幻灯片-C语言程序设计视频教程-徐红波-第8章

C程序设计讲师：徐红波Email:[e-mail]第8章函数8.1概述一个较大的程序一般应分为若干个程序模块，每一个模块用来实现一个特定的功能。所有的高级语句中都有子程序这个概念，用子程序实现模块的功能。在C语言中，子程序的作用是由函数来完成的。一个C程序可由一个主函数和若干个其他函数构成。由主函数调用其他函数，其他函数也可以相互调用。同一个函数可以被一个或多个函数调用任意多次。在程序设计中，常将一些常用的功能模块编写成函数，放在公共函数库中供大家选用。程序设计人员要善于利用函数，以减少重复编写程序段的工作量。[例8.1]函数调用的简单例子#includestdio.hvoidmain(){voidprintstar();voidprint_message();printstar();print_message();printstar();}voidprintstar(){printf(“**********\n”);}voidprint_message(){printf(“Howdoyoudo!\n”);}说明：(1)一个C程序由一个或多个程序模块组成，每一个程序模块作为一个源程序文件。对较大的程序，一般不希望把所有内容全放在一个文件中，而是将它们放在若干个源文件中，再由若干个源程序文件组成一个C程序。一个源程序文件可以为多个C程序共用。(2)一个源程序文件由一个或多个函数以及其他有关内容(如命令行、数据定义等)组成。一个源程序是一个编译单位，在程序编译时是以源程序文件为单位进行编译的，而不是以函数为单位进行编译的。(3)C程序的执行是从main函数开始的，如是在main函数中调用其他函数，在调用后流程返回到main函数，在main函数中结束整个程序的运行。(4)所有函数都是平行的，即在定义函数时是分别进行的，是相互独立的。一个函数并不从属于另一个函数，即函数不能嵌套定义。函数间可以相互调用，但不能调用main函数。main函数是系统调用的。(5)从用户使用的角度看，函数有两种。①标准函数。标准函数即库函数，它是由系统提供的，用户不必自己定义而直接使用它们。②用户自己定义的函数。它是用以解决用户专门需要的函数。(6)从函数的形式看，函数分两类。①无参函数。在调用无参函数时，主调函数不向被调用函数传递数据。无参函数一般用来执行指定的一组操作。无参函数可以带回或不带会函数值，但一般以不带回函数值的居多。②有参函数。在调用函数时，主调函数在调用被调用函数时，通过参数向被调用函数传递数据，一般情况下，执行被调用函数时会得到一个函数值，供主调函数使用。8.2函数定义的一般形式8.2.1无参函数定义的一般形式定义无参函数的一般形式为：类型标识符函数名(){声明部分语句部分}在定义函数时要用“类型标识符”指定函数值的类型，即函数带回来的值的类型。8.2.2有参函数定义的一般形式定义有参函数的一般形式为：类型标识符函数名(形式参数表列){声明部分语句部分}例如：intmax(intx,inty){intz;z=xy?x:y;returnz;}8.2.3空函数在程序设计中有时会用到空函数，它的形式为：类型说明符函数名(){}8.3函数参数和函数的值8.3.1形式参数和实际参数在调用函数时，大多数情况下，主调函数和被调用函数之间有数据传递关系。在定义函数时函数名后面括号中的变量名称为“形式参数”(简称“形参”)，在主调函数中调用一个函数时，函数名后面括号中的参数(可以是一个表达式)称为“实际参数”(简称“实参”)。[例8.2]调用函数时的数据传递#includestdio.hvoidmain(){intmax(intx,inty);inta,b,c;scanf(“%d,%d”,&a,&b);c=max(a,b);printf(“Maxis%d”,c);}intmax(intx,inty){intz;z=xy?x:y;returnz;}关于形参与实参的说明：(1)在定义函数中指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元。只有在发生函数调用时，函数max中的形参才被分配内存单元。在调用结束后，形参所占的内存单元也被释放。(2)实参可以是常量、变量或表达式。但要求它们有确定的值。在调用时将实参的值赋给形参。(3)在被定义的函数中，必须指定形参的类型。(4)实参与形参的类型应相同或赋值兼容。(5)实参向形参的数据传递是“值传递”，单向传递，只由实参传给形参，而不能由形参传回来给实参。在内存中，实参单元与形参单元是不同的单元。在调用函数时，给形参分配存储单元，并将实参对应的值传递给形参，调用结束后，形参单元被释放，实参单元仍保留并维持原值。因此，在执行一个被调用函数时，形参的值如果发生改变，并不会改变主调函数的实参的值。8.3.2函数的返回值通过函数调用使主调函数能得到一个确定的值，这就是函数的返回值。(1)函数的返回值是通过函数中的return语句获得的。return语句将被调用函数中的一个确定值带回主调函数中去。(2)函数值的类型。既然函数有返回值，这个值当然应属于某一个确定的类型，应当在定义函数时指定函数值的类型。(3)在定义函数时指定的函数类型一般应该和return语句中的表达式类型一致。如果函数值的类型和return语句中表达式的值不一致，则以函数类型为准。对数值型数据，可以自动进行类型转换。即函数类型决定返回值的类型。[例8.3]返回值类型与函数类型不同#includestdio.hvoidmain(){intmax(flaotx,floaty);floata,b;intc;scanf(“%f,%f”,&a,&b);c=max(a,b);printf(“Maxis%d\n”,c);}intmax(floatx,floaty){floatz;z=xy?x:y;returnz;}(4)对于不带回值的函数，应当用“void”定义函数为“无类型”(或称“空类型”)。