《谭浩强《C程序设计》课件第4章.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《谭浩强《C程序设计》课件第4章.ppt（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一个较大的程序开发过程一个较大的程序开发过程：为了便于规划、组为了便于规划、组织、编程和调试，一般的做法是把一个大的程序划织、编程和调试，一般的做法是把一个大的程序划分为分为若干个程序模块若干个程序模块(即程序文件即程序文件)，每一个模块实，每一个模块实现一部分功能现一部分功能。不同的程序模块可以由不同的人来。不同的程序模块可以由不同的人来完成。在程序进行编译时，以程序模块为编译单位，完成。在程序进行编译时，以程序模块为编译单位，即分别对每一个编译单位进行编译。如果发现错误，即分别对每一个编译单位进行编译。如果发现错误，可以在本程序模块范围内查错并改正。在分别通过可以在本程序模块范围内查错并改
2、正。在分别通过编译后，才进行连接，把各模块的目标文件以及系编译后，才进行连接，把各模块的目标文件以及系统文件连接在一起形成可执行文件。统文件连接在一起形成可执行文件。第第4章章 函数与预处理函数与预处理4.1 概述概述 (1)无论把一个程序划分为多少个程序模块，无论把一个程序划分为多少个程序模块，只只能有一个能有一个main函数。函数。程序总是从程序总是从main函数开始执函数开始执行的。行的。 (2)在程序运行过程中，由主函数调用其他函数，在程序运行过程中，由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用。其他函数也可以互相调用。(3)一个一个C程序是由若干个函数组成的，程序是由若干个函数组成的
3、，C语言语言被认为是面向函数的语言。被认为是面向函数的语言。 (4)C+面向过程的程序设计沿用了面向过程的程序设计沿用了C语言使用语言使用函数的方法。函数的方法。在在C+面向对象的程序设计中，面向对象的程序设计中，主函主函数以外的函数大多是被封装在类中的。数以外的函数大多是被封装在类中的。主函数或其主函数或其他函数可以通过类对象调用类中的函数。他函数可以通过类对象调用类中的函数。因此，读因此，读者必须掌握函数的概念以及学会设计和使用函数。者必须掌握函数的概念以及学会设计和使用函数。 程序的组织形式：程序的组织形式：在实际应用的程序中，主函数写得很简单，它在实际应用的程序中，主函数写得很简单，它
4、的作用就是调用各个函数，程序各部分的功能全部的作用就是调用各个函数，程序各部分的功能全部都是由各函数实现的。都是由各函数实现的。主函数相当于总调度，调动主函数相当于总调度，调动各函数依次实现各项功能各函数依次实现各项功能。开发商和软件开发人员将一些常用的功能模块开发商和软件开发人员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。程序开发编写成函数，放在函数库中供公共选用。程序开发人员要人员要善于利用库函数善于利用库函数，以减少重复编写程序段的，以减少重复编写程序段的工作量。工作量。从从用户使用的角度看，函数有两种用户使用的角度看，函数有两种：(1) 系统函数，即库函数。这是由编译系统提
5、供系统函数，即库函数。这是由编译系统提供的，用户不必自己定义这些函数，可以直接使用它的，用户不必自己定义这些函数，可以直接使用它们。们。(2) 用户自己定义的函数。用以解决用户的专门用户自己定义的函数。用以解决用户的专门需要。需要。从函数的形式看，函数分两类从函数的形式看，函数分两类：(1) 无参函数。调用函数时不必给出参数。无参函数。调用函数时不必给出参数。(2) 有参函数。在调用函数时，要给出参数。在有参函数。在调用函数时，要给出参数。在主调函数和被调用函数之间有数据传递。主调函数和被调用函数之间有数据传递。在调用函数时，大多数情况下，函数是带参数在调用函数时，大多数情况下，函数是带参数的
6、。主调函数和被调用函数之间有数据传递关系。的。主调函数和被调用函数之间有数据传递关系。前面已提到：在定义函数时函数名后面括号中的变前面已提到：在定义函数时函数名后面括号中的变量名称为量名称为形式参数形式参数(formal parameter，简称形参简称形参)， 在主调函数中调用一个函数时，函数名后面括在主调函数中调用一个函数时，函数名后面括号中的参数号中的参数(可以是一个表达式可以是一个表达式)称为称为实际参数实际参数(actual parameter，简称实参简称实参)。4.3 函数参数和函数的值函数参数和函数的值 4.3.1 形式参数和实际参数形式参数和实际参数例例4.2 调用函数时的数
