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1、,第7章 函数,本章内容包括函数的基本概念和函数的定义方法；函数的调用、函数参数和函数的值；函数的嵌套调用；函数的递归调用；数组做函数参数；变量的类型：全局变量和局部变量；静态存储变量和动态存储变量；函数的分类：外部函数和内部函数。,1.如果有两个同学参加学生会主席的竞选，现已统计出两个人的总得分，怎么确定谁当选？（用函数来实现）,提出问题,相关知识点,7.1 函数的定义、函数参数和函数的值7.2 函数的调用,7.1.1 C语言对函数的规定,1、一个源程序文件由一个或多个函数组成2、一个c程序由一个或多个源程序文件组成3、c程序的执行从main函数开始到main（）函数结束4、所有函数都是平行

2、的，函数不能嵌套定义5、函数按使用角度分：标准函数、自定义函数，按形式分：无参函数、有参函数,7.1.2 函数定义的一般形式,1、无参函数的定义形式 类型说明符 函数名（）声明部分 语句,3、可以有“空函数”类型说明符 函数名（）,2、有参函数的定义形式类型说明符 函数名（形参列表）声明部分 语句,现在我们试着写出问题1的函数。(1)两个数求最大值，定义两个形参x,y，从x,y中找到最大者，最大者的类型即函数类型。可得函数的首部：int max(int x,int y)(2)写出函数体，实现两个数求最大值int max(int x,int y)int z;z=xy?x:y;/*z为x,y中得最

3、大者*/return(z);注意：return(z)的作用是将z的值作为函数值带回主调函数中。即将最大值带回,说明：(1)形参列表样式:int x,int y，注意：每个形参都有类型；(2)函数类型原则上要求与return后表达式类型一致，如不一致，表达式类型强制转换成函数的类型；如果函数的确不需要返回值，设为void型；(3)return语句作用，一是：带返回值到函数调用处；二是：将流程返回函数调用处；如果该函数没有返回值，可以省略return,最后的 也具有将流程返回调用处的功能。(4)如何确定一个函数是否需要返回值？想一想，我们真的将问题1完全解决了吗？,7.2 函数的调用,1、函数调用

4、的一般形式：函数名（实参列表）；回顾函数定义的一般形式：函数类型 函数名（形参列表）,2、C程序的一般结构：main()语句 函数名（实参列表）；/*函数调用*/语句 函数类型 函数名（形参列表）/*函数定义*/函数体 return语句,1.如果有两个同学参加学生会主席的竞选，现已统计出两个人的总得分，怎么确定谁当选？（用函数来实现）,解决问题,例7.1求两个数的最大值。main()int a,b,c;a=12;b=34;c=max(a,b);/*函数调用*/printf(“max=%dn”,c);int max(int x,int y)/*函数定义*/int z;z=xy?x:y;retur

5、n(z);,分析例7.1的执行过程,a,b,12,34,x,y,12,34,主函数开始执行，定义变量a,b,c，a,b赋初值,主函数执行下述语句时，c=max(a,b);传值给被调用函数 int max(int x,int y),被调用函数开始执行，定义变量z，z存放最大值,c,z,主函数执行下述语句 z=xy?x:y;,34,被调用函数执行下述语句时，return(z);带返回值z给主函数 c=max(a,b);,34,注意 被调函数执行完,主函数继续执行，输出最大值。printf(“max=%dn”,c);,2.设某班50人，写一程序统计某一单科成绩各分数段的分布人数，每人的成绩随机输入，

6、并要求按下面格式输出统计结果（“*”表示实际分布人数）。059*6084*85100*,问题的深化,算法思想：(1)定义一个输出n个“*”的函数。(2)在main函数中统计各分数段的人数，分别用n1,n2,n3来存放(3)在函数调用时，n1作实参，传给形参n,输出059的分布人数，n2作实参，传给形参n,输出6084的分布人数，n3作实参，传给形参n,输出85100的分布人数。,例7.2 成绩分布情况（为简化问题，我们输入10个成绩）#include void star(int n)int i;for(i=0;in;i+)printf(*);printf(n);,main()int i,j,n

