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1、第 九 章 函 數(shù),函數(shù)的基本使用 函數(shù)的嵌套調(diào)用 函數(shù)的遞歸調(diào)用 變量存儲特征 宏及條件編譯,函數(shù)的概念,k! n!+m!,,f=1; for(i=1; i<=n; i++) f=f*i;,scanf(%d%d%d, ,,,,# include void main() int i,k, m, n; float fk, fm, fn; scanf(%d%d%d, ,# include void main() int k, m, n; float fk, fm, fn; float fact(int n); scanf(%d%d%d, ,float fact(int n
2、) int i; float f=1; for(i=1; i<=n; i++) f=f*i; return f; ,結(jié)構(gòu)化程序設計,為了解決復雜問題的編程，將分析復雜問題： 分解為若干個子問題，每個子問題各自實現(xiàn)用函數(shù)實現(xiàn) 整合成解決整個問題的大程序?qū)⒑瘮?shù)組織起來 優(yōu)點 程序結(jié)構(gòu)清晰，邏輯性強 小程序規(guī)模小，容易編寫和調(diào)試，保證程序設計的正確性、可讀性、可維護性,結(jié)構(gòu)化程序的構(gòu)成,模塊化編程 學生成績檔案管理軟件 成績輸入 成績修改 成績統(tǒng)計 成績打印,# include void main() int in; printf(1. INPUT 2.EDIT 3.
3、PROCESS 4.PRINT 5.EXITn); while(1) printf(please input 1-5:); scanf(%d, ,void input( ) /* .成績輸入 */ ............... void edit( ) /* 成績修改 */ .............. 4個函數(shù)的定義 void process( ) /* 成績統(tǒng)計 */ ............... void print( ) /* 成績打印 */ ............... ,,# include void main()
4、 int k, m, n; float fk, fm, fn; float fact(int n); scanf(%d%d%d, ,main,庫函數(shù),調(diào)用,定義,函數(shù)的概念,函數(shù)的調(diào)用,void main() int m, n; float fk, fm, fn; float fact(int n); fm = fact(6); ,調(diào)用,定義,float fact(int n) int i; float f=1; for(i=1; i<=n; i++) f=f*i; return f; ,,,,,,,,思考：從函數(shù)調(diào)用的角度，函數(shù)的復用對可執(zhí)行文件大小的影
5、響？,函數(shù)的參數(shù)傳遞,返回值類型 函數(shù)名(形式參數(shù)表) ,void main() int m, n; float fk, fm, fn; float fact(int n); fm = fact(6); float fact(int n) int i; float f=1; for(i=1; i<=n; i++) f=f*i; return f; ,調(diào)用,定義,函數(shù)名(實際參數(shù)表),,參數(shù)傳遞,,返回值類型 函數(shù)名(形式參數(shù)表) ,void main() int m, n; float fk, fm, fn; float fact(int n);
6、 fm = fact(6); float fact(int n) int i; float f=1; for(i=1; i<=n; i++) f=f*i; return f; ,函數(shù)的參數(shù) 形式參數(shù)---接口 類型1 參數(shù)1，類型2 參數(shù)2，類型n 參數(shù)n 定義函數(shù)時需要知道的信息 參數(shù)個數(shù)：0n 實際參數(shù) 調(diào)用時由主調(diào)函數(shù)給出，實參 - 形參,函數(shù)參數(shù)的定義,函數(shù)名(實際參數(shù)表),main() output( ); void output( ) printf(”**************n”); printf(”* very good *n”); prin
7、tf(”**************n”); ,main( ) int x,y,z; scanf(“%d%d”, ,,,實參,實參與形參 參數(shù)傳遞,void main() int x, y, z; scanf(“%d%d”, printf(“%d”,z) ,int max(int a , int b ) int c; c=ab ? a : b; return c; ,常量 變量 表達式,,形參：變量,主調(diào)函數(shù),被調(diào)函數(shù),實參與形參 參數(shù)傳遞,int max(int a , int b ) int c; c=ab ? a : b; return c; ,void main(
