[學(xué)習(xí)]樊媛媛c語言程序設(shè)計08-函數(shù)

1、第八章 函數(shù) 8．1 概述 C語言的程序除主函數(shù)外，還可以有若干個其他函數(shù)—塊狀結(jié)構(gòu)。 對于較大的程序來說，往往把其中相對獨立的算法和功能定義成一個獨立的函數(shù)，以供需要的地方調(diào)用。 將一個程序分解成多個函數(shù)有如下優(yōu)點： （1） 減少代碼的重復(fù)現(xiàn)象。 （2） 便于分工合作。 （3） 便于閱讀。 （4） 便于獨立算法的代碼移植。,8．2 函數(shù)的定義和

2、調(diào)用 通過例子來說明如何定義和調(diào)用函數(shù)： 對于求兩個數(shù)中的最大值，有三個步驟： （1）從鍵盤輸入兩個數(shù)給a和b。 （2）求a和b中的最大值。 （3）輸出結(jié)果。 把求最大值的算法部分定義成一個獨立的函數(shù)：,函數(shù)類型 函數(shù)名 函數(shù)參數(shù)（形參）int max(int x,int y) main() { int z; { int a,b,c

3、; if(x>y)z=x; scanf(“%d%d”,&a,&b); else z=y; c=max(a,b); return(z); printf(“%d”,c); } } eg8-01.c x y z

4、 a b c,,,3,5,,,,,,說明：（1）程序由兩個函數(shù)組成，它們邏輯上相互獨立（功能、變量）。（2）程序的執(zhí)行總是從主函數(shù)開始，主函數(shù)總是被執(zhí)行一次，其他函數(shù)只有在被調(diào)用時才獲得控制。（3）函數(shù)調(diào)用有兩個作用：轉(zhuǎn)移控制權(quán)和傳遞參數(shù)。（4）return的作用也有兩個：交回控制權(quán)和返回結(jié)果。（5）實參可以是常量、變量或表達式，但類型要一致。,定義一個函數(shù)除考慮算法外就是:如何設(shè)計函數(shù)的參數(shù)，通過何

5、種途徑交回結(jié)果。 例：求自然數(shù)1—100中的素數(shù)之和。eg8-02.C ? prime( ? ) main() { int i; { int i,s=0; for(i=2;i<m;i++) for(i=1;i<=100;i++)

6、 if(m%i==0) ? if(prime(i) ) s+=i; ? printf(“\n %d”,s); } },int m),int,returm 0;,else return 1;

7、,return 1;,例：求5！+7！+4！的值。eg8-03.c ? fac( ? ){ int i,s=1; for(i=1;i<=n;i++) s*=i; return(s); }main(){ printf(“\n%d”,fac(5)+fac(7)+fac(4)); },int n,int,main(){ int s,fac(); 對被調(diào)函數(shù)聲明

8、 s=fac(5)+fac(7)+fac(4); printf(“\n%d”,s);}int fac(int n){ int i; int s=1; for(i=1;i<=n;i++) s*=i; return(s);} eg8-03-1.c不需聲明的情況：int char 主調(diào)函數(shù)在后(P165),若被調(diào)用的函數(shù)是庫函數(shù)，則應(yīng)用#include命令將所調(diào)用函數(shù)的有關(guān)信息包含進來，如

9、：例：eg8-04.C #include “math.h” main() { float x,y; scanf(%f”,&x); y=sin(x); printf(“%f”,y); },8．3 函數(shù)的嵌套調(diào)用 C語言的函數(shù)定義雖然相互平行、相互獨立的，但可以嵌套調(diào)用，形如： 主函數(shù) 函數(shù)A 函數(shù)B,,,,,,,,,,,,,例：求多

10、項式 S= ∑i!+ ∑i！+ ∑i！的值。 eg8-05.Cfloat fac(int n) {…} ? sum( ? ) { int i; float s=0; for( i=? ) s+=fac(i); return(s); } } main(){ printf(“%f”,sum(

11、1,5)+sum(7,11)+sum(15,20); },1,5,7,11,15,20,int a, int b,float,i=a;i<=b;i++,8．4 函數(shù)的遞歸調(diào)用 在函數(shù)調(diào)用的過程中，出現(xiàn)直接或間接地調(diào)用該函數(shù)本身。如： f1() f2() f3() { { { f1(); f3(); f2(

12、); } } } 直接 間接 遞歸調(diào)用 遞歸調(diào)用,,,在實際應(yīng)用中，有些問題既可用遞歸實現(xiàn)，也可不用遞歸（如求n!）； 也有些問題非有遞歸不可（如漢諾塔問題）；不少問題使用遞歸顯得很方便。 用遞歸方法求n! ： 遞推公式：要給出結(jié)束遞歸的條件 1 當n=0或n

