《程序设计（清华第二版）公开课第8章 函数课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《程序设计（清华第二版）公开课第8章 函数课件（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、8.1 概述 8.2 函数定义的一般形式 8.3 函数参数和函数的值 8.4 函数的调用 8.5 函数的嵌套调用 8.6 函数的递归调用 8.7 数组作为函数参数 8.8 局部变量和全局变量 8.9 变量的存储类别 8.10 内部函数和外部函数 8.11 如何运行一个多文件的程序 习题,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。所有的高级语言中都有子程序这个概念，用子程序实现模块的功能。在语言中，子程序的作用是由函数完成的。一个程序可由一个主函数和若干个函数构成。由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用。同一个函数可以被一个或多
2、个函数调用任意多次。图8.1是一个程序中函数调用的示意图。,在程序设计中，常将一些常用的功能模块编写成函数，放在函数库中供公共选用。要善于利用函数，以减少重复编写程序段的工作量。先举一个简单的函数调用的例子。例8.1main（） printstar（）；* 调用printstar函数 *print-message（）；* 调用print message */printstar（）； * 调用printstar函数 * printstar（） *printstar函数*,printf（* * * * * * * * * * * * * * * * * *n）； print-message（） *
3、 print-message函数* printf（“How do you do!n“）；运行情况如下： * * * * * * * * * * * * * * * * * * How do you do! * * * * * * * * * * * * * * * * * *,图8.1,printstar和print-message都是用户定义的函数名，分别用来输出一排“*”号和一行信息。 说明： (1) 一个源程序文件由一个或多个函数组成。一个源程序文件是一个编译单位，即以源程序为单位进行编译，而不是以函数为单位进行编译。 (2) 一个程序由一个或多个源程序文件组成。对较大的程序，一般不希望
4、全放在一个文件中，而将函数和其他内容（如预定义）分别放在若干个源文件中，再由若干源文件组成一个C程序。这样可以分别编写、分别编译，提高调度效率。一个源文件可以为多个C程序公用。,(3) 程序的执行从main函数开始，调用其他函数后流程回到main函数，在main函数中结束整个程序的运行。main函数是系统定义的。 (4) 所有函数都是平行的，即在定义函数时是互相独立的，一个函数并不从属于另一函数，即函数不能嵌套定义（这是和PASCAL不同的），函数间可以互相调用，但不能调用main函数。 (5) 从用户使用的角度看，函数有两种： 标准函数，即库函数。这是由系统提供的，用户不必自己定义这些函数，
5、可以直接使用它们。应该说明，不同的C系统提供的库函数的数量和功能不同，当然有一些基本的函数是共同的。, 用户自己定义的函数。用以解决用户的专门需要。 (6) 从函数的形式看，函数分两类： 无参函数。如例8.1中的printstar和print-message就是无参函数。在调用无参函数时，主调函数并不将数据传送给被调用函数，一般用来执行指定的一组操作（例如，例8.1那样），printstar函数的作用是输出18个星号。无参函数可以带回或不带回函数值，但一般以不带回函数值的居多。 有参函数。在调用函数时，在主调函数和被调用函数之间有数据传递。也就是说，主调函数可以将数据传给被调用函数使用，被调用
6、函数中的数据也可以带回来供主调函数使用。,类型标识符 函数名（） 声明部分语句 例8.1中的printstar和print-message函数都是无参函数。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。无参函数一般不需要带回函数值，因此可以不写类型标识符，例8.1就如此。,8.2 函数定义的一般形式 1. 无参函数的定义形式,类型标识符函数名（形式参数表列）声明部分语句 例如： int max（int x，int y）int ；*函数体中的声明部分xy？xy；return（）； ,2. 有参函数定义的一般形式,这是一个求x和y二者中大者的函数，笫1行第一个关键字int表示函数值是整
7、型的。max为函数名。括号中有两个形式参数x和y，它们都是整型的。在调用此函数时，主调函数把实际参数的值传递给被调用函数中的形式参数x和y。花括弧内是函数体，它包括声明部分和语句部分。在声明部分定义所用的变量，此外对将要调用的函数作声明（见8.4.3节）。在函数体的语句中求出的值（为x与y中大者），return(z)的作用是将的值作为函数值带回到主调函数中。return后面的括弧中的值(z)作为函数带回的值（或称函数返回值）。在函数定义时已指定max函数为整型，在函数体中定义为整型，二者是一致的，将作为函数max的值带回调用函数（见例8.2）。,如果在定义函数时不指定函数类型，系统会隐含指定函
8、数类型为int型。因此上面定义的max函数左端的int可以省写。3. 可以有“空函数” 它的形式为 类型说明符函数名（ ） 例如： dummy（） 调用此函数时，什么工作也不做，没有任何实际作用。在主调函数中写上“dummy（）；” 表明 “这里,要调用一个函数”， 而现在这个函数没有起作用， 等以后扩充函数功能时补充上。 在程序设计中往往根据需要确定若干模块， 分别由一些函数来实现。 而在第一阶段只设计最基本的模块， 其他一些次要功能或锦上添花的功能则在以后需要时陆续补上。在编写程序的开始阶段，可以在将来准备扩充功能的地方写上一个空函数（函数名取将来采用的实际函数名（如用merge（）、ma