8、) int x, y, z; scanf(“%d%d”, printf(“%d”,z) ,5,,1、實參與形參：個數(shù)相同、類型一致、按順序傳遞 2、實參 - 形參，值傳遞 單向 形參值的變化不會影響實參的值 實參和形參可以同名,實參與形參 參數(shù)傳遞,void main() int x, y, z; scanf(“%d%d”, printf(“%d”,z) ,int max(int a , int b ) int c; c=ab ? a : b; return c; ,,,,返回值類型 函數(shù)名(形式參數(shù)表) ,void main() int m, n;
9、float fk, fm, fn; float fact(int n); fm = fact(6); float fact(int n) int i; float f=1; for(i=1; i<=n; i++) f=f*i; return f; ,2、返回值類型 函數(shù)返回一個值，合法類型 return (exp);,函數(shù)的返回值,,,main() output(); void output( ) printf(”**************n”); printf(”* very good *n”); printf(”**************n”);
10、,返回值類型 函數(shù)返回一個值，合法類型 return (f); 函數(shù)不返回值，void return; 或省略 返回值類型缺省是 int,main( ) int x,y,z; scanf(“%d%d”, ,int,void main( ) int x, y; scanf(%d%d, ,閱讀程序,void swap(int x, int y) int t; t = x; x = y; y = t; ,輸入 3 5,int x, int y和 int x, y ？？？,函數(shù)的說明,void swap(int a, int b) int t; t = a; a = b;
11、 b = t; void main( ) int x, y; scanf(%d%d, ,void main( ) int x, y; scanf(%d%d, ,void swap(int a, int b);,函數(shù)在被調(diào)用前必須先定義或說明！,函數(shù)調(diào)用小結(jié),函數(shù)調(diào)用時，實參計算值，復制給相應位置的形參； 函數(shù)執(zhí)行完后，通過return (exp)，可返回結(jié)果。,調(diào)用其他函數(shù)， 必須先說明！,例T9-1 1!+2!++n!,算法： k =1 to n f=k! s=s+f k++,s=0; for(k=1;k<=n;k++) f=fact(k); s=s+f; ,float
12、 fact(int n) int i; float f=1; for(i=1; i<=n; i++) f=f*i; return(f); ,例T9-2 x+x2++xn,算法： k =1 to n f= xk s=s+f k++,s=0; for(k=1;k<=n;k++) f=mypow(x,k); s=s+f; ,float mypow(float x, int n) int i; float f=1; for(i=1; i<=n; i++) f = f*x; return(f); ,T91和T9-2的main()？,例T9-3 編寫函數(shù) 比較2個變量是否相等,e
13、qual(x, y) 當x==y, 返回1 否則， 返回0,int equal(int x, int y) if(x==y) return 1; else return 0; ,void main( ) int x, y; scanf(%d%d, ,int equal(int x, int y) return(x==y); ,例T9-4 輸出100200間所有素數(shù),算法： m =100 to 200 if m是素數(shù) print m,int prime(int m) int i, n=sqrt(m); for(i=2; in) return 1; else return 0; ,for
14、(m=100; m<=200; m++) if(prime(m)) printf(%d,m) ,prime(m) if m是素數(shù),返回1 否則，返回0,函數(shù)的順序調(diào)用和嵌套調(diào)用,順序調(diào)用 void main( ) f1( ); f2( ); f1() f2() ,,,,,,,,,,函數(shù)的順序調(diào)用和嵌套調(diào)用,嵌套調(diào)用 void main( ) f1( ); f1() f2( ); f2() ,,,,,,,,,,例 求三角形面積 area=s(s-a)(s-b)(s-c),s=(a+b+c)/2,# include # include void main() f
15、loat a, b, c; float area(float a, float b, float c); float s(float a, float b, float c); scanf(%f%f%f, ,,,程序模塊結(jié)構(gòu),一、文件包含 可以實現(xiàn)一個文件把另一個文件的全部內(nèi)容包含進來。 格式： # include 文件名 說明： 1、#include 不是語句，無需分號。 2、如果要連接多個文件，可用多個include包含，順序按調(diào)用關系，被調(diào)的應在調(diào)用的前面。允許多層調(diào)用。 3、.文件與.性質(zhì)相同，都是程序文件，.文件突出了頭文件(head)的性質(zhì)。 4、include有兩種寫法：