7、1,n2,n3,score;i=1;n1=n2=n3=0;while(i=0,1.猜年龄。5个小朋友排着队作游戏，第1个小朋友10岁，其余的年龄一个比一个大2岁，第5个小朋友的年龄？,提出问题,相关知识点,7.3 函数的嵌套调用7.4 函数的递归调用,7.3 函数的嵌套调用,嵌套调用的定义：C语言的函数调用可以嵌套，即在调用一个函数的过程中，可以再调用另一个函数；,例如：int f1(int n)main()int y;int a;if(n5)y=f2(n);scanf(“%d”,7.4 函数的递归调用,1、什么是递归调用 递归就是某一事物直接或间接地由自己组成。故在调用一个函数的过程中，又出

8、现直接或间接地调用 该函数本身，称为函数的递归调用；2、递归的方式：直接递归、间接递归,1.猜年龄。5个小朋友排着队作游戏，第1个小朋友10岁，其余的年龄一个比一个大2岁，第5个小朋友的年龄？,解决问题,算法思想：设age(n)是求第n个人的年龄，那么，根据问题1的题义，我们可知：age(5)=age(4)+2age(4)=age(3)+2age(3)=age(2)+2age(2)=age(1)+2age(1)=10,可以用数学公式表述如下：10(n=1)age(n)=age(n-1)+2(n1),下面用图表示求第5个人年龄的过程。,例7.3问题1的源代码：age(int n)/*求年龄的递归

9、函数*/int c;/*c用作存放函数的返回值的变量*/if(n=1)c=10;else c=age(n-1)+2;return c;main()printf(“age(5)%d”,age(5);,采用递归方法求1+2+3+n的和.该问题的递归公式:1(n=1)sum(n)=sum(n-1)+n(n1)当n为1时,函数值为1是递归出口.,采用递归方法求n!.该问题的递归公式:1(n=1或n=0)Fia(n)=Fia(n-1)*n(n1)当n为1或0时,函数值为1是递归出口.,2.计算机协会在举办“数学趣味游戏”，老师对婷婷说，我给你一个整数，若它是偶数，将它除以2；若它是奇数，将它乘以3加1。

10、得到的结果再继续判断，是偶数，除以2；是奇数，乘以3加1，最后，看看这个数变成几？你会发现，不管我给你的是什么数，最终，它会变成1。现在，你编程验证以下。,问题的深化,算法思想：这是“角谷猜想”的问题。(1)输入一个整数(2)如果是，转(4)结束。否则转(3)(3)如果是偶数，；否则；转(2)(4)输出从中可以看出是递归出口，用递归函数实现第(3)步,例7.4 角谷猜想main()int n;printf(input a number:);scanf(%d,3.相传古代印度布拉玛神庙中有一个僧人，他每天不分白天黑夜，不停地移动那些圆盘，据说，当所有64个圆盘全部从一根杆上移到另一根杆上的那一天

11、就是世界的末日。这就是著名的汉诺塔（Hanoi）问题。如图：一次只能移动一个盘，且不允许大盘放在小盘的上面。,自主学习,算法思想：怎样编写这种程序？思路上还是先从最简单的情况分析起，搬一搬看，慢慢理出思路。1、在A柱上只有一只盘子，假定盘号为1，这时只需将该盘从A搬至C，一次完成，记为 move 1 from A to C,2、在A柱上有二只盘子，1为小盘，2为大盘。第（1）步将1号盘从A移至B，这是为了让2号盘能移动；第（2）步将2号盘从A移至C；第（3）步再将1号盘从B移至C；这三步记为：move 1 from A to B;move 2 from A to C;move 3 form B

12、 to C;,3、在A柱上有3只盘子，从小到大分别为1号，2号，3号第（1）步将1号盘和2号盘视为一个整体；先将二者作为整体从A移至B，给3号盘创造能够一次移至C的机会。这一步记为move(2,A,C,B)；意思是将上面的2只盘子作为整体从A借助C移至B。第（2）步将3号盘从A移至C，一次到位。记为move 3 from A to C；第（3）步处于B上的作为一个整体的2只盘子，再移至C。这一步记为move(2,B,A,C)；意思是将2只盘子作为整体从B借助A移至C。,4、从题目的约束条件看，大盘上可以随便摞小盘，相反则不允许。在将1号和2号盘当整体从A移至B的过程中move(2,A,C,B)