7、据传递。调用函数时的数据传递。#include using namespace std;int max(int x,int y) /定定义义有参函数有参函数max int z; z=xy?x:y; return(z);int main( ) int a,b,c; coutab; c=max(a,b); /调调用用max函数，函数，给给定定实实参参为为a,b。函数。函数值赋给值赋给c coutmax=cendl; return 0;运行情况如下：运行情况如下：please enter two integer numbers：2 3 max=3图图4.2有关形参与实参的说明：有关形参与实参的说明：
8、(1) 在定义函数时指定的形参，在未出现函数调在定义函数时指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元，因此称它们用时，它们并不占内存中的存储单元，因此称它们是形式参数或虚拟参数，表示它们并不是实际存在是形式参数或虚拟参数，表示它们并不是实际存在的数据，的数据，只有在发生函数调用时，函数只有在发生函数调用时，函数max中的形中的形参才被分配内存单元，以便接收从实参传来的数据。参才被分配内存单元，以便接收从实参传来的数据。在调用结束后，形参所占的内存单元也被释放。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，如实参可以是常量、变量或表达式，如max
9、(3, a+b)；但要求但要求a和和b有确定的值。以便在调用函数时有确定的值。以便在调用函数时将实参的值赋给形参。将实参的值赋给形参。(3) 在定义函数时，必须在函数首部指定形参的在定义函数时，必须在函数首部指定形参的类型类型(见例见例4.2程序第程序第3行行)。(4) 实参与形参的类型应相同或赋值兼容。实参与形参的类型应相同或赋值兼容。(5) 实参变量对形参变量的数据传递是实参变量对形参变量的数据传递是“值传递值传递”，即单向传递即单向传递，只由实参传给形参，而不能由形，只由实参传给形参，而不能由形参传回来给实参。在调用函数时，编译系统临时给参传回来给实参。在调用函数时，编译系统临时给形参分
10、配存储单元。请注意：形参分配存储单元。请注意： 实参单元与形参单元实参单元与形参单元是不同的单元。是不同的单元。图图4.3表示将实参表示将实参a和和b的值的值2和和3传传递给对应的形参递给对应的形参x和和y。 图图4.3 图图4.4调用结束后，形参单元被释放，实参单元仍保留并调用结束后，形参单元被释放，实参单元仍保留并维持原值。维持原值。(1) 函数的返回值是通过函数中的函数的返回值是通过函数中的return语句获语句获得的。得的。return语句将被调用函数中的一个确定值带语句将被调用函数中的一个确定值带回主调函数中去。回主调函数中去。return语句后面的括号可以要，也可以不要。语句后面的
11、括号可以要，也可以不要。return后面的值可以是一个表达式。后面的值可以是一个表达式。(2) 函数值的类型。既然函数有返回值，应当在函数值的类型。既然函数有返回值，应当在定义函数时指定函数值的类型。定义函数时指定函数值的类型。(3) 如果函数值的类型和如果函数值的类型和return语句中表达式的语句中表达式的值不一致，则以函数类型为准，即函数类型决定返值不一致，则以函数类型为准，即函数类型决定返回值的类型。对数值型数据，可以自动进行类型转回值的类型。对数值型数据，可以自动进行类型转换。换。4.3.2 函数的返回值函数的返回值(1) 首先被调用的函数必须是已经存在的函数。首先被调用的函数必须是
12、已经存在的函数。(2) 如果使用库函数，一般还应该在本文件开头如果使用库函数，一般还应该在本文件开头用用include命令将有关头文件命令将有关头文件“包含包含”到本文件中到本文件中来。来。(3) 如果使用用户自己定义的函数，而该函数与如果使用用户自己定义的函数，而该函数与调用它的函数调用它的函数(即主调函数即主调函数)在同一个程序单位中在同一个程序单位中,且且位置在主调函数之后，则必须在调用此函数之前对位置在主调函数之后，则必须在调用此函数之前对被调用的函数作声明。被调用的函数作声明。所谓所谓函数声明函数声明(declare)，就是在函数尚在未定就是在函数尚在未定义的情况下，事先将该函数的有
13、关信息通知编译系义的情况下，事先将该函数的有关信息通知编译系统，以便使编译能正常进行。统，以便使编译能正常进行。4.4 函数的调用函数的调用例例4.3 对被调用的函数作声明。对被调用的函数作声明。#include using namespace std;int main( ) float add(float x,float y); /对对add函数作声明函数作声明 float a,b,c; coutab; c=add(a,b); coutsum=cendl; return 0;float add(float x,float y) /定定义义add函数函数 float z; z=x+y; ret
14、urn (z);运行情况如下：运行情况如下：please enter a,b：123.68 456.45 sum=580.13调用函数时需要一定的时间和空间的开销。图调用函数时需要一定的时间和空间的开销。图4.5表示函数调用的过程：表示函数调用的过程：图图4.5*4.5 内置函数内置函数C+提供一种提高效率的方法，即在编译时将提供一种提高效率的方法，即在编译时将所调用函数的代码直接嵌入到主调函数中，而不是所调用函数的代码直接嵌入到主调函数中，而不是将流程转出去。这种嵌入到主调函数中的函数称为将流程转出去。这种嵌入到主调函数中的函数称为内置函数内置函数(inline function)，又称又称