16、 #include ”file1.c #include 二、工程文件, 只在tcinclude 文件夾下找 適用于系統(tǒng)頭文件 除此之外，還到程序所在文件夾下查找 適用于自定義頭文件,,程序模塊結(jié)構(gòu),文件模塊的連接,#include F1.c void main() int n; long t; scanf(%d, ,文件名 F1.c,long fact(int k) int i; long res=1; for (i=1; i<=k ; i++) res = res * i; return res; ,文件名 F2.c,long fact(int k) int i; lo
17、ng res=1; for (i=1; i<=k ; i++) res = res * i; return res; void main() int n; long t; scanf(%d, ,文件名 F1.c,,,,,遞歸式,遞歸出口,函數(shù)的遞歸調(diào)用(遞歸函數(shù)),求n! 遞歸定義 n! = n * (n-1)! (n 1) n! = 1 (n = 0,1),void main() float fact(int n); printf(%fn, fact(5)); float fact(int n) float res; if(n==0 || n==1)
18、 res=1; else res = n*fact(n-1); return res; ,fact(n)=n*fact(n-1);,,遞歸函數(shù)求 n! 的實現(xiàn)過程,float fact(int n) float res; if(n==0 || n==1) res=1; else res = n*fact(n-1); return res; ,函數(shù)的遞歸調(diào)用(遞歸函數(shù)),用遞歸實現(xiàn)的問題，滿足兩個條件： 問題可以逐步簡化成自身較簡單的形式(遞歸式) n! = n * (n-1)! n n-1 i = n + i i=1 i=1 f(n)=f(n-1)+f(n
19、-2); 遞歸最終能結(jié)束(遞歸出口) 兩個條件缺一不可 解決遞歸問題的兩個著眼點,遞歸程序設計,漢諾塔問題 古代有一個梵塔，塔內(nèi)有三個座A、B、C，A座上有64個盤子，盤子大小不等，大的在下，小的在上。有一個和尚想把這64個盤子從A座移到C座，但每次只能允許移動一個盤子，并且在移動過程中，3個座上的盤子始終保持大盤在下，小盤在上。在移動過程中可以利用B座.,,一個盤子，則不需要利用B座，直接將盤子從A移動到C。 2個盤子，可以先將盤子1上的盤子2移動到B；將盤子1移動到c；將盤子2移動到c。 3個盤子，那么根據(jù)2個盤子的結(jié)論，可以借助c將盤子1上的兩個盤子從A移動到B；將盤子1從A移動到C，A
20、變成空座；借助A座，將B上的兩個盤子移動到C。 上述的思路可以一直擴展到64個盤子的情況：可以借助空座C將盤子1上的63個盤子從A移動到B；將盤子1移動到C，A變成空座；借助空座A，將B座上的63個盤子移動到C。,,漢諾塔問題的遞歸求解示意圖,,程序算法 Hanio( n, A---C) if (n==1) 直接A---C; else Hanio( n-1, A---B); n號盤直接A---C； Hanio( n-1, B---C); ,變量作用范圍(作用域),在函數(shù)內(nèi)定義的變量（包括形參）。 局部變量 作用范圍：本函數(shù)內(nèi)部。 定義在復合語句內(nèi)的變量。 作用范
21、圍：復合語句內(nèi)部。 作用：使用局部變量可以避免函數(shù)之間各變量的相互干擾，尤其是同名變量。 全局變量：在函數(shù)以外定義的變量，不從屬于 任一函數(shù)。 作用：給獨立的函數(shù)之間提供一個公用的變量，增加函數(shù)之間數(shù)據(jù)交流的平臺。 作用范圍：從定義處到源文件結(jié)束（包括各函數(shù)）,,變量作用范圍示例,區(qū)分局部變量和全局變量 int x=1; void main( ) int a=2; .. int b=3; .. f( ); .. int t=4 ; void f( ) int x=5, b=6; . int a=7;,x=? a=? b=?,b=?,x=5 b=6 t=4 a沒定義,,,
22、,,,,若局部變量與全局變量同名，局部變量優(yōu)先,變量作用范圍示例,int x=1; int f(int x) return(x++); main( ) int y; y=f(2) ; x=f(x) ; printf(“%d%d”, y, x); ,x=1,,,,,變量作用范圍,如果局部變量與全局變量同名，局部變量優(yōu)先。 不要濫用全局變量。副作用,int x=1; void f1() x++; void f2() x=5; void main( ) x=10; f1(); printf(%d , x); f2(); printf(%d , x); ,11 5,,9.3