13、=1時 n!= n(n-1)! 當n>1時,,float fac(int n) main() { float f; { float f; if(n==0||n==1) f=1; f=fac(4); else f= ? printf(“\n%f”,f); return(f); }

14、 } eg8-06.c遞歸調(diào)用的執(zhí)行過程：,n*fac(n-1);,主函數(shù) 函數(shù)fac 函數(shù)fac 函數(shù)fac 函數(shù)fac問題：4個return的執(zhí)行順序？后進先出

15、！,f=fac(4);,n=4if(n==0||n==1)f=1;else f=n*fac(n-1);return(f),n=3if(n==0||n==1)f=1;else f=n*fac(n-1);return(f ),n=2if(n==0||n==1)f=1;else f=n*fac(n-1);return(f),n=1if(n==0||n==1)f=1;else f=n*fac(n-1);retur

16、n(f),,,,,,,,,,,,,,,例hanoi (漢諾）塔問題十九世紀未，歐洲珍奇商店出現(xiàn)一種漢諾塔游戲，并有推銷材料，說是古代印度布拉瑪廟里的僧侶們當時正在玩這種游戲，如果游戲結(jié)束，世界未日即來臨。一、規(guī)則及分析：n個盤子從一根針移到另一根針，每次只能移動一個盤子，不允許大盤在小盤上面。共有三根針，n個盤子由A移到C，需移動的次數(shù)是2n -1, 若64個盤子移動的次數(shù)為：264 - 1=18, 446, 744, 073

17、, 709, 551, 600一年的秒數(shù)是：365 x 24 x 60 x 60=3153600018446744073709511600÷31536000=58494217355年即:5849億年, 從能源角度推算, 太陽系壽命只有150億年,,,,,,,,A,B,C,二、方法與步驟1.將A上n-1個盤子借助C移到B2.把A上剩下一個盤子送到C3.將n-1個盤子從B借助A移到C三、實例：將A上3個盤子移到C

18、步驟：1.A上兩個盤子借助C移到B 2.A上最后一個盤子移到C 3.B上兩個盤子借助A移到C第一步進一步分解：1.1 A上一個盤子從A?C1.2 A上一個盤子從A?B1.3 C上一個盤子從C?B第二步進一步分解： A上最后一個盤子從A?C第三步進一步分解：3.1 B上一個盤子從B?A3.2 B上一個盤子從B?C3.3 A上一個盤子從A?C,,,,,,,,A,B,C,

19、結(jié)論：1~3步都是把n-1個盤子從一根針移到另一根針上，方法一樣，只是針的名稱不同而已，為使之一般化，將1~3步表示為：將one 針上的n-1個盤子借助 two針，移到three 針，只是對應(yīng)關(guān)系不同。第一步對應(yīng)關(guān)系：one ? A two ? C three ? B第三步對應(yīng)關(guān)系：one ? B two ? A three ? C把上面三個步驟分成兩類操作：1.將 n - 1個盤子從一

20、根針移到另一根針上(n >1)2.將 1個盤子從一根針移到另一根針上hanoi(n,one,two,three)表示將n個盤子從one借助two移到three；move(x,y)表示將一個盤子從x移到y(tǒng)。 main n=3 n=2 n

21、=1 m=3 hanoi(3,A,B,C) hanoi(2,A,C,B) hanoi(1,A,B,C) hanoi(3,A,B,C) hanoi(2,A,C,B) hanoi(1,A,B,C) move(A,C)

22、 move(A,C) move(A,B) hanoi(1,C,A,B) hanoi(1,C,A,B)

23、 move(C,A) hanoi(2,B,A,C) hanoi(2,B,A,C) hanoi(1,B,C,A) hanoi(1,B,C,A)

24、 move(B,B) move(B,C) hanoi(1,A,B,C)

25、 hanoi(1,A,B,C) move(A,C),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,eg8-0

26、7.c 用遞歸的方法解決漢諾塔程序如下：void move(char x, char y){printf(“%c?%c\ n”, x,y); }void hanoi(n, one, two, three)char one, two, three; int n;{if(n == 1) move(one,three); else {hanoi(n-1, one, three, two); move(one, t

27、hree); hanoi(n-1, two, one, three); }}main( ){int m; printf(“input the number of diskes:”); scanf(“%d”,&m); printf(“the step to moving %3d diskes:\ n”,m); hanoi(m, ‘A’, ‘B’, ‘C’ );}運行：input n

28、umber of diskes: 3? the step to moving 3 diskes: A ?C A ?B C ?B A ?C B ?A B ?C A ?C,8．5 數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù) 當要傳遞的參數(shù)較少時，用簡單變量作為函數(shù)