15、内嵌函数内嵌函数。在有些。在有些书中把它译成书中把它译成内联函数内联函数。指定内置函数的方法很简单，只需在函数首行指定内置函数的方法很简单，只需在函数首行的左的左端加一个关键字端加一个关键字inline即可。即可。例例4.4 函数指定为内置函数。函数指定为内置函数。#include using namespace std;inline int max(int,int, int);/声明函数，注意左端有声明函数，注意左端有inlineint main( ) int i=10,j=20,k=30,m; m=max(i,j,k); coutmax=ma) a=b; /求求a,b,c中的最大者中的最大
16、者 if(ca) a=c; return a;由于在定义函数时指定它为内置函数，因此编由于在定义函数时指定它为内置函数，因此编译系统在遇到函数调用译系统在遇到函数调用“max(i,j,k)”时，时，就用就用max函数体的代码代替函数体的代码代替“max(i,j,k)”，同时将实同时将实参代替形参。参代替形参。这样，程序第这样，程序第6行行 “m=max(i,j,k);”就被置换成就被置换成:if (ji) i=j;if(ki) i=k;m=i;注意使用条件注意使用条件：使用内置函数可以节省运行时间，但却增加了使用内置函数可以节省运行时间，但却增加了目标程序的长度。目标程序的长度。因此一般只将规
17、模很小因此一般只将规模很小(一般为一般为5个语句以下个语句以下)而使用频繁的函数而使用频繁的函数(如定时采集数据的如定时采集数据的函数函数)声明为内置函数。声明为内置函数。内置函数中不能包括复杂的控制语句，如循环内置函数中不能包括复杂的控制语句，如循环语句和语句和switch语句。语句。归纳起来，归纳起来，只有那些规模较小而又被频繁调用只有那些规模较小而又被频繁调用的简单函数，才适合于声明为的简单函数，才适合于声明为inlineinline函数。函数。在编程时，有时我们要实现的是同一类的功能，在编程时，有时我们要实现的是同一类的功能，只是有些细节不同。只是有些细节不同。int max1(int
18、 a，int b, int c); /求求3个整数中的最大者个整数中的最大者double max2(double a，double b，double c); /求求3个双精度个双精度数中最大者数中最大者long max3(long a，long b，long c); /求求3个长整数中的最个长整数中的最大者大者C+允许用同一函数名定义多个函数，这些函允许用同一函数名定义多个函数，这些函数的参数个数和参数类型不同。这就是数的参数个数和参数类型不同。这就是函数的重载函数的重载(function overloading)。即对一个函数名重新赋予即对一个函数名重新赋予它新的含义，它新的含义，使一个函数
19、名可以多用。使一个函数名可以多用。*4.6 函数的重载函数的重载对上面求最大数的问题可以编写如下的对上面求最大数的问题可以编写如下的C+程序。程序。例例4.5 求求3个数中最大的数个数中最大的数(分别考虑整数、双精度分别考虑整数、双精度数、长整数的情况数、长整数的情况)。#include using namespace std;int main( ) int max(int a,int b,int c); /函数声明函数声明 double max(double a,double b,double c); long max(long a,long b,long c); /函数声明函数声明 int
20、 i1,i2,i3,i; cini1i2i3; /输输入入3个整数个整数 i=max(i1,i2,i3); /求求3个整数中的最大者个整数中的最大者 couti_max=id1d2d3; /输输入入3个双精度数个双精度数 d=max(d1,d2,d3); /求求3个双精度数中的最大者个双精度数中的最大者 coutd_max=dg1g2g3; /输输入入3个个长长整数整数 g=max(g1,g2,g3); /求求3个个长长整数中的最大者整数中的最大者 coutg_max=ga) a=b; if(ca) a=c; return a;double max(double a,double b,doub
21、le c) if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a;long max(long a,long b,long c) if(ba) a=b; if(ca) a=c; return a;运行情况如下：运行情况如下：185 -76 567 (输入输入3个整数个整数)56.87 90.23 -3214.78 (输入输入3个实数个实数)67854 -912456 673456 (输入输入3个长整数个长整数)i_max=567 (输出输出3个整数的最大值个整数的最大值)d_max=90.23 (输出输出3个双精度数的最大值个双精度数的最大值)g_max=673456 (输出输出3个
