d06函数与编译预处理.ppt

模块化程序设计与函数函数的定义与调用函数的嵌套、递归调用变量作用域与存储方式编译预处理函数设计举例,函数与编译预处理,函数,模块化程序设计,在设计较复杂的程序时，我们一般采用的方法是：把问题分成几个部分，每部分又可分成更细的若干小部分，逐步细化，直至分解成很容易求解的小问题。这样的话，原来问题的解就可以用这些小问题来表示。求解小问题的算法和程序称为“功能模块”。在C语言中，这样的“功能模块”是通过函数来实现的，最终函数通过调用完成组合，形成的源程序文件就对应完整的功能要求。函数是C语言程序最基本的单位，一个C语言源程序往往由一个或多个函数组成，但是任何一个C语言源程序有且仅有一个main函数，程序执行从main函数开始，在main函数中结束程序。,函数的分类,库函数自定义函数,库函数prg6-1.c,#include#includevoidmain()inta,s;a=-100;s=abs(a);printf(数据%d的绝对值是%dn,a,s);,(1)标准库函数：函数的功能由系统提供，可以直接调用。(2)调用标准库函数，必须在程序中用编译预处理命令把相应的头文件包含到程序中。(3)头文件位于程序开始处。,引例,#includevoidmain()intx,y,sum,maxdata,i;printf(从键盘输入变量x和y的值n);scanf(%d,%d,分析程序的功能：(1)输出20个*(2)计算两数之和(3)找出两数之间的大值,自定义函数,用户根据实际需求先定义函数，然后通过调用执行函数，实现函数的功能。运算类函数：为了完成某类运算，函数执行结束后会得到运算结果，通常需要将这个结果反馈给调用它的函数。操作类函数：为了完成某类操作，函数的执行过程对应一系列操作，这类函数通常不需要产生反馈结果。,函数的定义,/函数首部函数类型函数名(参数列表)/大括号内的称为“函数体”变量定义语句;操作语句;return语句;,函数的定义,函数首部函数体intmax(inta,intb)intm;if(ab)m=a;elsem=b;returnm;,函数首部,函数类型函数名(参数列表)对于计算类函数，函数执行结束后将向调用它的函数产生一个结果，这个结果的类型就是函数类型，对于操作类函数，函数类型通常定义为void。函数名由用户自己定义，其命名规则和变量名相同。参数是指函数调用时需要提供的初始数据，各参数之间用逗号分隔。参数列表的形式为：参数1类型参数1名,参数2类型参数2名,.,参数n类型参数n名如果函数调用时不需要提供初始数据，则圆括号内的参数可以为空，但是括号不能省略，这样的函数称为无参函数，反之则为有参函数。,intmax(inta,intb)intm;if(ab)m=a;elsem=b;returnm;,函数体,函数体由大括号括起来，用于实现函数功能的若干条语句均写在函数体内。计算类函数需要向调用它的函数产生一个反馈结果，这个结果称为函数返回值，函数体内需要有return语句。函数返回值类型和函数类型应该一致，不一致时以函数类型为准。,intmax(inta,intb)intm;if(ab)m=a;elsem=b;returnm;,程序的执行prg6-2.c,#includevoidmain()intx=3,y=5,z;intmax(inta,intb);z=max(x,y);printf(最大数是：%dn,z);intmax(inta,intb)intm;if(ab)m=a;elsem=b;returnm;,主调函数：发出调用请求的函数。被调用函数：接受调用请求的函数。(1)程序的执行是从主函数main开始的。(2)遇到调用语句时，暂停主函数main的执行，转去执行被调用的自定义函数max。(3)函数发生调用时，参数a和b被分别赋值为3和5。(4)执行函数，变量m中存放的是变量a和b中的最大值5，使用return语句将其反馈给调用它的主函数main。(5)被调用函数执行结束后，返回至主函数继续执行，程序在主函数main中结束。,函数的参数,参数的类型参数的传递,参数的类型,#includevoidmain()/主调函数intx=3,y=5,z;intmax(inta,intb);z=max(x,y);/调用语句printf(最大数是：%dn,z);/被调用的自定义函数maxintmax(inta,intb)intm;if(ab)m=a;elsem=b;returnm;,(1)实际参数：主调函数中调用语句括号内出现的参数，简称实参。/x和y是实际参数(2)形式参数：被调用函数中函数定义时括号内出现的参数，简称形参。/a和b是形式参数,参数的传递,函数调用时，实际参数按照位置上的对应关系依次传递给形式参数。值传递地址传递参数的传递为右结合性。,值传递prg6-3.c,#includevoidmain()/主调函数intx=2,y=3;voidswap(inta,intb);swap(x,y);/调用语句/被调用的自定义函数swapvoidswap(inta,intb)inttemp;if(ab)temp=a;a=b;b=temp;,将实参的数据值单向传递给对应的形参，但是形参的改变不会影响对应的实参。(1)主函数开始执行时，给实际参数分配存储空存储变量值。(2)函数调用时，给形式参数分配空间，实际参数传值给对应的形式参数。(3)实际参数和形式参数占用不同的存储空间。,函数的调用,函数声明嵌套调用递归调用,函数声明,#includevoidmain()/主调函数intx=3,y=2;/函数声明voidswap(inta,intb);swap(x,y);/调用语句/被调用的自定义函数swapvoidswap(inta,intb)inttemp;if(ab)m=a;elsem=b;returnm;,n=max(x,max(y,z);,递归调用prg6-6.c,编程计算n!，其中n从键盘输入。,#includevoidmain()inti,n;longresult=1;printf(从键盘输入变量n的值n);scanf(%d,如果要求设计自定义函数计算n!，程序该如何编写呢？,递归调用prg6-6.c,编程计算n!，其中n从键盘输入。分析n!的数学表达式(1)当n等于0或1时，n!