13、实际上是分解为以下三步第（1）.1步：move 1 form A to C;第（1）.2步：move 2 form A to B;第（1）.3步：move 1 form C to B;经过以上步骤，将1号和2号盘作为整体从A移至B，为3号盘从A移至C创造了条件。同样，3号盘一旦到了C，就要考虑如何实现将1号和2号盘当整体从B移至C的过程了。实际上move(2,B,A,C)也要分解为三步：第（3）.1步：move 1 form B to A;第（3）.2步：move 2 form B to C;第（3）.3步：move 1 form A to C;,5、看move(2,A,C,B)是说要将2只盼

14、自从A搬至B，但没有C是不行的，因为第（1）.1步就要将1盘从A移到C，给2盘创造条件从A移至B，然后再把1盘从C移至B。看到这里就能明白借助C的含义了。因此，在构思搬移过程的参量时，要把3个柱子都用上。,6、定义搬移函数move(n,A,B,C)，物理意义是将n只盘子从A经B搬到Cmove(n,A,B,C)分解为3步(1)move(n-1,A,C,B)理解为将上面的n-1只盘子作为一个整体从A经C移至B；(2)输出n：A to C，理解将n号盘从A移至C，是直接可解结点；(3)move(n-1,B,A,C)理解为将上面的n-1只盘子作为一个整体从B经A移至C。这里显然是一种递归定义，当解mo

15、ve(n-1,A,C,B)时又可想到，将其分解为3步：第1步：将上面的n-2只盘子作为一个整体从A经B到C，move(n-2,A,B,C)；第2步：第n-1号盘子从A直接移至B，即n-1:A to B；第3步：再将上面的n-2只盘子作为一个整体从C经A移至B，move(n-2,C,A,B)；,源代码：,int step=1;/*整型全局变量,预置1,步数*/void move(int,char,char,char);/*声明要用到的被调用函数*/void main()int n;/*整型变量,n为盘数,*/printf(请输入盘数n=);scanf(%d,/*调用函数 move(n,a,b,c

16、)*/,/*以下函数是被主程序调用的函数*/void move(int m,char p,char q,char r)/*自定义函数*/if(m=1)/*如果m为1,则为直接可解结点,*/printf(%d move 1#from%c to%cn,step,p,r);/*直接可解结点,输出移盘信息*/step=step+1;/*步数加1*/else/*如果不为1,则要调用move(m-1)*/move(m-1,p,r,q);/*递归调用move(m-1)*/printf(%d move%d#from%c to%cn,step,m,p,r);/*直接可解结点,输出移盘信息*/step=step+

17、1;/*步数加1*/move(m-1,q,p,r);/*递归调用move(m-1)*/,本讲小结：,1、什么是嵌套调用？2、什么是递归调用？递归出口、递归过程。,1.在体育课上，20个学生正在测试100米，老师把学生成绩一一记录下来。现在将学生由快到慢排序，你能帮忙排一排？（用函数实现）,提出问题,相关知识点,7.5 数组作为函数参数,7.5 数组作为函数参数,一、数组元素作函数实参数组元素实际上就是该类型的一简单变量，如：有一整型数组a定义：int a10;则其中的数组元素a1就是一 个整型变量，所以，数组元素作为函数的实参，与用变量做实参一样，是单向传递，即“传值调用”。,例如：void

18、swap(int x,int y)int t;t=x;x=y;y=t;printf(“%d,%dn”,x,y);main()int a=3,5,2;/*数组a定义初始化*/printf(“%d%dn”,a1,a2);swap(a1,a2);/*调用swap函数*/printf(“%d%d”,a1,a2);,二、一维数组名作函数实参,数组名代表数组的首地址,所以，在函数调用时，把数组名作为函数实参传递，实质上就是把该数组的首地址传给了形参，称为“传址调用”。什么是“传值”？什么是“传址”？所传数据类型不同：,1.在体育课上，20个学生正在测试100米，老师把学生成绩一一记录下来。现在将学生由快到