22、长整数的最大值个长整数的最大值)上例上例3个个max函数的函数体是相同的，其实重载函数的函数体是相同的，其实重载函数并不要求函数体相同。函数并不要求函数体相同。重载函数除了允许参数重载函数除了允许参数类型不同以外，还允许参数的个数不同。类型不同以外，还允许参数的个数不同。重载的规则：重载的规则：v参数的个数和类型可以都不同。但不能只有函数参数的个数和类型可以都不同。但不能只有函数的类型不同而参数的个数和类型相同。的类型不同而参数的个数和类型相同。v在使用重载函数时，同名函数的功能应当相同或在使用重载函数时，同名函数的功能应当相同或相近，不要用同一函数名去实现完全不相干的功能相近，不要用同一函数
23、名去实现完全不相干的功能多次调用同一函数时用同样的实参，多次调用同一函数时用同样的实参，C+提供提供简单的处理办法，给形参一个默认值，这样形参就简单的处理办法，给形参一个默认值，这样形参就不必一定要从实参取值了不必一定要从实参取值了。如有一函数声明。如有一函数声明float area(float r=6.5);指定指定r的默认值为的默认值为6.5，如果在调用此函数时，如果在调用此函数时，确认确认r的值为的值为6.5，则可以不必给出实参的值，如，则可以不必给出实参的值，如:area( ); /相当于相当于area(6.5);如果不想使形参取此默认值，则通过实参另行如果不想使形参取此默认值，则通过
24、实参另行给出。如给出。如:*4.8 有默认参数的函数有默认参数的函数函数原型如下：函数原型如下：float volume (float h,float r=12.5); /只对形参只对形参r指定默认值指定默认值12.5函数调用可以采用以下形式：函数调用可以采用以下形式： volume(45.6); /相当于相当于volume(45.6,12.5)volume(34.2,10.4) /h的值为的值为34.2，r的值为的值为10.4实参与形参的结合是从左至右顺序进行的。实参与形参的结合是从左至右顺序进行的。 在在调用一个函数的用一个函数的过程中又出程中又出现直接或直接或间接地接地调用用该函数本身，
25、称函数本身，称为函数的函数的递归(recursive)(recursive)调用。用。C+C+允允许函数的函数的递归调用。例如：用。例如：int f(int x) int y,z; z=f(y); /在调用函数在调用函数f的过程中，又要调用的过程中，又要调用f函函数数 return (2*z) 以上是直接以上是直接调用本函数，用本函数，见图4.94.9。 图4.104.10表示的是表示的是间接接调用本函数。在用本函数。在调用用f1f1函数函数过程中要程中要调用用f2f2函数，而在函数，而在调用用f2f2函数函数过程程中又要中又要调用用f1f1函数函数。4.104.10 函数的函数的递归调用用图
26、4.9图4.10 从从图上可以看到，上可以看到，这两种两种递归调用都是无用都是无终止止的自身的自身调用。用。显然，程序中不然，程序中不应出出现这种无种无终止的止的递归调用，而只用，而只应出出现有限次数的、有有限次数的、有终止的止的递归调用，用，这可以用可以用ifif语句来控制，只有在某一条件成句来控制，只有在某一条件成立立时才才继续执行行递归调用，否用，否则就不再就不再继续。包含。包含递归调用的函数称用的函数称为递归函数。函数。例例4.104.10: :有有5 5个人坐在一起，个人坐在一起，问第第5 5个人多少个人多少岁？他？他说比第比第4 4个人大两个人大两岁。问第第4 4个人个人岁数，他数
27、，他说比比第第3 3个人大两个人大两岁。问第第3 3个人，又个人，又说比第比第2 2个人大两个人大两岁。问第第2 2个人，个人，说比第比第1 1个人大两个人大两岁。最后。最后问第第1 1个人，个人，他他说是是1010岁。请问第第5 5个人多大？每一个人的年个人多大？每一个人的年龄都都比其前比其前1 1个人的年个人的年龄大两大两岁。即。即: :age(5)=age(4)+2age(4)=age(3)+2age(3)=age(2)+2age(2)=age(1)+2age(1)=10可以用式子表述如下：可以用式子表述如下：age(n)=10age(n)=age(n-1)+2(n=1)(n1) 可以看
28、到，可以看到，当当n1n1时，求第求第n n个人的年个人的年龄的公式的公式是相同的是相同的。因此可以用一个函数表示上述关系。因此可以用一个函数表示上述关系。图4.114.11表示求第表示求第5 5个人年个人年龄的的过程。程。图4.11 可以写出以下可以写出以下C+C+程序，其中的程序，其中的ageage函数用来函数用来实现上述上述递归过程。程。#include using namespace std;int age(int); /函数声明函数声明int main() /主函数主函数 coutage(5)1)有了例有了例4.104.10的基的基础，很容易写出本，很容易写出本题的程序：的程序：#i
