第2讲-C++函数

1第2讲函数王涛计算机系2教学内容函数的定义和调用函数间的参数传递内联函数带默认形参值的函数函数重载C++系统函数深度探索3教学目标掌握函数的定义和调用方法掌握重载函数的使用方法学习使用系统函数理解函数调用过程中运行栈和参数的传递机制44函数的定义函数的声明与使用是被初始化的内部变量，寿命和可见性仅限于函数内部若无返回值，写void函数在面向过程的结构化程序设计中，是模块划分的基本单位，是对处理问题过程的抽象。函数在面向对象程序设计中，对功能的抽象函数定义的语法形式类型标识符函数名（形式参数表）{语句序列}55函数的定义形式参数表type1name1,type2name2,...,typennamen函数的返回值»由return语句给出，例如：return0»无返回值的函数（void类型），不必写return语句。函数的声明与使用66函数的调用调用前先声明函数：»若函数定义在调用点之前，则无需另外声明；»若函数定义在调用点之后，则需要在调用函数前按如下形式声明函数原型：类型标识符被调用函数名（含类型说明的形参表）;调用形式函数名（实参列表）嵌套调用»函数可以嵌套调用，但不允许嵌套定义。递归调用»函数直接或间接调用自身。函数的声明与使用77例3-1编写一个求x的n次方的函数#includeiostreamusingnamespacestd;//计算x的n次方doublepower(doublex,intn){doubleval=1.0;while(n--)val*=x;returnval;}intmain(){cout5tothepower2ispower(5,2)endl;return0;}函数的声明与使用运行结果：5tothepower2is25函数定义在函数调用之前88例3-2数制转换题目：输入一个8位二进制数，将其转换为十进制数输出。例如：11012=1*(23)+1*(22)+0*(21)+1*(20)=((1*2+1)*2+0)*2+1=1310所以，如果输入1101，则应输出13函数的声明与使用9#includeiostreamusingnamespacestd;//计算x的n次方doublepower(doublex,intn);//先声明原型intmain(){intvalue=0;coutEnteran8bitbinarynumber;for(inti=7;i=0;i--){charch;cinch;if(ch=='1')value+=static_castint(power(2,i));//静态类型转换}coutDecimalvalueisvalueendl;return0;}doublepower(doublex,intn){//再定义（具体实现）doubleval=1.0;while(n--)val*=x;returnval;}运行结果：Enteran8bitbinarynumber01101001Decimalvalueis1059函数定义在函数调用之后1010例3-3编写程序求π的值其中arctan用如下形式的级数计算：直到级数某项绝对值不大于10-15为止；π和x均为double型。函数的声明与使用2391arctan451arctan16π357arctan357xxxxx等比数列：初项等比因子11#includeiostreamusingnamespacestd;doublearctan(doublex){doublesqr=x*x;doublee=x;doubler=0;inti=1;while(e/i1e-15){doublef=e/i;r=(i%4==1)?r+f:r-f;e=e*sqr;i+=2;}returnr;}11intmain(){doublea=16.0*arctan(1/5.0);doubleb=4*arctan(1/239.0);//注意：因为整数相除结果取整，如果参数写1/5，1/239，结果就都是0coutPI=a-bendl;return0;}运行结果：PI=3.141591212例3-4寻找并输出11~999之间的数m，它满足m、m2和m3均为回文数。»回文：各位数字左右对称的整数。例如：11满足上述条件112=121，113=1331。分析：»10取余的方法，从最低位开始，依次取出该数的各位数字。按反序重新构成新的数，比较与原数是否相等，若相等，则原数为回文。函数的声明与使用13#includeiostreamusingnamespacestd;//判断n是否为回文数boolsymm(unsignedn){unsignedi=n;unsignedm=0;while(i0){m=m*10+i%10;i/=10;}returnm==n;}1314intmain(){for(unsignedm=11;m1000;m++)if(symm(m)&&symm(m*m)&&symm(m*m*m)){coutm=m;coutm*m=m*m;coutm*m*m=m*m*mendl;}return0;}14运行结果：m=11m*m=121m*m*m=1331m=101m*m=10201m*m*m=1030301m=111m*m=12321m*m*m=13676311515例3-5计算如下公式，并输出结果：其中r、s的值由键盘输入。