29、的參數(shù)是方便的,但當要傳遞的參數(shù)是批量時，需要用數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)。,例：編寫函數(shù)，求100個數(shù)的平均數(shù)。eg8-08-1.Cfloat aver(int a[100]){ int i; float s=0; for(i=0;i<100;i++) s+=a[i] ; return(s/100); } main(){ int x[100]; float avg; 輸入

30、x； avg=aver(x); },對應(yīng)的實參也應(yīng)為數(shù)組型參數(shù)組的長度可省略,通用函數(shù)考慮： eg8-08-2.C float aver(int a[],int n) main() { int i; float s=0; { int x[100],n=100; for(i=0;i<n;i++) float av

31、g; s+=a[i]; 輸入x return(s/n); avg=aver(x,n); } },,,,,,,,,x,a,100,n,,n,值傳遞地址傳遞,100,n=5;,5,a[0]=3 ;,3,,例：閱讀程序：

32、main() swap(int a, int b){ int a=3,b=5; { int t; swap(a,b); t=a; a=b; b=t; printf(“\n%d,%d”,a,b); printf(“\n%d,%d”,a,b);}

33、 }eg8-09.C a b a b,3,5,,,以下程序的運行結(jié)果是 ？ main() f ( int b[], int x){ int a[2]={2,4}, x=5; { x++; f

34、(a,x); b[0]+=2; printf(“%d,%d,%d”, b[1]+=3; x,a[0],a[1]);} }A) 5,2,4 B) 6,4,7 C) 6,2,4 D) 5,4,7eg8-10.

35、C,例：排序。void sort(int a[], int n) { int i,j,t; for(i=0;ia[j]){t=a[i];a[i]=a[j]; a[j]=t;}}main(){ int x[5],i; for(i=0;i<5;i++) scanf(“%d”,&x[i]); sort(x,5); for(i=0;i<5;i++) printf(“%4d”

36、,x[i]);} eg8-11.C,,,,,,x,a,例：方陣轉(zhuǎn)置（二維數(shù)組情況）。 eg8-12-1.Cat(int x[3][3]) x a{ int i,j,t; for(i=0;i<3;i++) for(j=i+1;j<3;j++){ t=x[i][j]; x[i][j]=x[j][i]; x[j][i]=t;}}

37、int a[3][3]; at(a); 行數(shù)不等情況？通用函數(shù)的處理？,,,,,,,,,,通用函數(shù)，按一維數(shù)組處理： eg8-12-2.Cat(int x[],int n)//n為行列數(shù){ int i,j,t; for(i=0;i<n;i++) for(j=i+1;i<n;i++) { t=x[i*n+j]; x[i*n+j]=x[j*n+i]; x

38、[j*n+i]=t;}} int a[3][3]; at(a,3);,8．6 局部變量和全局變量 1、局部變量 在函數(shù)內(nèi)定義的變量稱局部變量。 局部變量只在該函數(shù)內(nèi)使用。 float f1(int x) int f2() main() { int i,j; { int a,b,c; { int m,n;

39、 ┊ ┊ { int i,j; ┊ ┊ ┊ } } } },說明：（1）任何函數(shù)（包括主函數(shù)）內(nèi)定義的變量都是局部變量。（2）不同函數(shù)內(nèi)定義的變量即使同名也互不干擾。 （3）復(fù)合語句中定義的變量只在該復(fù)合語句中有效

40、。,2 、  全局變量 在函數(shù)以外定義的變量,也稱外部變量。 全局變量可以為為本文件中其它函數(shù)所共用。它的作用范圍是從定義變量的位置開始到本源文件結(jié)束。,int p=1,q=5;float f1(int a){ int b,c; ┊}char c1,c2;char f2(int x,int y){ int i,j; ┊ }main(){ int m,n; ┊

41、},,,,,,,全局變量c1,c2的作用范圍,全局變量p,q的作用范圍,全局變量主要用于作為不同函數(shù)間數(shù)據(jù)傳遞的橋梁。 例：編寫一個函數(shù)，求n個數(shù)中的最大值、最小值和平均值。并編寫主函數(shù)完成：輸入100個數(shù)，調(diào)用該函數(shù)進行統(tǒng)計，輸出結(jié)果。,int max,min;float aver(int x[],int n){ int i; float s=0; min=x[0];max=x[0];

42、 for(i=0;imax)max=x[i]; if(x[i]<min)min=x[i]; s+=x[i]; } return (s/n); },用全局變量傳遞結(jié)果eg8-13-1.C,main(){ int a[100],i; float avg; for(i=0;i<100;i++) scanf(“%d”,&a[i]); avg=ave