29、nclude using namespace std;long fac(int);/函数声明函数声明int main() int n;/n为为需要求需要求阶阶乘的整数乘的整数 long y;/y为为存放存放n!的的变变量量 coutn;/输输入入n y=fac(n);/调调用用fac函数以求函数以求n! coutn!=yendl;/输输出出n!的的值值 return 0; long fac(int n)/递归递归函数函数 long f; if(n0) coutn0,data error!1时时，进进行行递归调递归调用用 return f;/将将f的的值值作作为为函数函数值值返回返回运行情况如下
30、：运行情况如下：pleaseplease inputinput anan integerinteger：101010!=362880010!=3628800 许多多问题既可以用既可以用递归方法来方法来处理，也可以用理，也可以用非非递归方法来方法来处理。在理。在实现递归时，在，在时间和空和空间上的开上的开销比比较大，但符合人大，但符合人们的思路，程序容易理的思路，程序容易理解。解。在在一个函数内部一个函数内部定义的变量是内部变量，它只定义的变量是内部变量，它只在本函数范围内有效，也就是说只有在本函数内才在本函数范围内有效，也就是说只有在本函数内才能使用它们，在此函数以外是不能使用这些变量的。能使
31、用它们，在此函数以外是不能使用这些变量的。同样，同样，在复合语句中在复合语句中定义的变量只在本复合语句范定义的变量只在本复合语句范围内有效。这称为围内有效。这称为局部变量局部变量(local variable)。如如:4.11 局部变量和全局变量局部变量和全局变量 4.11.1 局部变量局部变量float f1(int a) /函数函数f1int b,c; b、c有效有效a有效有效 char f2(int x, int y) /函数函数f2 int i,j; i、j有效有效x、y有效有效 int main( ) /主函数主函数int m,n; int p,q; p、q在复合语句中有效在复合语句
32、中有效 m、n有效有效 在在函数声明中函数声明中出现的参数名，其作用范围只在出现的参数名，其作用范围只在本行的括号内。本行的括号内。实际上，编译系统对函数声明中的实际上，编译系统对函数声明中的变量名是忽略的，即使在调用函数时也没有为它们变量名是忽略的，即使在调用函数时也没有为它们分配存储单元。例如分配存储单元。例如:int max(int a,int b); /函数声明中出现函数声明中出现a、b int max(int x,int y) /函数定义，形参是函数定义，形参是x、y coutxyendl; /合法，合法，x、y在函数体中有效在函数体中有效 coutabendl; /非法，非法，a、
33、b在函数体中无效在函数体中无效编译时认为编译时认为max函数体中的函数体中的a和和b未经定义。未经定义。程序的编译单位是程序的编译单位是源程序文件源程序文件,一个源文件可一个源文件可以包含一个或若干个函数。在函数之外定义的变量以包含一个或若干个函数。在函数之外定义的变量是外部变量，称为全局变量是外部变量，称为全局变量(global variable,也称全也称全程变量程变量)。全局变量的有效范围为从定义变量的位全局变量的有效范围为从定义变量的位置开始到本源文件结束置开始到本源文件结束。4.11.2 全局变量全局变量int p=1,q=5;/全局变量全局变量全局变量全局变量c1、c2的作用范围的
34、作用范围 float f1(a)/定义函数定义函数f1int a;int b,c; char c1,c2; /全局变量全局变量全局变量全局变量p、q的作用范围的作用范围char f2 (int x, int y) /定义函数定义函数f2int i,j; main ( )/主函数主函数int m,n; 使用说明：使用说明： (1) 设全局变量的作用是增加函数间数据联系的设全局变量的作用是增加函数间数据联系的渠道。渠道。 (2) 建议不在必要时不要使用全局变量，因为：建议不在必要时不要使用全局变量，因为：全局变量在程序的全部执行过程中都占用存储单元，全局变量在程序的全部执行过程中都占用存储单元，而
35、不是仅在需要时才开辟单元。而不是仅在需要时才开辟单元。 变量还有另一种属性变量还有另一种属性存储期存储期(storage duration，也称也称生命期生命期)。存储期是指变量在内存中。存储期是指变量在内存中的存在期间。的存在期间。 存储期可以分为存储期可以分为静态存储期静态存储期(static storage duration)和和动态存储期动态存储期(dynamic storage duration)。这是由变量的静态存储方式和动态存储方式决定的。这是由变量的静态存储方式和动态存储方式决定的。4.12 变量的存储类别变量的存储类别 动态存储方式与静态存储方式动态存储方式与静态存储方式v静
