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14第三章 函数习题第三章 函数习题一基本概念与基础知识自测题3.1 填空题3.1.1 被定义为形参的是在函数中起 （1） 作用的变量，形参只能用 （2） 表示。实参的作用是 （3） ，实参可以用 （4） 、 （5） 、 （6） 表示。答案：（1）自变量（2）变量名（3）将实际参数的值传递给形参（4）具有值的变量（5）常量（6）表达式3.1.2 局部域包括 （1） 、 （2） 和 （3） 。使用局部变量的意义在于 （4） 。答案：（1）块域（2）函数域（3）函数原型域（4）局部变量具有局部作用域使得程序在不同块中可以使用同名变量3.1.3 静态局部变量存储在 （1） 区，在 （2） 时候建立，生存期为（3） ，如定义时未显式初始化，则其初值为 （4） 。答案：（1）全局数据区（2）编译（3）全局生存期（4）全03.1.4局部变量存储在 （1） 区，在 （2） 时候建立，生存期为（3） ，如定义时未显式初始化，则其初值为 （4） 。答案：（1）栈（2）在函数或块开始执行时（3）函数或块的执行期（4）随机值3.1.5 编译预处理的作用是 （1） ，预处理指令的标志是 （2） 。多文件系统中，程序由 （3） 来管理，用户自定义头文件中通常定义一些 （4） 。答案：（1）将源程序文件进行处理，生成一个中间文件，编译系统对此中间文件进行编译并生成目标代码（2）#（3）工程文件（4）用户构造的数据类型（如枚举类型），外部变量，外部函数、常量和内联函数等具有一定通用性或常用的量3.1.6 设有函数说明如下：int f(int x, int y) return x%y+1; 假定a=10,b=4,c=5,下列语句的执行结果分别是 （1） 和 （2） 。(1) coutf(a,b)+f(a,c); (2) coutf(f(a+c,b),f(b,c);解答：（1）答案：4（2）答案：53.1.7下列程序的输出结果分别为 （1） 和 （2） 。(1) #includeusing namespace std;int a,b;void f(int j)static int i=a; /注意静态局部变量int m,n;m=i+j; i+; j+; n=i*j; a+;couti=itj=jt;coutm=mtn=nendl;int main()a=1; b=2;f(b); f(a);couta=atb=bendl;return 0;解：答案：i=2 j=3 m=3 n=6 (对应蓝色)i=3 j=3 m=4 n=9 (对应绿色)a=3 b=2(2)#includeusing namespace std;float sqr(float a)return a*a;float p(float x,int n)coutin-process:x=xtn=nendl;if(n=0) return 1;else if(n%2!=0) return x*sqr(p(x,n/2); else return sqr(p(x,n/2);int main()coutp(2.0,13)endl;return 0;图解递归，共五层，返回值是回归时产生：答案： in-process:x=2 n=13in-process:x=2 n=6in-process:x=2 n=3in-process:x=2 n=1in-process:x=2 n=081923.2 简答题3.2.1 函数的实参和形参怎样对应？实参和形参数目必须一致吗？什么情况下可以不同？答：实参和形参的个数和排列顺序应一一对应，并且对应参数应类型匹配（赋值兼容），当有缺省参数时可以不同。3.2.2 函数和内联函数的执行机制有何不同？定义内联函数有何意义？又有何要求？答：内联函数的调用机制与一般函数不同，编译器在编译过程中遇到inline时，为该函数建立一段代码，而后在每次调用时直接将该段代码嵌入到调用函数中，从而将函数调用方式变为顺序执行方式，这一过程称为内联函数的扩展或内联。内联函数的实质是牺牲空间来换取时间。因inline指示符对编译器而言只是一个建议，编译器也可以选择忽略该建议，内联函数只适用于功能简单，代码短小而又被重复使用的函数。函数体中包含复杂结构控制语句，如switch、复杂if嵌套、while语句等，以及无法内联展开的递归函数，都不能定义为内联函数，即使定义，系统也将作为一般函数处理。3.2.3 全局变量和全局静态变量的区别在哪里？为什么提倡尽量使用局部变量？答：有static修饰的全局变量只能在定义它的文件中可见，在其他文件中不可见，而非静态的全局变量则可以被其他程序文件访问，但使用前必须用extern说明。局部变量具有局部作用域使得程序在不同块中可以使用同名变量。这些同名变量各自在自己的作用域中可见，在其它地方不可见。所以提倡尽量使用局部变量3.2.4 函数重载的作用是什么？满足什么条件的函数才可以成为重载函数？重载函数在调用时是怎样进行对应的？答：函数重载可以定义几个功能相似，而参数类型不同使用相同的函数名的函数，以适应不同情况下自动选用不同函数进行操作。函数重载的好处在于，可以用相同的函数名来定义一组功能相同或类似的函数，程序的可读性增强。在定义重载函数时必须保证参数类型不同，仅仅返回值类型不同是不行的。当某个函数中调用到重载函数时，编译器会根据实参的类型去对应地调用相应的函数。匹配过程按如下步骤进行：（1）如果有严格匹配的函数，就调用该函数；（2）参数内部转换后如果匹配，调用该函数；（3）通过用户定义的转换寻求匹配。3.2.5 多文件结构的程序是如何进行管理并运行的？采用多文件结构有什么好处？答：多文件结构通过工程进行管理，在工程中建立若干用户定义的头文件.h和源程序文件.cpp。头文件中定义用户自定义的数据类型，所有的程序实现则放在不同的源程序文件中。