9、tproduct（）、oncatenate（）、shell（）等，分别代表合并、矩阵相乘、字符串连接、希尔法排序等），只是这些函数未编好，先占一个位置，以后用一个编好的函数代替它。这样做，程序的结构清楚，,可读性好，以后扩充新功能方便，对程序结构影响不大。空函数在程序设计中常常是有用的。4. 对形参的声明的传统方式 在老版本C语言中，对形参类型的声明是放在函数定义的笫2行，也就是不在笫1行的括号内指定形参的类型，而在括号外单独指定，例如上面定义的max函数可以写成以下形式： int max（x，y） /* 指定形参x，y */int x，y; /* 对形参指定类型 */ int z;,z =
10、x y ? x: y;return(z); 一般把这种方法称为传统的对形参的声明方式，而把前面介绍过的方法称为现代的方式。Turbo C和目前使用的多数C版本对这两种方法都允许使用，两种用法等价，NSI新标准推荐前一种方法，即现代方式。它与PASCAL语言中所用的方法是类似的。本书中的程序采用新标准推荐的现代方式。但由于有些过去写的书籍和程序使用传统方式，因此读者应对它有所了解，以便能方便地阅读它们。,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。这就是前面提到的有参函数。前面已提到：在定义函数时函数名后面括弧中的变量名称为“形式参数”（简
11、称“形参”），在主调函数中调用一个函数时，函数名后面括弧中的参数(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。 main（）int a，b，c；,8.3 函数参数和函数的值,scanf（d，d，a，b）；cmax（a，b）；printf（ax isd，c）；max（int x，int y）定义有参函数maxint ；xy？xy；return（）；,运行情况如下： 7，8 ax is 8 程序中第712行是一个函数定义（注意第7行的末尾没有分号）。第7行定义了一个函数名max和指定两个形参x、y及其类型。程序第4行是一个调用函数语句，max后面括弧内的a、
12、b是实参。a和b是main函数中定义的变量，x和y是函数max中的形式参数。通过函数调用，使两个函数中的数据发生联系。见图8.2。,图8.2 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，如： max（3，ab）； 但要求它们有确定的值。在调用时将实参的值赋给形参（如果形参是数组名，则传递的是数组首地址而不是数组的值。请参阅8.7节）。 (3) 在被定义的函数中，必须指定形参的类型（见例8.2程序第
13、7行）。 (4) 实参与形参的类型应相同或赋值兼容。例8.2中实参和形参都是整型，这是合法的、正确的。如果实参为整型而形参x为实型，或者相反，则按第2章介绍的不同类型数值的赋值规则进行转换。例如实参值a为3.5，而形参x为整型，则将实数3.5转换成,整数3，然后送到形参b。但此时应将max函数放在main函数的前面或在main函数中对被调用函数max作原型声明，否则会出错。关于对函数的声明见8.4.3小节。字符型与整型可以互相通用。 (5) 语言规定，实参变量对形参变量的数据传递都是“值传递”，即单向传递，只由实参传给形参，而不能由形参传回来给实参，这是和TN不同的。在内存中，实参单元与形参单
14、元是不同的单元。如图8.3所示。,图8.3 图8.4 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。例如，若在执行函数过程中x和y的值变为10和15，而a和b仍为2和3，见图8.4。,8.3.2 函数的返回值 通常，希望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。例如，例8.2中，max（2，3）的值是3，max（5，2）的值是5。赋值语句将这个函数值赋给变量c。下面对函数值作一些说明： (1) 函数的返回值是通过函数中的re
15、turn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。见图8.2中从return语句返回的箭头。如果需要从被调用函数带回一个函数值（供主调函数使用），被调用函数中必须包含return语句。如果不需要从被调用函数带回函数值可以不要return语句。,一个函数中可以有一个以上的return语句，执行到哪一个return语句，哪一个语句起作用。 return语句后面的括弧也可以不要，如return ；它与“return（）；”等价。 return后面的值可以是一个表达式。例如，例8.2中的函数max可以改写如下：max（int x，int y）return（xy？xy）；
16、这样的函数体更为简短，只用一个return语句就把求值和返回都解决了。,(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。例如： int max（float x，float y）/* 函数值为整型 */ char letter（char c1，char c2） /* 函数值为字符型 */ double min（int x，int y） /* 函数值为双精度型 */ 读者会问：例8.2中的函数定义并没有说明其类型，为什么？语言规定，凡不加类型说明的函数，一律自动按整型处理。例8.2中的max函数返回值为整型，因此可不必说明。,在定义函数时对函数值说明的类型一般应该和return语句中的表达式类型一致。例如，例8.2中用隐含方式指定max函数值为整型，而变量也被指定为整型，通过return语句把的值作为max的函数值，由max带回主调函数。的类型与max函数的类型是一致的，是正确的。 (3) 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。将例8.2稍作改动（注意是变量的类型改动）。,
