C语言是通过函数来实现模块化程序设计的所以较大的C语.ppt

第七章函数,C语言是通过函数来实现模块化程序设计的。所以较大的C语言应用程序，往往是由多个函数组成的，每个函数分别对应各自的功能模块。7.1函数的定义与调用7.2函数的嵌套调用与递归调用7.3数组作为函数参数7.4内部变量与外部变量7.5内部函数与外部函数7.6变量的动态存储与静态存储Return,（一）教学目的：1掌握函数的定义和使用方法。2掌握全局变量和局部变量的概念及其应用3理解变量存储类别的概念，内部函数和外部函数的概念（二）教学重点与难点：1.函数的定义和调用2.变量的作用域和存储类别3.递归调用、参数的传递,7.1函数的定义与调用,一、函数的定义二、函数的返回值与函数类型三、对被调用函数的说明和函数原型四、函数的调用五、函数的形参与实参,Return,一、函数的定义,任何函数（包括主函数main()）都是由函数说明和函数体两部分组成。根据函数是否需要参数，可将函数分为无参函数和有参函数两种。1、无参函数的一般形式函数类型函数名(void)说明语句部分；可执行语句部分；注意：在旧标准中，函数可以缺省参数表。但在新标准中，函数不可缺省参数表；如果不需要参数，则用“void”表示，主函数main()例外。,2、有参函数的一般形式函数类型函数名(数据类型参数，数据类型参数2)说明语句部分；可执行语句部分；有参函数比无参函数多了一个参数表。调用有参函数时，调用函数将赋予这些参数实际的值。为了与调用函数提供的实际参数区别开，将函数定义中的参数表称为形式参数表，简称形参表。,例7.1定义一个函数，用于求两个数中的大数。/*功能：定义一个求较大数的函数并在主函数中调用*/intmax(intn1,intn2)/*定义一个函数max()*/return(n1n2?n1:n2)；main()intmax(intn1,intn2)；/*函数说明*/intnum1,num2；printf(inputtwonumbers:n)；scanf(%d%d,/*使程序暂停，按任一键继续*/,3、说明函数定义不允许嵌套在语言中，所有函数（包括主函数main()）都是平行的。一个函数的定义，可以放在程序中的任意位置，主函数main()之前或之后。但在一个函数的函数体内，不能再定义另一个函数，即不能嵌套定义。空函数既无参数、函数体又为空的函数。其一般形式为：函数类型函数名(void)在老版本C语言中，参数类型说明允许放在函数说明部分的第2行单独指定。,Return,二、函数的返回值与函数类型,语言的函数兼有其它语言中的函数和过程两种功能，从这个角度看，又可把函数分为有返回值函数和无返回值函数两种。1函数返回值与return语句有参函数的返回值，是通过函数中的return语句来获得的。return语句的一般格式：return(返回值表达式);return语句的功能：返回调用函数，并将“返回值表达式”的值带给调用函数。,注意：调用函数中无return语句，并不是不返回一个值，而是一个不确定的值。为了明确表示不返回值，可以用“void”定义将函数成“无（空）类型”。2函数类型在定义函数时，对函数类型的说明，应与return语句中、返回值表达式的类型一致。如果不一致，则以函数类型为准。如果缺省函数类型，则系统一律按整型处理。良好的程序设计习惯：为了使程序具有良好的可读性并减少出错，凡不要求返回值的函数都应定义为空类型；即使函数类型为整型，也不使用系统的缺省处理。,Return,三、对被调用函数的说明和函数原型,1、对被调用函数采用函数原型方式说明，其格式如下：函数类型函数名(数据类型参数名,数据类型参数名2)；语言同时又规定，在以下2种情况下，可以省去对被调用函数的说明：当被调用函数的函数定义出现在调用函数之前时。因为在调用之前，编译系统已经知道了被调用函数的函数类型、参数个数、类型和顺序。如果在所有函数定义之前，在函数外部（例如文件开始处）预先对各个函数进行了说明，则在调用函数中可缺省对被调用函数的说明。