=1(2)当n大于等于2时，n!=n*(n-1)*(n-2)*2*1表达式1事实上，(n-1)!=(n-1)*(n-2)*2*1表达式2合并表达式1和表达式2，可以得到下面的表达式3(3)n!=n*(n-1)!如果定义函数f(n)=n!，那么n!也可以表示为f(n)=n*f(n-1),递归调用prg6-6.c,定义函数f(n)计算n!,/直接递归/函数在本函数体内直接调用本函数longf(intn)longfac;if(n=0|n=1)fac=1;elsefac=n*f(n-1);/*调用f(n)计算n!的过程中又调用了函数f(n-1)*/returnfac;,递归调用,函数在执行过程中对自己的调用，称为函数的递归调用。直接递归：函数在本函数体内直接调用本函数，称为直接递归。间接递归：函数调用其它函数，其他函数又调用本函数，称为间接递归。递归调用的两个条件要解决的问题可以分解成一个新问题，这个新问题的解法与原问题的解决方案相同，不同的只是数据值的变化，也就是调用时传递给形参的数据值有所不同。必须有一个结束条件，在满足结束条件时递归结束。,变量的作用域与生存期,变量的作用域,变量有效的范围称为变量的作用域。(1)局部变量(2)全局变量,局部变量,在某一范围内定义的变量，其作用域仅限于定义它的范围内。说明：局部变量只能在定义它的范围内有效，超出该范围使用即会语法报错。不同函数里面的局部变量可以同名，因为局部变量只在定义它的函数内有效。,全局变量,定义在函数之外的变量，它的作用域是从定义处开始，到所在文件结束。说明：一个C文件中的全局变量和局部变量可以同名，但是在局部变量有效的范围内同名的全局变量被屏蔽。,变量的作用域prg6-7.c,#includeintx1=2,y1=3;/定义全局变量voidmain()intx2=5,y2=7;/定义函数局部变量ints1,s2,s3;s1=x1+y1;s2=x2+y2;intx3=7,y3=9;/定义复合语句局部变量s3=x3+y3;printf(全局变量求和：%dn,s1);printf(函数局部求和：%dn,s2);printf(复合语句局部变量求和：%dn,s3);,外部变量的使用prg6-8.c,如果想在一个C源程序的所有文件中使用全局变量，需要用extern将其声明为外部变量，语法格式为：extern全局变量类型全局变量名;,变量的生存期,动态变量：变量在使用时才分配存储空间，使用完毕立即释放。静态变量：变量在定义时即分配存储空间直至整个程序结束。静态变量需要用关键字static声明，定义静态变量的形式为：static变量类型变量名;说明：静态局部变量作用域仅在定义它的函数内有效，但是它的生存期为整个程序。静态局部变量若未赋初值，系统自动赋值0。函数第一次调用时给静态局部变量赋初值，函数调用结束，静态局部变量的存储空间不会被释放。,变量的生存期prg6-9.c,编程计算15的阶乘并输出计算结果。,#includeintfac(intn);/函数声明voidmain()inti,result;for(i=1;i=5;i+)result=fac(i);printf(%d!=%dn,i,result);,intfac(intn)staticintf=1;f=f*n;returnf;,编译预处理,编译预处理,含义：预处理是指在进行词法扫描和语法分析之前所作的工作。预处理是C语言的一个重要功能，它由预处理程序负责完成。预处理命令是“#”开头的行。一般都放在源程序文件的开头，被称为预处理部分。,宏定义,宏定义是用一个标识符来表示一个字符串，这个标识符称为宏名，定义形式为：#define宏名(参数)字符串无参宏定义有参宏定义说明宏定义不是语句，在行末不加分号。宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束，使用#undef命令可以终止宏定义的作用域。宏名一般用大写字母表示，以便与变量区别。,宏定义prg6-10.c,#include#definePI3.14#defineM3#defineNM*M#defineL(r)r*r#defineS(x)x+2voidmain()floatarea;floats(floatradus);area=s(M);printf(圆面积是：%.2fn,area);floats(floatradus)floatresult;result=PI*L(radus);returnresult;,/无参宏定义,/有参宏定义,文件包含,文件包含命令行的一般形式：#include文件名#include说明：#include文件名和#include的区别使用尖括号表示在包含文件目录中查找，而不在源文件目录中查找。使用双引号表示首先在当前的源文件目录中查找，若未找到才到包含目录中查找。一个include命令只能指定一个被包含文件，若有多个文件要包含，则需要多个include命令。,条件编译,含义：按照不同的条件编译不同的程序部分，即按照条件选择源程序中的不同语句参加编译，产生不同的目标文件。思考：条件编译对程序的执行过程有怎样的影响？,形式1,#ifdef标识符程序段1#else程序段2#endif功能：如果标识符已被#define命令定义，对程序段1进行编译；否则对程序段2进行编译。,条件编译prg6-11.c,#include#definePI3.14#defineS1voidmain()if(R)floatarea;area=PI*R*R;printf(“面积为：%.2fn”,area);elsefloatc;c=2*PI*R;printf(“周长为：%.2fn,c);,#ifdefSfloatarea;area=PI*5*5;printf(“面积为：%.2fn”,area);#elsefloatc;c=2*PI*R;printf(“周长为：%.2fn,c);#endif,形式2,#ifndef标识符程序段1#else程序段2#endif功能：如果标识符未被#define命令定义，对程序段1进行编译；否则对程序段2进行编译。,形式3,#if常量表达式程序段1#else程序段2#endif功能：如果常量表达式的值为非0，对程序段1进行编译；否则对程序段2进行编译。,