编译时每个源程序文件单独编译，如果源程序文件中有编译预处理指令，则首先经过编译预处理生成临时文件存放在内存，之后对临时文件进行编译生成目标文件.obj，编译后临时文件撤销。所有的目标文件经连接器连接最终生成一个完整的可执行文件.exe。多文件结构管理程序的好处是十分明显的。首先，可以避免重复性的编译，如果修改了个别函数，那么只需将这些函数所在的文件重新编译即可；其次，将程序进行合理的功能划分后，更容易设计、调试和维护；另外，通常把相关函数放在一个文件中，这样形成一系列按照功能分类的文件，便于为其他程序文件使用。3.2.6 宏定义与常量定义从作用及效果上看是一样的，二者是否完全相同？答：完全不同。不带参宏定义与const说明符定义常量从效果上看是一样的，但它们的机制不同。首先宏定义是在预处理阶段完成，而const定义则是在编译阶段实现。其次宏定义只是一种简单的字符串替代，不会为字符串分配内存单元，替代过程也不作语法检查，即使指令中的常量字符串不符合常量要求，预处理的替代过程也照样按指令给出的格式进行。而const定义则是象定义一个变量一样定义一个常量标识符，系统要按照类型要求为该标识符分配内存单元，同时在将常量放入单元时进行类型检查，如果类型不匹配，类型相容的会进行系统的类型转换，不相容的则要提示错误。二编程与综合练习题3.3 设计函数，将小写英文字符变为对应的大写字符。解：小写字母比大写字母ASCII码值大32，或写作ch=ch-a+A;#includeusing namespace std;char capitalize(char ch)if(ch=a&ch=z) return ch-a+A;else return ch;int main()int i=0;char cp30;cout请输入包含小写字母的句子：endl;cin.getline(cp,30);while(cpi!=0) coutcapitalize(cpi+);coutendl;return 0;3.4 设计两个函数，分别求两个数的最大公约数和最小公倍数。解：可用穷举法求最大公约数（从大到小找到的第1个公约数）和最小公倍数（从小到大找到的第1个公倍数）。#includeusing namespace std;MaxCommonDevisor(int n,int m)int i; for( i=n;i=1;i-)if(n%i=0 & m%i=0) break;return i;MinCommonMultiple(int n,int m)int i;for(i=n;i=n*m;i+)if(i%n=0 & i%m=0) break;return i;int main()int i,j;cout请输入两个整数：ij;cout最大公约数：MaxCommonDevisor(i,j)t最小公倍数：MinCommonMultiple(i,j)endl;return 0;3.5 设计函数digit(num,k)，返回整数num从右边开始的第k位数字的值。例如：digit(4647,3)=6digit(23523,7)=0解：把整数转换为数串，放在一个整型数组中。#includeusing namespace std;digit(int num,int k)int s10=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;int i=0;do/先把整数转换为数字串si=num%10;num/=10;i+;while(num0);if(k=i) return sk-1; /题目中位数的下标从1开始，而数组下标从0开始else return 0;int main()coutdigit(4647,3)=digit(4647,3)endl;coutdigit(23523,7)=digit(23523,7)endl;return 0;3.6 设计函数factors(num,k)，返回整数num中包含因子k的个数，如果没有该因子，则返回0。解：必须先判断整数m能否被k整除。#includeusing namespace std;factors(int num,int k)/缺省返回值为整型int count=0;while(num%k=0)count+;num/=k;return count;int main()coutfactors(1875,5)=factors(1875,5)endl;coutfactors(64,3)=factors(64,3)endl;return 0;3.7 歌德巴赫猜想指出：任何一个充分大的偶数都可以表示为两个素数之和。例如：4=2+2 6=3+3 8=3+5 50=3+47将450之间的所有偶数用两个素数之和表示。判断一个整数是否为素数用函数完成。解：用prime()函数判断是否素数，用穷举法。歌德巴赫猜想验证也用穷举法，在所有组合中找两个数均为素数者。#include#includeusing namespace std;bool prime(int m)if(m=1|m=0) return false;if(m=2) return true;int k=(int)sqrt(m);for(int i=2;ik) return true;else return false;int main()for(int n=4;n=50;n+=2)for(int i=2;i=n/2;i+)if(prime(i)&prime(n-i) coutn=i+n-iendl;/列出所有可能组合return 0;3.8 设计函数打印直方图，直方图宽度为3行，每列代表数据1。如下面的图形表示10。|*|*|*|解：为简单将a%用a表示。