sinx的近似值按如下公式计算，计算精度为10-6：函数的声明与使用1121753)!12()1(!7!5!3!1sinnnnnxxxxxx222222sinsinr1sin()r2rsskrss当当16#includeiostream#includecmath//对C++标准库中数学函数的说明,包含//函数fabs()、sqrt()的定义usingnamespacestd;constdoubleTINY_VALUE=1e-10;doubletsin(doublex){doubleg=0;doublet=x;intn=1;do{g+=t;n++;t=-t*x*x/(2*n-1)/(2*n-2);}while(fabs(t)=TINY_VALUE);returng;}1617intmain(){doublek,r,s;coutr=;cinr;couts=;cins;if(r*r=s*s)k=sqrt(tsin(r)*tsin(r)+tsin(s)*tsin(s));elsek=tsin(r*s)/2;coutkendl;return0;}运行结果：r=5s=81.37781171818例3-6投骰子的随机游戏每个骰子有六面，点数分别为1、2、3、4、5、6。游戏者在程序开始时输入一个无符号整数，作为产生随机数的种子。每轮投两次骰子，第一轮如果和数为7或11则为胜，游戏结束；和数为2、3或12则为负，游戏结束；和数为其它值则将此值作为自己的点数，继续第二轮、第三轮...直到某轮的和数等于点数则取胜，若在此前出现和数为7则为负。由rolldice函数负责模拟投骰子、计算和数并输出和数。函数的声明与使用19rand函数原型：intrand(void);所需头文件：cstdlib功能和返回值：求出并返回一个伪随机数srand函数原型：voidsrand(unsignedintseed);参数：seed产生随机数的种子。所需头文件：cstdlib功能：为使rand()产生一序列伪随机整数而设置起始点。使用1作为seed参数，可以重新初化rand()。1920#includeiostream#includecstdlibusingnamespacestd;//投骰子、计算和数、输出和数introllDice(){intdie1=1+rand()%6;intdie2=1+rand()%6;intsum=die1+die2;coutplayerrolleddie1+die2=sumendl;returnsum;}2021enumGameStatus{WIN,LOSE,PLAYING};intmain(){intsum,myPoint;GameStatusstatus;unsignedseed;coutPleaseenteranunsignedinteger:;cinseed;//输入随机数种子srand(seed);//将种子传递给rand()sum=rollDice();//第一轮投骰子、计算和数2122switch(sum){case7://如果和数为7或11则为胜,状态为WINcase11:status=WIN;break;//switch语句中break的使用case2://和数为2、3或12则为负,状态为LOSEcase3:case12:status=LOSE;break;default://其它情况,游戏尚无结果,状态为PLAYING,记下点数,为下一轮做准备status=PLAYING;myPoint=sum;coutpointismyPointendl;break;}2223while(status==PLAYING){//只要状态仍为PLAYING,就继续进行下一轮sum=rollDice();if(sum==myPoint)//某轮的和数等于点数则取胜status=WIN;elseif(sum==7)//出现和数为7则为负status=LOSE;}//当状态不为PLAYING时上面的循环结束,以下程序段输出游戏结果if(status==WIN)coutplayerwinsendl;elsecoutplayerlosesendl;return0;}23运行结果2：Pleaseenteranunsignedinteger:23playerrolled6+3=9pointis9playerrolled5+4=9playerwins2424嵌套调用函数的声明与使用main{}调fun1()结束fun1()调fun2()返回fun2()返回①②③⑦④⑤⑥⑧⑨2525例3-6输入两个整数，求平方和。#includeiostreamusingnamespacestd;intfun2(intm){returnm*m;}intfun1(intx,inty){returnfun2(x)+fun2(y);}函数的声明与使用26intmain(){inta,b;coutPleaseentertwointegers(aandb):;cinab;coutThesumofsquareofaandb:fun1(a,b)endl;return0;}运行结果：Pleaseentertwointegers(aandb):34Thesumofsquareofaandb:252627递归调用函数直接或间接地调用自身，称为递归调用。递归过程的两个阶段：»递推：4!=4×3!→3!=3×2!→2!=2×1!→1!=1×0!→0!=1未知(复杂)已知(简单)»回归：4!=4×3!=24←3!=3×2!=6←2!=2×1!=2←1!=1×0!=1←0!=1未知已知函数的声明与使用28例3-8求n!分析：计算n!的公式如下：这是一个递归形式的公式，应该用递归函数实现。递推方法没有函数调用开销，递推方法更高效：for（f=1,i=1;i=n;++i）f*=i;函数的声明与使用)0()!1()0(1!nnnnn29源程序：#includeiostreamusingnamespacestd;unsignedfac(intn){unsignedf;if(n==0)f=1;elsef=fac(