36、态存储方式静态存储方式是指在程序运行期间，系统对变量是指在程序运行期间，系统对变量分配固定的存储空间。分配固定的存储空间。v动态存储方式动态存储方式则是在程序运行期间，系统对变量则是在程序运行期间，系统对变量动态地分配存储空间。动态地分配存储空间。 先看一下内存中的供用户使用的存储空间的情况。先看一下内存中的供用户使用的存储空间的情况。这个存储空间可以分为三部分，即：这个存储空间可以分为三部分，即： (1) 程序区程序区(2) 静态存储区静态存储区(3) 动态存储区，又分动态内存和栈区动态存储区，又分动态内存和栈区 图图4.13 函数本质上是全局的函数本质上是全局的,因为一个函数要被另外的因为
37、一个函数要被另外的函数调用。函数调用。 也可以指定函数只能被本文件调用，而不能被其也可以指定函数只能被本文件调用，而不能被其他文件调用。他文件调用。 根据函数能否被根据函数能否被其他源文件调用其他源文件调用,将函数区分为将函数区分为内部函数和外部函数内部函数和外部函数。4.15 内部函数和外部函数内部函数和外部函数如果一个函数只能被本文件中其他函数所调用如果一个函数只能被本文件中其他函数所调用,它称为它称为内部函数内部函数。在定义内部函数时在定义内部函数时,在函数名和函数类型的前在函数名和函数类型的前面加面加static。函数首部的一般格式为函数首部的一般格式为:static 类型标识符类型标
38、识符 函数名函数名(形参表形参表)如如static int fun(int a,int b)内部函数又称静态内部函数又称静态(static)函数。使用内部函数函数。使用内部函数,可以使函数只局限于所在文件。可以使函数只局限于所在文件。4.15.1 内部函数内部函数 在定义函数时在定义函数时,如果在函数首部的最左端冠以如果在函数首部的最左端冠以关键字关键字extern,则表示此函数是外部函数，可供其他则表示此函数是外部函数，可供其他文件调用。文件调用。如函数首部可以写为如函数首部可以写为extern int fun (int a, int b)这样，函数这样，函数fun就可以为其他文件调用。就可
39、以为其他文件调用。在定义函数时省略在定义函数时省略extern,extern,则默认为外部函数。则默认为外部函数。本书前面所用的函数都是外部函数。本书前面所用的函数都是外部函数。4.15.2 外部函数外部函数例例4.15 输入两个整数，要求输出其中的大者。用外输入两个整数，要求输出其中的大者。用外部函数实现。部函数实现。file1.cpp(文件文件)#include using namespace std;int main( ) extern int max(int,int); /声明在本函数中将要声明在本函数中将要调调用在其他文件中定用在其他文件中定义义的的max函数函数 int a,b;
40、cinab; coutmax(a,b)y?x：y; return z;“预处理命令预处理命令”(preprocessor directives)，以改以改进程序设计环境，提高编程效率。进程序设计环境，提高编程效率。预处理命令是预处理命令是C+统一规定的，但是它统一规定的，但是它不是不是C+语言本身的组成部分语言本身的组成部分，不能直接对它们进行编译，不能直接对它们进行编译(因为编译程序不能识别它们因为编译程序不能识别它们)。C+与其他高级语言的一个重要区别是可以使用与其他高级语言的一个重要区别是可以使用预处理命令和具有预处理的功能。预处理命令和具有预处理的功能。4.16 预处理命令预处理命令C
41、+提供的预处理功能提供的预处理功能主要有以下主要有以下3种：种：(1) 宏定义宏定义(2) 文件包含文件包含(3) 条件编译条件编译 为了与一般为了与一般C+语句相区别，这些命令以符号语句相区别，这些命令以符号“”开头，而且末尾不包含分号。开头，而且末尾不包含分号。可以用可以用#define命令将一个指定的命令将一个指定的标识符标识符(即宏即宏名名)来代表一个字符串。来代表一个字符串。定义宏的作用一般是用一定义宏的作用一般是用一个短的名字代表一个长的字符串个短的名字代表一个长的字符串。它的一般形式为。它的一般形式为#define 标识符标识符 字符串字符串这就是已经介绍过的定义符号常量。如这就
42、是已经介绍过的定义符号常量。如:#define PI 3.1415926还可以用还可以用#define命令定义命令定义带参数的宏定义带参数的宏定义。其定义的一般形式为其定义的一般形式为:#define 宏名宏名(参数表参数表) 字符串，如字符串，如:#define S(a,b) a*b /定义宏定义宏S(矩形面积矩形面积)，a、b为宏的参数为宏的参数4.16.1 宏定义宏定义使用的形式如下：使用的形式如下：area=S(3,2)用、分别代替宏定义中的形式参数用、分别代替宏定义中的形式参数a和和b，即用即用3*2代替代替S(3,2)。因此赋值语句展开为：因此赋值语句展开为：area=3*2；1.