19、慢排序，你能帮忙排一排？（用函数实现）,解决问题,算法思想：主调函数main：程序的入口，包含主要的操作将20个学生的成绩用数组a存放，有20个元素；输出排序前的成绩，即：输出数组a 的20个元素值；调用函数来实现学生成绩的排序，即：对数组排序；输出排序后的成绩，即：调用返回后，输出数组a 的20个元素值；被调用函数sort：用起泡法对数组元素排序。,源代码：#includevoid sort(float b,int n)int i,j;float t;for(j=1;jai+1)/*aiai+1为真*/t=ai;ai=ai+1;ai+1=t;/*将ai与ai+1对换*/main()float

20、 a11;/*将10个数给a1到a10，故定义数组长度为11*/int i;printf(“input 10 numbers:n”);/*输入10个数*/for(i=1;i11;i+)scanf(“%f”,说明：(1)数组名代表数组的首地址；(2)数组名作函数实参，传递的是数组的首地址称为传址调用；(3)“传值”、“传址”只是传递的数据类型不同（传值-一般的数值，传址-地址）。(4)不管“传值”、还是“传址”，C语言都是单向传递数据的，一定是实参传递给形参，反过来不行。也就是说C语言中函数参数传递的 两种方式本质相同“单向传递”；(5)传址调用机制：,分析：实参a数组的地址传给形参b数组，so

21、rt函数对形参b数组用起泡法排序，其实实质就是对实参数组a排序，达到目的。结论：传址调用，实参地址传递给形参，形参中的改变就是实参中的改变，可以理解成双向的：实参的地址值 形参的地址值 即 实参的数值 形参的数值,三、二维数组名作函数参数,作用：与一维数组名作函数参数相同。说明：(1)在被调用函数中，形参数组定义时可以指定每一维的大小，也可以省略第一维的大小说明，但是不能把第二维的大小说明省略，更不能只指定第一维而省略第二维。(2)实参数组可以大于形参数组。这时形参数组只取实参数组的一部分，其余部分不起作用。,2.给定某年某月某日，将其转换成这一年的第几天并输出。,问题的深化,算法思想：若给定

22、的月是I,则将1、2、3、I-1月的各月天数累加，再加上指定的日。但对于闰年，二月的天数29天，因此还要判定给定的年是否为闰年。为实现这一算法，需设置一张每月天数列表，给出每个月的天数，考虑闰年/平年的情况，此表可设置成一个2行3列的二维数组，其中第一行对应的每列（设112列有效）元素是平年个月的天数，第二行对应的是闰年每月的天数。,源代码：#includeint day_of_year(int day113,int year,int month,int day)int i,j;i=(year%4=0,7.6 局部变量和全局变量,变量的分类：变量从数据类型的角度，可以分为整型、实型、字符型等。

23、变量从作用域（变量的有效范围，可见性）的角度可以分为局部变量和全局变量。变量定义的位置决定了变量的作用域。,7.7.1 局部变量,1、定义：是指定义在函数内部或程序块内的变量，局部 有效，也成为内部变量。2、作用域：为块（复合语句）作用域，即从定义点开始到所在块结束。,3、C语言中，在以下各位置定义的变量均属于局部变量。（1）函数体内定义的变量，在本函数范围内有效，作用域局限于函数体内。（2）在复合语句内定义的变量，在本复合语句范围内有效，作用域局限于复合语句内。（3）有参函数的形式参数也是局部变量，只在其所在的函数范围内有效。,double fun1(int x,int y)/*x,y,m,

24、n局部变量，在fun1函数内有效(作用域fun1函数)*/int m,n;.int fun2(char ch)/*ch,a,b局部变量，在fun2函数内有效(作用域fun2函数)*/int a,b;.main()int a,b;/*a,b局部变量，在main函数内有效(作用域main函数)*/.int x,y;/*x,y局部变量，在复合语句中有效(作用域复合语句)*/.,4、说明：(1)main中定义的变量也只在main中有效，而且，main也不能使用其它函数中定义的变量。(2)同名，不同作用域的变量是不同的变量。(3)在各个函数中的局部变量起作用的时刻是不同的。,例子1 不同函数中同名不同义