这样，系统就保证不使函数带回任何值，即禁止调用函数中使用被调用函数的返回值。此时在函数体中不得出现return语句。8.4函数的调用8.4.1函数调用的一般形式函数调用的一般形式为函数名(实参表列);如果是调用无参函数，则“实参表列”可以没有，但括号不能省略。如果实参表列包含多个实参，则各参数间用逗号隔开。实参与形参的个数应相等，类型应匹配。实参与形参按顺序对应，一一传递数据。但应说明，如果实参表列包括多个实参，对实参求值的顺序并不是确定的，有的系统按自左至右顺序求实参的值，有的系统则按自右至左顺序。[例8.4]实参求值的顺序#includestdio.hvoidmain(){intf(inta,intb);inti=2,p;p=f(i,++i);printf(“%d\n”,p);}intf(inta,intb){intc;if(ab)c=1;elseif(a==b)c=0;elsec=-1;returnc;}8.4.2函数调用的方式按函数在程序中出现的位置来分，可以有以下3种函数调用方式。1.函数语句把函数调用作为一个语句。这时不要求函数带回值，只要求函数完成一定的操作。2.函数表达式函数出现在一个表达式中，这种表达式称为函数表达式。这时要求函数带回一个确定的值以参加表达式的运算。3.函数参数函数调用作为一个函数的实参。8.4.3对被调用函数的声明和函数原型在一个函数中调用另一个函数需要具备的条件如下。(1)首先被调用的函数必须是已经存在的函数(是库函数或用户自己定义的函数)。但光有这一条件还不够。(2)如果使用库函数，还应该在本文件开头用#include命令将调用有关库函数时所需用到的信息“包含”到本文件中去。(3)如果使用用户自己定义的函数，而该函数的位置在调用它的函数(即主调函数)的后面(在同一个文件中)，应该在主调函数中对被调用的函数作声明。[例8.5]对被调用的函数作声明#includestdio.hvoidmain(){floatadd(floatx,floaty);floata,b,c;scanf(“%f,%f”,&a,&b);c=add(a,b);printf(“sumis%f\n”,c);}floatadd(floatx,floaty){floatz;z=x+y;returnz;}在函数调用之前用函数原型做了函数声明。因此编译系统记下了所需调用的函数的有关信息。编译系统根据函数的原型对函数的调用的合法性进行全面的检查。与函数原型不匹配的函数调用会导致编译出错，它属于语法错误。用户根据屏幕显示的出错信息很容易发现和纠正错误。函数原型的一般形式有两种，分别为(1)函数类型函数名(参数类型1,参数类型2,…,参数类型n);(2)函数类型函数名(参数类型1参数名1,参数类型2参数名2,…,参数类型n参数名n);说明：(1)如果被调用函数的定义出现在主调函数之前，可以不必加以声明。(2)如果已在文件的开头(在所有函数之前)，已对本文件中所调用的函数进行了声明，则在各函数中不必对其所调用的函数再作声明。8.5函数的嵌套调用C语言的函数定义是相互平行、独立的。在定义函数时，一个函数内不能包含另一个函数。C语言不能嵌套定义函数，但可以嵌套调用函数，在调用一个函数的过程中，又调用另一个函数。[例8.6]函数嵌套调用的应用main函数调用a函数结束a函数调用b函数b函数8.6函数的递归调用在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用该函数本身，称为函数的递归调用。f函数调用f函数f1函数调用f2函数f2函数调用f1函数(a)直接递归调用(b)间接递归调用[例8.7]有5个人坐在一起，问第5个人多少岁？他说比第4个人大2岁。问第4个人岁数，他说比第3个人大2岁。问第3个人，又说比第2个人大2岁。问第2个人，说比第1个人大2岁。最后问第1个人，他说是10岁。请问第5个人多大12)1(110)(nnagennage[例8.8]用递归方法求n!1)!1(1,01!nnnnn[8.9]Hanoi塔问题。古代有一个梵塔，塔内有3个座A、B、C，开始时A座上有64个盘子，盘子大小不等，大的在下，小的在上。有一个老和尚想把这64个盘子从A座移到C座，但每次只允许移动一个盘，且在移动过程中在3个座上都始终保持大盘在下，小盘在上。在移动过程中可以利用B座，要求编程序输出移动的步骤ABC8.7数组作为函数参数前面已经介绍了可以用变量作函数参数，显然，数组元素也可以作函数参数，其用法与变量相同。此外，数组名也可以作实参和形参，传递的是数组首元素的地址。8.7.1数组元素作函数实参由于实参可以是表达式，而数组元素可以是表达式的组成部分，因此数组元素当然可以作为函数的实参，与用变量作实参一样，是单向传递，即“值传送”方式。[例8.10]有两个数组a和b，各有10个元素，将它们对应地逐个比较(即a[0]与b[0]比，a[1]与b[1]比……)。如果a数组中的元素大于b数组中的相应元素的数目多于b数组中元素大于a数组中相应元素的数目(例如，a[i]b[i]6次，b[i]a[i]3次，其中i每次为不同的值)，则认为a数组大于b数组，并分别统计出两个数组相应元素大于、等于、小于的次数。8.7.2数组名作函数参数可以用数组名作函数参数，此时形参应当用数组名或用指针变量。[例8.11]有一个一维数组score，内放10个学生成绩，求平均成绩说明：(1)用数组名作函数参数，应该在主调函数和被调函数分别定义数组。(2)实参数组与形参数组类型应一致，如不一致，结果将出错。(3)在被调用函数中声明了形参数组的大小为10，但在实际上，指定其大小是不起任何作用的，因为C语言编译对形参数组大小不做检查，只是将实参数组的首元素的地址传给形参数组。因此，形参数组名获得了实参数组的首元素的地址。(4)形参数组可以不指定大小，在定义数组时在数组名后面跟一个空的方括号。有时为了在被调用函数中处理数组元素的需要，可以另设一个形参，传递需要处理的数组元