,Return,四、函数的调用,在程序中，是通过对函数的调用来执行函数体的，其过程与其它语言的子程序调用相似。1、语言中函数调用的一般形式为：函数名(实际参数表)切记：实参的个数、类型和顺序，应该与被调用函数所要求的参数个数、类型和顺序一致，才能正确地进行数据传递。在语言中，可以用以下几种方式调用函数：函数表达式函数作为表达式的一项，出现在表达式中，以函数返回值参与表达式的运算。这种方式要求函数是有返回值的。函数语句C语言中的函数可以只进行某些操作而不返回函数值，这时的函数调用可作为一条独立的语句。,函数实参函数作为另一个函数调用的实际参数出现。这种情况是把该函数的返回值作为实参进行传送，因此要求该函数必须是有返回值的。2、说明：调用函数时，函数名称必须与具有该功能的自定义函数名称完全一致。实参在类型上按顺序与形参，必须一一对应和匹配。如果类型不匹配，C编译程序将按赋值兼容的规则进行转换。如果实参和形参的类型不赋值兼容，通常并不给出出错信息，且程序仍然继续执行，只是得不到正确的结果。如果实参表中包括多个参数，对实参的求值顺序随系统而异。有的系统按自左向右顺序求实参的值，有的系统则相反。TurboC是按自右向左的顺序进行的。,Return,五函数的形参与实参,函数的参数分为形参和实参两种，作用是实现数据传送。形参出现在函数定义中，只能在该函数体内使用。发生函数调用时，调用函数把实参的值复制1份，传送给被调用函数的形参，从而实现调用函数向被调用函数的数据传送。例7.2实参对形参的数据传递。/*实参对形参的数据传递。*/,voidmain()voids(intn);/*说明函数*/intn=100;/*定义实参n，并初始化*/s(n);/*调用函数*/printf(n_s=%dn,n);/*输出调用后实参的值*/getch();voids(intn)inti;printf(n_x=%dn,n);/*输出改变前形参的值*/for(i=n-1;i=1;i-)n=n+i;/*改变形参的值*/printf(n_x=%dn,n);/*输出改变后形参的值*/,说明：实参可以是常量、变量、表达式、函数等。无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值，以便把这些值传送给形参。因此，应预先用赋值、输入等办法，使实参获得确定的值。形参变量只有在被调用时，才分配内存单元；调用结束时，即刻释放所分配的内存单元。因此，形参只有在该函数内有效。调用结束，返回调用函数后，则不能再使用该形参变量。实参对形参的数据传送是单向的，即只能把实参的值传送给形参，而不能把形参的值反向地传送给实参。实参和形参占用不同的内存单元，即使同名也互不影响。,Return,7.2函数的嵌套调用和递归调用,一、函数的嵌套调用函数的嵌套调用是指，在执行被调用函数时，被调用函数又调用了其它函数。这与其它语言的子程序嵌套调用的情形是类似的，其关系可表示如图7-1。,例7.3计算s=1k+2k+3k+Nk/*功能：函数的嵌套调用*/#defineK4#defineN5longf1(intn,intk)/*计算n的k次方*/longpower=n;inti;for(i=1;i=a,main()inti,num=0;charstr255;printf(Inputastring:);gets(str);for(i=0;stri!=0;i+)if(isalp(stri)num+;puts(str);printf(num=%dn,num);getch();,说明：用数组元素作实参时，只要数组类型和函数的形参类型一致即可，并不要求函数的形参也是下标变量。换句话说，对数组元素的处理是按普通变量对待的。在普通变量或下标变量作函数参数时，形参变量和实参变量是由编译系统分配的两个不同的内存单元。在函数调用时发生的值传送，是把实参变量的值赋予形参变量。Return,二、数组名作为函数的形参和实参,数组名作函数参数时，既可以作形参，也可以作实参。数组名作函数参数时，要求形参和相对应的实参都必须是类型相同的数组（或指向数组的指针变量），都必须有明确的数组说明例7.6已知某个学生5门课程的成绩，求平均成绩。