43、“文件包含文件包含”的作用的作用所谓所谓“文件包含文件包含”处理是指一个源文件处理是指一个源文件可以将可以将另外一个源文件的全部内容包含进来，即将另外的另外一个源文件的全部内容包含进来，即将另外的文件包含到本文件之中。文件包含到本文件之中。C+提供了提供了#include命令命令用来实现用来实现“文件包含文件包含”的操作。如在的操作。如在file1.cpp中有中有以下以下#include命令：命令： #include file2.cpp它的作用见图它的作用见图4.18示意。示意。4.16.2 “文件包含文件包含”处理处理图图4.18“文件包含文件包含”命令的作用：命令的作用：它可以节省程序设计
44、人它可以节省程序设计人员的重复劳动。员的重复劳动。库函数的开发者把这些信息写在一个文件中，库函数的开发者把这些信息写在一个文件中，用户只需将该文件用户只需将该文件“包含包含”进来即可进来即可(如调用数学如调用数学函数的，应包含函数的，应包含cmath文件文件)，这就大大简化了程序，这就大大简化了程序，写一行写一行#include命令的作用相当于写几十行、几百命令的作用相当于写几十行、几百行甚至更多行的内容。行甚至更多行的内容。在文件头部的被包含的文件称为在文件头部的被包含的文件称为“标题文件标题文件”或或“头部文件头部文件”。头文件一般包含以下几类内容：头文件一般包含以下几类内容： (1) 对
45、类型的声明。对类型的声明。(2) 函数声明。函数声明。(3) 内置内置(inline)函数的定义。函数的定义。(4) 宏定义。用宏定义。用#define定义的符号常量和用定义的符号常量和用const声声明的常变量。明的常变量。(5) 全局变量定义。全局变量定义。(6) 外部变量声明。如外部变量声明。如entern int a; (7) 还可以根据需要包含其他头文件。还可以根据需要包含其他头文件。由于有了由于有了#include命令，就把不同的文件组合命令，就把不同的文件组合在一起，形成一个文件。因此说，在一起，形成一个文件。因此说，头文件是源文件头文件是源文件之间的接口。之间的接口。软件商提供
46、头文件和类的实现软件商提供头文件和类的实现(函数函数)的目标代的目标代码。使用时包含头文件，在编译后连接对应的目标码。使用时包含头文件，在编译后连接对应的目标代码。代码。2. include命令的两种形式命令的两种形式在在#include命令中，文件名除了可以用命令中，文件名除了可以用尖括号尖括号括起来以外，还可以用括起来以外，还可以用双撇号双撇号括起来。括起来。#include命命令的一般形式为：令的一般形式为：#include 或或#include 文件名文件名如如#include 或或#include iostream二者的区别二者的区别： v用尖括号时，系统到系统目录中寻找要包含的文用
47、尖括号时，系统到系统目录中寻找要包含的文件，如果找不到，编译系统就给出出错信息。件，如果找不到，编译系统就给出出错信息。v#include file2.c则默认指用户当前目录中的文则默认指用户当前目录中的文件。系统先在用户当前目录中寻找要包含的文件，件。系统先在用户当前目录中寻找要包含的文件，若找不到，再按标准方式查找。如果程序中要包含若找不到，再按标准方式查找。如果程序中要包含的是用户自己编写的文件，宜用双撇号形式。的是用户自己编写的文件，宜用双撇号形式。v对于系统提供的头文件对于系统提供的头文件，但显然用尖括号形式更但显然用尖括号形式更直截了当，效率更高。直截了当，效率更高。3. 关于关于
48、C+标准库标准库 q在在C+编译系统中，提供了许多系统函数和宏定编译系统中，提供了许多系统函数和宏定义，而义，而对对函数的声明函数的声明则分别存放在不同的头文件中则分别存放在不同的头文件中。如果要调用某一个函数，就必须用如果要调用某一个函数，就必须用#include命令将命令将有关的头文件包含进来。有关的头文件包含进来。q新的新的C+标准库中的头文件一般不再包括后缀标准库中的头文件一般不再包括后缀.h，例如例如#include q但为了使大批已有的但为了使大批已有的C程序能继续使用，许多程序能继续使用，许多C+编译系统保留了编译系统保留了C的头文件，即提供两种不同的头文件，即提供两种不同的头文