#includeusing namespace std;void PrintDiagram(int m)int i ;cout|endl;for(i=0;i3;i+)cout|;for(int j=0;jm;j+) cout*;coutendl;cout|endl;int main()PrintDiagram(10);PrintDiagram(15);PrintDiagram(7);return 0;3.9 定义递归函数实现下列Ackman函数：其中m、n为正整数。设计程序求Acm(2,1)，Acm(3,2)。解：递归函数实现非常简单，按公式写即可。#includeusing namespace std;Acm(int m,int n)if(m=0) return n+1;if(n=0) return Acm(m-1,1);return Acm(m-1,Acm(m,n-1);int main()coutAcm(2,1)=Acm(2,1)endl;coutAcm(3,2)=Acm(3,2)endl;return 0;3.10 用递归函数实现勒让德多项式：在主函数中求P4(1.5)。解：把勒让德多项式的阶和自变量都作为参数。#includeusing namespace std;double P(int n,double x)if(n=0) return 1;if(n=1) return x;return (2*n-1)*x*P(n-1,x)-(n-1)*P(n-2,x)/n;int main()coutP(4,1.5)=P(4,1.5)endl;return 0;3.11定义内联函数实现求三个实数中的最大值。解：内联函数只适用于功能简单，代码短小而又被重复使用的函数。函数体中包含复杂结构控制语句，如switch、复杂if嵌套、while语句等，以及无法内联展开的递归函数，都不能定义为内联函数，即使定义，系统也将作为一般函数处理。#includeusing namespace std;inline max(int a,int b,int c)if(ab&ac) return a;if(ba&bc) return b;return c;int main()coutmax(3,7,4)=0&ch=9来判断。#includeusing namespace std;inline bool IfDigitChar(char ch)if(ch=0&ch=9) return 1;else return 0;int main()char ch;cout请输入一个字符（输入“！”停止）ch;while(ch!=!)if(IfDigitChar(ch) coutch is a digit charendl;else coutch is not a digit charendl;cout请输入一个字符（输入“！”停止）ch;return 0;3.13 设计两个重载函数，分别求两个整数相除的余数和两个实数相除的余数。两个实数求余定义为实数四舍五入取整后相除的余数。解：实数四舍五入取整，正数是+0.5取整，负数是-0.5取整。#include#includeusing namespace std;mod(int n,int m)return n%m;round(double x)/四舍五入函数if(x=0) return int(x+0.5);else return int(x-0.5);mod(double x,double y)return round(x)%round(y);int main()coutmod(8,3)=mod(8,3)endl;coutmod(8.2,3.6)=mod(8.2,3.6)endl;coutmod(-8.2,-2.6)=mod(-8.2,-2.6)endl;return 0;注意：mod(double x,double y)形参类型不可以写成float，因为在入口函数中mod(8.2,3.6)的实参8.2、3.6都认为是double型常数，重载时系统不知应转换为float还是int，出现歧义。3.14 建立一个头文件area.h，在其中定义两个面积函数area()，分别用来计算半径为r的圆的面积和边长为a和b的矩形面积。另外建立一个实现文件area.cpp，在其中定义主函数。通过包含area.h，输入数据并输出圆和矩形的面积。解：两个面积函数area()，一个是单参数，一个是双参数。/头文件area.hdouble area(double r)return 3.14*r*r;double area(double a,double b)return a*b;/实现文件area.cpp#includeusing namespace std;#includearea.hint main()double a,b,r;coutinput radius:r;coutinput side length:ab;coutarea(r)=area(r)endl;coutarea(a,b)=area(a,b)0)for(i=0;iw;i+) couttw; coutendl;p1(w-1);调用p1(4)。答：用调用树来解答，如下图，注意打印是在递归调用之前：按照打印语句：for(i=0;iw;i+) couttw;cout0)p2(w-1);for(i=0;iw;i+) couttw; cout0)for(i=0;iw;i+) couttw; cout0)for(i=0;iw;i+) couttw; coutendl;p4(w-1);for(i=0;iw;i+) couttw; coutendl;调用p4(4)。答：如下图用调用树解答，注意打印是在递归调用之前和之后各一次：按照次序和打印语句，可得输出为：44443332211223334444
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