floataver(floata)/*求平均值函数*/inti；floatav,s=a0；for(i=1；i5；i+)s+=ai；returnav；av=s/5；,voidmain()floatsco5,av；inti；printf(ninput5scores:n)；for(i=0；i5；i+)scanf(%f,说明：用数组名作函数参数，应该在调用函数和被调用函数中分别定义数组，且数据类型必须一致，否则结果将出错。例如，在本例中，形参数组为a，实参数组为sco，它们的数据类型相同。C编译系统对形参数组大小不作检查，所以形参数组可以不指定大小。例如，本例中的形参数组a。如果指定形参数组的大小，则实参数组的大小必须大于等于形参数组，否则因形参数组的部分元素没有确定值而导致计算结果错误。Return,7.4内部变量与外部变量,语言中所有的变量都有自己的作用域。变量说明的位置不同，其作用域也不同，据此将语言中的变量分为内部变量和外部变量。一、内部变量二、外部变量,Return,一、内部变量,在一个函数内部说明的变量是内部变量，它只在该函数范围内有效。也就是说，只有在包含变量说明的函数内部，才能使用被说明的变量，在此函数之外就不能使用这些变量了。所以内部变量也称“局部变量”。,例如：intf1(inta)/*函数f1*/intb,c；/*a,b,c作用域：仅限于函数f1()中*/intf2(intx)/*函数f2*/inty,z；/*x,y,z作用域：仅限于函数f2()中*/main()intm,n；/*m,n作用域：仅限于函数main()中*/,关于局部变量的作用域还要说明以下几点：1主函数main()中定义的内部变量，也只能在主函数中使用，其它函数不能使用。同时，主函数中也不能使用其它函数中定义的内部变量。因为主函数也是一个函数，与其它函数是平行关系。这一点是与其它语言不同的，应予以注意。2形参变量也是内部变量，属于被调用函数；实参变量，则是调用函数的内部变量。3允许在不同的函数中使用相同的变量名，它们代表不同的对象，分配不同的单元，互不干扰，也不会发生混淆。4在复合语句中也可定义变量，其作用域只在复合语句范围内。,Return,二、外部变量,在函数外部定义的变量称为外部变量。以此类推，在函数外部定义的数组就称为外部数组。外部变量不属于任何一个函数，其作用域是：从外部变量的定义位置开始，到本文件结束为止。外部变量可被作用域内的所有函数直接引用，所以外部变量又称全局变量。例7.7输入长方体的长（l）、宽（w）、高（h），求长方体体积及正、侧、顶三个面的面积。算法如下：V=lwhS正=lhS侧=whS顶=lw,/*功能：利用全局变量计算长方体的体积及三个面的面积*/ints1,s2,s3;intvs(inta,intb,intc)intv;v=a*b*c;s1=a*b;s2=b*c;s3=a*c;returnv;main()intv,l,w,h;clrscr();printf(ninputlength,widthandheight：);scanf(%d%d%d,对于全局变量还有以下几点说明：1、外部变量可加强函数模块之间的数据联系，但又使这些函数依赖这些外部变量，因而使得这些函数的独立性降低。从模块化程序设计的观点来看这是不利的，因此不是非用不可时，不要使用外部变量。2、在同一源文件中，允许外部变量和内部变量同名。在内部变量的作用域内，外部变量将被屏蔽而不起作用。3、外部变量的作用域是从定义点到本文件结束。如果定义点之前的函数需要引用这些外部变量时，需要在函数内对被引用的外部变量进行说明。外部变量说明的一般形式为：extern数据类型外部变量，外部变量2；注意：外部变量的定义和外部变量的说明是两回事。外部变量的定义，必须在所有的函数之外，且只能定义一次。而外部变量的说明，出现在要使用该外部变量的函数内，而且可以出现多次。,例7.8外部变量的定义与说明。