49、件，由程序设计者选用。如：的头文件，由程序设计者选用。如：#include /C形式的头文件形式的头文件#include /C+形式的头文件形式的头文件效果基本上是一样的。效果基本上是一样的。q建议尽量用符合建议尽量用符合C+标准的形式，即在包含标准的形式，即在包含C+头文件时一般不用后缀。如果用户自己编写头文件，头文件时一般不用后缀。如果用户自己编写头文件，可以用可以用.h为后缀。为后缀。一般情况下，在进行编译时对源程序中的每一一般情况下，在进行编译时对源程序中的每一行都要编译。但是有时希望程序中某一部分内容只行都要编译。但是有时希望程序中某一部分内容只在满足一定条件时才进行编译，也就是指定
50、对程序在满足一定条件时才进行编译，也就是指定对程序中的一部分内容进行编译的条件。中的一部分内容进行编译的条件。如果不满足这个如果不满足这个条件，就不编译这部分内容。这就是条件，就不编译这部分内容。这就是“条件编译条件编译”。有时，希望当满足某条件时对一组语句进行编有时，希望当满足某条件时对一组语句进行编译，而当条件不满足时则编译另一组语句。译，而当条件不满足时则编译另一组语句。条件编译命令常用的有以下形式：条件编译命令常用的有以下形式：4.16.3 条件编译条件编译(1) #ifdef 标识符标识符程序段程序段#else程序段程序段#endif作用是作用是当所指定的标识符已经被当所指定的标识符
51、已经被#define命令命令定义过，则在程序编译阶段只编译程序段定义过，则在程序编译阶段只编译程序段，否则，否则编译程序段。编译程序段。#endif用来限定用来限定#ifdef命令的范围。命令的范围。其中其中#else部分也可以没有。部分也可以没有。(2) #if 表达式表达式 程序段程序段1#else 程序段程序段2#endif它的作用是当指定的表达式值为真它的作用是当指定的表达式值为真(非零非零)时就时就编译程序段，否则编译程序段编译程序段，否则编译程序段。可以事先给定。可以事先给定一定条件，使程序在不同的条件下执行不同的功能。一定条件，使程序在不同的条件下执行不同的功能。 例例4.16
52、在调试程序时，常常希望输出一些所需的在调试程序时，常常希望输出一些所需的信息，而在调试完成后不再输出这些信息。可以在信息，而在调试完成后不再输出这些信息。可以在源程序中插入条件编译段。源程序中插入条件编译段。下面是一个简单的示例。下面是一个简单的示例。#include using namespace std;#define RUn /在在调试调试程序程序时时使之成使之成为为注注释释行行int main( ) int x=1,y=2,z=3; #ifndef RUn /本行本行为为条件条件编译编译命令命令 coutx=x,y=y,z=z； /在在调试调试程序程序时时需要需要输输出出这这些信息些信
53、息 #endif /本行本行为为条件条件编译编译命令命令 cout x*y*z=x*y*zendl;第第3行用行用#define命令的目的不在于用命令的目的不在于用RUn代表代表一个字符串，而只是表示已定义过一个字符串，而只是表示已定义过RUn，因此因此RUn后面写什么字符串都无所谓，甚至可以不写字符串。后面写什么字符串都无所谓，甚至可以不写字符串。在调试程序时去掉第在调试程序时去掉第3行行(或在行首加或在行首加/，使之成为，使之成为注释行注释行)，由于无此行，故未对，由于无此行，故未对RUn定义，第定义，第6行据行据此决定编译第此决定编译第7行，运行时输出行，运行时输出x,y,z的值，以便用的值，以便用户分析有关变量当前的值。运行程序输出：户分析有关变量当前的值。运行程序输出： x=1,y=2,z=3x*y*z=6在调试完成后，在运行之前，加上第在调试完成后，在运行之前，加上第3行，重行，重新编译，由于此时新编译，由于此时RUn已被定义过，则该已被定义过，则该cout语句语句不被编译，因此在运行时不再输出不被编译，因此在运行时不再输出x,y,z的值。运行的值。运行情况为：情况为： x*y*z=6作业：作业：例题例题16，8，9，12，13，14，15，16