23、.2 動態(tài)存儲變量和靜態(tài)存儲變量,變量從作用域的角度來分，分為局部變量和全局變量 從生存時間角度來分，分為靜態(tài)存儲變量和動態(tài)存儲變量,靜態(tài)存儲程序運行期間分配固定存儲空間的方式 動態(tài)存儲程序運行期間根據(jù)需要進行動態(tài)分配存儲空間的方式,靜態(tài)存儲還是動態(tài)存儲由變量的存儲類別決定,存儲類別分為四種 自動的 auto 、靜態(tài)的 static 、寄存器的 register 、外部的 extern 格式 存儲類別關鍵字 類型關鍵字 標識符1,標識符2,...; 如 auto int a,b,c;,1. auto存儲類,函數(shù)中的局部變量,凡不加存儲類說明的都表示為auto類,即auto 可以缺省
24、。如,int f(a) int a; int b,c=3; ...,int f(a) auto int a; auto int b,c=3; ...,注auto類屬于動態(tài)存儲, 進入函數(shù)分配存儲單元,退出函數(shù)系統(tǒng)收回存儲單元,對于遞歸，每遞歸一次，產(chǎn)生一個克隆體，克隆體中的變量只能在克隆體中有效。,2. static存儲類,static聲明的變量屬于靜態(tài)存儲，其用途讓局部變量在退出它所在函數(shù)后仍保留存儲單元,下一次進入該函數(shù)后,這些局部變量的值仍有效。稱為靜態(tài)局部變量。,例9-9 閱讀程序,#include void fun(int k) int a=0; printf(%d, ,a); a+
25、=k; void main() int k; for(k=1;k<=3;k++) fun(k); ,運算,k a 輸出 a+=k 1 0 0 0+1--1 2 0 0 0+2--2 3 0 0 0+3--3,輸出 0, 0, 0,,例9-9 閱讀程序,#include void fun(int k) static int a=0; printf(%d, ,a); a+=k; void main() int k; for(k=1;k<=3;k++) fun(k); ,運算,k a 輸出 a+=k 1 0 0 0+1--1 2 1 1
26、 1+2--3 3 3 3 3+2--5,注：static型與auto型區(qū)別,存儲單元分配： static分配固定存儲空間 auto動態(tài)分配存儲空間,存儲單元缺省值：static為0 auto為隨機值,輸出 0, 1, 3,,3. register存儲類,直接使用寄存器存儲數(shù)據(jù)，提高運算速度，屬于動態(tài)存儲,一般小型機16個寄存器允 許3個作為register變量 個人微機13個寄存器沒有 多余寄存器作為register變量 當定義的register變量超過 能使用的寄存器時自動轉(zhuǎn)成 auto類變量。,#include void fun(int
27、k) register int a=0; printf(%d, ,a); a+=k; void main() int k; for(k=1;k<=3;k++) fun(k); ,例9-9 閱讀程序,輸出 0, 0, 0,,4. extern 變量,#include void main() int a; extern x; a=1; x=a; x=x+a; printf(%dn,x); int x;,聲明x變量，在后定義,定義x是全局變量,格式 extern 類型名 變量名表；,extern只是說明變量起作用，告訴C編譯器該變量后面會定義。它不分配存儲單元，所對應存儲單元在變量定義處分配。,,
28、,9.3.3 全局變量與程序文件模塊,前面講過全局變量是指在一個源程序文件，其作用域是定義變量的位置起到本源程序文件結(jié)束。當多個源程序文件時，全局變量作用域如何定義？,1.在一個源程序文件中聲明使用另一個源程序文件定義的全局變量 使用extern聲明,如在文件file1.c為 #include int f(int x); int v; void main() int j=3;v=j; printf(%d %d ,v,f(v)); ,在文件file2.c為 int f(int x) extern int v; return(3*x*v); ,聲明v是外文件定義的全局變量,,全局變量,,2.用
29、static聲明全局變量的作用域從定義起到本源程序文件結(jié)束，割斷與外源程序文件聯(lián)系，使全局變量只有本源程序本文件內(nèi)有效，即使外源程序文件用extern聲明，也無效。,如在文件file1.c為 #include static int a; void main() int j=2; printf(%d ,a); ,在文件file2.c為 extern int a; fun(int n) a=a*n; ... ,外部說明無效,,在多人合作時，使用靜態(tài)全局變量避免各自定義的全局變量重名,靜態(tài)全局變量,,9.4 編譯預處理,,預處理功能主要有三種 1.宏定義 2.文件包含 3.條件編譯,
30、在頭文件出現(xiàn),夾在函數(shù)之內(nèi),9.4.1 宏定義 1. 基本宏定義 格式 #define 標識符 字符串 操作 指定一個標識符來代表一個字符串,即定義符號常量 例 #define PI 3.1415926 編譯預處理先把程序中的PI均用3.1415926替換,然后再編譯,例 字符串常量的定義,#define PI 3.1415926 main() float m,s,r; scanf(%f,,main() float m,s,r; scanf(%f,,編譯前，程序轉(zhuǎn)化為（宏展開）,然后，再編譯,使用宏定義減少程序中重復書寫某些字符串的工作量 ,其好處改動方便 例如在主函數(shù)中定義可調(diào)數(shù)