intvs(intxl,intxw)externintxh；/*外部变量xh的说明*/intv；v=xl*xw*xh；/*直接使用外部变量xh的值*/returnv；main()externintxw,xh；/*外部变量的说明*/intxl=5；/*内部变量的定义*/printf(xl=%d,xw=%d,xh=%dnv=%d,xl,xw,xh,vs(xl,xw)；intxl=3,xw=4,xh=5；/*外部变量xl、xw、xh的定义*/,Return,7.5内部函数和外部函数,一、内部函数（又称静态函数）二、外部函数三、多个源程序文件的编译和连接,当一个源程序由多个源文件组成时，语言根据函数能否被其它源文件中的函数调用，将函数分为内部函数和外部函数。,Return,一、内部函数（又称静态函数）,如果在一个源文件中定义的函数，只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用，这种函数称为内部函数。1、内部函数的定义：static函数类型函数名(函数参数表)2、说明：关键字“static”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。,Return,二、外部函数,在定义函数时，如果没有加关键字“static”，或冠以关键字“extern”，表示此函数是外部函数。1、外部函数的定义：extern函数类型函数名(函数参数表)2、调用外部函数时，需要对其进行说明：extern函数类型函数名(参数类型表)，函数名2(参数类型表2)；例7.9外部函数应用。（1）文件mainf.cmain()externvoidinput(),process(),output();input();process();output();,（2）文件subf1.cexternvoidinput()/*定义外部函数*/（3）文件subf2.cexternvoidprocess()/*定义外部函数*/（4）文件subf3.cexternvoidoutput()/*定义外部函数*/,Return,三、多个源程序文件的编译和连接,1、一般过程编辑各源文件创建Project（项目）文件设置项目名称编译、连接，运行，查看结果。2、创建Project（项目）文件用编辑源文件相同的方法，创建一个扩展名为.PRJ的项目文件：该文件中仅包括将被编译、连接的各源文件名，一行一个，其扩展名.C可以缺省；文件名的顺序，仅影响编译的顺序，与运行无关。注意：如果有某个（些）源文件不在当前目录下，则应在文件名前冠以路径。,3、设置项目名称打开菜单，选取ProjectProjectname，输入项目文件名即可。4、编译、连接，运行，查看结果与单个源文件相同。编译产生的目标文件，以及连接产生的可执行文件，它们的主文件名，均与项目文件的主文件名相同。注意：当前项目文件调试完毕后，应选取ProjectClearproject，将其项目名称从“Projectname”中清除（清除后为空）。否则，编译、连接和运行的，始终是该项目文件！,5、关于错误跟踪缺省时，仅跟踪当前一个源程序文件。如果希望自动跟踪项目中的所有源文件，则应将OptionsEnvironmentMessageTracking开关置为“Allfiles”：连续按回车键，直至“Allfiles”出现为止。此时，滚动消息窗口中的错误信息时，系统会自动加载相应的源文件到编辑窗口中。也可关闭跟踪(将“MessageTracking”置为“Off”)。此时，只要定位于感兴趣的错误信息上，然后回车，系统也会自动将相应源文件加载到编辑窗口中。,Return,7.6变量的动态存储与静态存储简介,在语言中，对变量的存储类型说明有以下四种：自动变量(auto)、寄存器变量(register)、外部变量(extern)、静态变量(static)。自动变量和寄存器变量属于动态存储方式，外部变量和静态内部变量属于静态存储方式。一、内部变量的存储方式二、外部变量的存储方式,Return,一、内部变量的存储方式,1静态存储静态内部变量（1）定义格式：static数据类型内部变量表；（2）存储特点静态内部变量属于静态存储。