1个圆盘从柱子个圆盘从柱子C C移到柱子移到柱子B B。n n上面的子问题上面的子问题1 1和和3 3与原问题相同，只是盘子的个与原问题相同，只是盘子的个数少了一个以及移动的位置不同；子问题数少了一个