43、r(a,100); printf(“\n%d,%d,%f”,max,min,avg);},分析不用全局變量的情況： eg8-13-2.Cfloat aver(int x[],int n){ int i; float s=0; int min=x[0],max=x[0]; for(i=0;imax)max=x[i]; if(x[i]<min)min=x[i]; s+

44、=x[i]; } return (s/n); }main(){ int a[100],i; float avg; int max,min; for(i=0;i<100;i++) scanf(“%d”,&a[i]); avg=aver(a,100); printf(“\n %d,%d,%f”,max,min,avg);},int max,min; float aver(i

45、nt x[],int n){ int i; float s=0; min=x[0];max=x[0]; for(i=0;imax)max=x[i]; if(x[i]<min)min=x[i]; s+=x[i]; } return (s/n); }main(){ int x[100],i; float avg; int max,min; for(i=0;i&

46、lt;100;i++) scanf(“%d”,&x[i]); avg=aver(x,100); printf(“\n %d,%d,%f”,max,min,avg);},分析全局變量與局部變量同名的情況eg8-13-3.C,,,max,min,max,min,,,強龍不壓地頭蛇！,閱讀程序，給出運行結(jié)果： eg8-14.Cint a=4,b=5,c=6; int f(int a,int b){

47、 a/=2; c+=b-a; return(a+b+c);}main(){ int a=2,d; d=f(a+2,a+b); printf(“\n %d,%d,%d,%d”, a,b,c,d);},4,5,,,,2,6,a,b,c,a,b,a,d,4,7,2,11,20,,,,,8．7 變量存儲類別 1、動態(tài)存儲方式和靜態(tài)存儲方式

48、 靜態(tài)存儲方式：在程序運行期間分配固定存儲單元的方式。動態(tài)存儲方式：在程序運行期間根據(jù)需要動態(tài)分配存儲單元的方式。,,變量,變量,局部變量,動態(tài)存儲方式變量,全局變量,靜態(tài)存儲方式變量,,空間角度,生存期角度,存放在靜態(tài)存儲區(qū)的變量：靜態(tài)存儲方式。 存放在動態(tài)存儲區(qū)的變量：動態(tài)存儲方式。,程序區(qū),靜態(tài)存儲區(qū),動

49、態(tài)存儲區(qū),程序開始運行時分配空間，運行結(jié)束時釋放主要存放全局變量和靜態(tài)局部變量,根據(jù)需要動態(tài)分配，動態(tài)釋放的區(qū)域主要存放動態(tài)局部變量和現(xiàn)場保護等,用戶區(qū),2、局部變量的存儲方式 每個局部變量在定義時可以指定其存儲方式，即對每個局部變量的定義除定義其數(shù)據(jù)類型外，還應(yīng)定義其存儲方式。定義存儲方式用auto（自動的）static（靜態(tài)的）。如： int f1() int

50、f2() { auto int a=1; {static int b=1; ┊ ┊ } } 缺省時為auto,動態(tài)局部變量在函數(shù)調(diào)用時分配、賦初值，調(diào)用結(jié)束時釋放。 靜態(tài)局部變量在第一次調(diào)用時分配、賦初值，調(diào)用結(jié)束時不釋

51、放，其單元及其值仍保留，下次調(diào)用時不重新分配，不重新賦初值。 在實際應(yīng)用中，如果希望在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后仍保留某個局部變量的值給下次調(diào)用時使用，則可定義該變量為靜態(tài)的。,例：編寫一個函數(shù)計算：,y=,2x-1 第一次計算,3x+1 第二次計算,4x+2 其他,,float f ( float x) main(){ float y;

52、 {static int n=1; printf(“%f”,f(2.0));if(n==1)y=2*x-1; printf(“%f”,f(1.0));else if(n==2)y=3*x+1; printf(“%f”,f(3.0));else y=4*x+2; }

53、n++;return(y);}eg8-15.C,3 、全局變量的存儲方式全局變量都是靜態(tài)存儲方式，不允許用auto來定義全局變量?？梢杂胹tatic來定義全局變量。如：static int x; 靜態(tài)全局變量（內(nèi)部的）int y; 非靜態(tài)全局變量（外部的）,對于非靜態(tài)全局變量，其它文件中的函數(shù)只要用extern加以外部說明，就可以訪問。 而對于靜態(tài)全局變量，只局限在本文件中的所有函數(shù)訪問，其它

54、文件中的函數(shù)即使用extern加以外部說明，也不能訪問。,int y; main() { y=0; } int f1() { y=2; },extern int y; int f3() { y=10; } int f4() { y=100; },static int y;,8．8 內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù) 用extern加以定義的函數(shù)稱外部函

55、數(shù) 。 用extern加以定義的函數(shù)稱外部函數(shù) 。 extern int f1() static int f2() { { ┊ ┊ }