31、組 #define arrary_size 1000 int arrayarray_size 根據(jù)算題需要對宏定義array_size修改設置數(shù)組大小,宏定義字符串替換前不做語法檢查,但對換后展開的語句檢查語法 例 #define PI 3.1415926; area=PI*r*r; 經(jīng)宏展開后 area=3.1415926;*r*r 顯然編譯出錯,在進行宏定義時可以引用已經(jīng)定義的宏名,例 #define R 3.0 #define PI 3.1415926 #define L 2*PI*R #define S PI*R
32、*R main() printf(L=%fn S=%fn ,L,S);,宏展開 printf(L=%fn S=%fn ,2*3.1415926*3.0,3.1415926*3.0*3.0);,在雙引號中的字符串內(nèi)的字符不能展開,引號中的L、S不能宏展開,宏定義應一行完成。用可以續(xù)行。 例 #define Long_String it is a long string that is used as an example.,#define的命令出現(xiàn)在函數(shù)體外部的任何位置。作用域從定義點起至源程序文件的結(jié)束。 #undef命令提前終止#define定義的作用域。,例9-10 宏
33、定義作用域,#define A This is the first macro void f1() printf(A);printf(n); #define B This is the second macro void f2() printf(B);printf(n); #undef B main() f1(); f2(); ,,,B作用域,A作用域,2. 帶參數(shù)的宏定義 格式 #define 標識符(參數(shù)表) 字符串 操作 不但進行字符串替換,還要參數(shù)替換,例9-11 簡單的帶參宏定義程序 #define MAX(a,b) ab?a:b #define SQR(x) x*x main(
34、) int x,y; scanf(%d %d, ,宏展開 x=MAX(x,y); -- x=ab?a:b; -- x=xy?x:y; y=SQR(x); -- y=x*x;,main() int x,y; scanf(%d %d, ,注宏展開是字符串替換,程序中相應的參數(shù)是表達式替換也不例外 如上例中要求 y=(x+y)2,所以參數(shù)宏定義時一般把參數(shù)用括號括起來,例9-11 程序改為 #define MAX(a,b) ab?a:b #define SQR(x) x*x main() int x,y; scanf(%d %d, ,宏展開 y=SQR(x+y); -- y=x*x;
35、-- y=x+y*x+y;顯然與要求不符,宏定義應改為 #define SQR(x) (x)*(x),則宏展開 y=SQR(x+y); -- y=(x)*(x); -- y=(x+y)*(x+y);符合要求,帶參數(shù)的宏定義與函數(shù)定義區(qū)別 (1)函數(shù)的形參、實參要定義類型,而宏定義不需要 (2)函數(shù)虛實結(jié)合實參求值后傳遞給形參,而宏只是字符串替換 (3)函數(shù)在運行時動態(tài)分配內(nèi)存,而宏展開在編譯時進行,例6-27 宏定義 #define MAX(a,b) ab?a:b main() int x,y; scanf(%d,%d,,函數(shù) int max(int a,int b) retur
36、n ab?a:b; main() int x,y; scanf(%d,%d,,編譯完成 main() int x,y; scanf(%d,%d,,函數(shù)執(zhí)行 x-a,y-b 執(zhí)行函數(shù)一次,例9-12 求宏定義的程序輸出,#define F(x) x-2 #define D(x) x*F(x) main() printf(%d,%d,D(3),D(D(3))); ,宏展開,D(3)=x*F(x) =x*x-2 =3*3-2,D(D(3))=D(x*F(x)) =D(x*x-2) --D(y)-- y*F(y) = x*x-2*x*x-2 -2 =3*3-2*3*3-2-2,main() pr
37、intf(%d,%d, 3*3-2, 3*3-2*3*3-2-2); ,輸出：7，-13,注：一定要宏展開后再計算 不可 D(3)=7 D(D(3))=D(7) = x*x-2 =7*7-2 =47,9.4.3 條件編譯,條件編譯源程序的語句根據(jù)條件與否參加編譯,格式 #if 標識符 程序段1 #else 程序段2 #endif,或 #if 標識符 程序段 #endif,操作 當表達式為真(非0),則對程序段1進行編譯,否則編譯程序段2。 程序段2不存在#else可省,例 輸入一行字母字符根據(jù)需要設置條件編譯,使之能將全改 大寫或小寫輸出,#define LETTER 1 main() char str20=C Languge,c; int i; i=0; while((c=stri)!=0) i++; #if LETTER if(c=a ,條件編譯主要用于程序調(diào)試或商業(yè)程序不同版本 例 #ifdef DEBUG 調(diào)試用的程序段 #endif,
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