在程序执行过程中，即使所在函数调用结束也不释放。换句话说，在程序执行期间，静态内部变量始终存在，但其它函数是不能引用它们的。定义但不初始化，则自动赋以（整型和实型）或0（字符型）；且每次调用它们所在的函数时，不再重新赋初值，只是保留上次调用结束时的值！（3）何时使用静态内部变量需要保留函数上一次调用结束时的值。变量只被引用而不改变其值。,2动态存储自动局部变量（又称自动变量）（1）定义格式：auto数据类型变量表；（2）存储特点自动变量属于动态存储方式。在函数中定义的自动变量，只在该函数内有效；函数被调用时分配存储空间，调用结束就释放。在复合语句中定义的自动变量，只在该复合语句中有效；退出复合语句后，也不能再使用，否则将引起错误。定义而不初始化，则其值是不确定的。如果初始化，则赋初值操作是在调用时进行的，且每次调用都要重新赋一次初值。由于自动变量的作用域和生存期，都局限于定义它的个体内（函数或复合语句），因此不同的个体中允许使用同名的变量而不会混淆。即使在函数内定义的自动变量，也可与该函数内部的复合语句中定义的自动变量同名。建议：系统不会混淆，并不意味着人也不会混淆，所以尽量少用同名自动变量！,例7.11自动变量与静态局部变量的存储特性。voidauto_static(void)intvar_auto=0;/*自动变量：每次调用都重新初始化*/staticintvar_static=0;/*静态局部变量：只初始化1次*/printf(“var_auto=%d,var_static=%dn”,var_auto,var_static);+var_auto;+var_static;main()inti;for(i=0;i5;i+)auto_static();,3寄存器存储寄存器变量一般情况下，变量的值都是存储在内存中的。为提高执行效率，语言允许将局部变量的值存放到寄存器中，这种变量就称为寄存器变量。定义格式如下：register数据类型变量表；（1）只有局部变量才能定义成寄存器变量，即全局变量不行。（2）对寄存器变量的实际处理，随系统而异。例如，微机上的MSC和TC将寄存器变量实际当作自动变量处理。（3）允许使用的寄存器数目是有限的，不能定义任意多个寄存器变量。Return,二、外部变量的存储方式,外部变量属于静态存储方式：1、静态外部变量只允许被本源文件中的函数引用其定义格式为：static数据类型外部变量表；2、非静态外部变量允许被其它源文件中的函数引用定义时缺省static关键字的外部变量，即为非静态外部变量。其它源文件中的函数，引用非静态外部变量时，需要在引用函数所在的源文件中进行说明：extern数据类型外部变量表；注意：在函数内的extern变量说明，表示引用本源文件中的外部变量！而函数外（通常在文件开头）的extern变量说明，表示引用其它文件中的外部变量。,静态局部变量和静态外部变量同属静态存储方式，但两者区别较大：定义的位置不同静态局部变量在函数内定义，静态外部变量在函数外定义。作用域不同静态局部变量属于内部变量，其作用域仅限于定义它的函数内；虽然生存期为整个源程序，但其它函数是不能使用它的。静态外部变量在函数外定义，其作用域为定义它的源文件内；生存期为整个源程序，但其它源文件中的函数也是不能使用它的。初始化处理不同静态局部变量，仅在第1次调用它所在的函数时被初始化，当再次调用定义它的函数时，不再初始化，而是保留上1次调用结束时的值。而静态外部变量是在函数外定义的，不存在静态内部变量的“重复”初始化问题，其当前值由最近1次给它赋值的操作决定。,务必牢记：把局部变量改变为静态内部变量后，改变了它的存储方式，即改变了它的生存期。把外部变量改变为静态外部变量后，改变了它的作用域，限制了它的使用范围。因此，关键字“static”在不同的地方所起的作用是不同的。Return,小结,1、函数2、数组作为函数参数3、局部变量与全部变量4、动态存储变量与静态存储变量5、内部函数与外部函数6、TurboC库函数简介作业：,