25、的变量f1(int n)int m;if(n100)m=n-10;else m=n+1;printf(“%dn”,m);main()int m;scanf(“%d”,假设输入80,试分析程序的执行情况,例子2 不同复合语句(程序段)中同名不同义的变量main()int x,y;x=10;y=20;printf(“%d,%dn”,x,y);int y=10;x=y+5;printf(“%d,%dn”,x,y);printf(“%d,%dn”,x,y);,7.6.2 全局变量,1、定义：是指定义在所有函数之外的变量，所有函数前、各个函数之间、所有函数后，也成为外部变量。int max;int f1

26、(int n)void f2()main(),int f1(int n)int max;void f2()main(),max的使用范围,2、作用域:从定义全局变量的位置起到本源程序结束为止。3、说明：（1）置全局变量的作用是为了增加函数间数据联系的渠道；例如：当有多个返回值需要带回时，可以使用全局变量。（2）使用全局变量时，一定要小心！因为：全局变量在程序的全部执行过程中都有效，一个函数的使用会影响到其他函数的使用。（3）在同一范围内,如果全局变量与局部变量同名,则局部变量优先于全局变量.,例如:int a=3,b=5;/*a、b为全局变量*/int max(int a,int b)/*a、

27、b为局部变量*/return ab?a:b;形参a、b作用范围 main()int a=8;/*a为局部变量*/局部变量a作用范围 printf(“%d”,max(a,b);分析：运行结果：,说明：局部变量a有效，全局变量a失效。,7.7 动态存储变量与静态存储变量,7.7.1 变量的存储类别1、变量的生存期（1）定义：指变量值存在的时间长短。（2）根据变量生存期的不同，可以将变量分为：动态存储变量和静态存储变量。变量的存储方式决定了变量的生存期。,2、变量的存储方式（1）动态存储方式：是指在程序运行期间根据需要动态分配存储空间的存储方式；即需要时给存储空间，不需要时就释放；如 形参；（2）静

28、态存储方式：是指在程序运行期间分配固定的存储空间的存储方式；如 全局变量；,3、变量的存储类别（1）定义：是指在内存中存储的方法。（2）根据变量的作用域和生存期不同，可以将变量分为以下四类存储类别：,局部变量的存储方式,1、auto：(1)默认存储类别，函数内、复合语句中定义的局部变量和形参 均是 auto型，属于局部变量的范畴auto int a,b=2;与int a,b=2;二者等价(2)自动变量是动态的。其所在的函数或复合语句执行时，系统动态为相应的自动变量分配存储单元，当自动变量所在的函数或复合语句执行结束后，自动变量失效，它所在的存储单元被系统释放，所以原来的自动变量的值不能保留下来

29、。,2、register：与auto类似，是C语言使用较少的一种局部变量的存储方式。该方式将局部变量存储在CPU的寄存器中，寄存器比内存操作要快很多，所以可以将一些需要反复操作的局部变量存放在寄存器中，也是动态的。注：CPU的寄存器数量有限，如果定义了过多的register变量，系统会自动将其中的部分改为auto型变量。,3、static:（1）被定义为static 类型的局部变量，具有固定的存储空间，即使调用结束，其存储空间也不被释放，是静态的；（2）被定义为static 类型的局部变量，是在编译时赋初值的，即只赋初值一次；以后每次调用函数时，不再重新赋初值而只是保留上次函数调用结束时的值；

30、（3）如在定义局部变量时不赋初值，则对static 类型的变量来说，编译时自动赋初值0(对数值型变量)或(空字符，对字符型变量)；,例：#includeint f(int a)auto int b=0;/*自动，auto可省*/static int c=3;/*静态，值保留*/b+;c+;return(a+b+c);,main()int a=2,I;/*自动，默认auto*/for(I=0;I3;I+)printf(“%d”,f(a);,4、extern:可以扩大作用域.例如:int max(int x,int y)return xy?x:y;main()extern int a,b;prin

31、tf(“%d”,max(a,b);int a=13,b=-8;,全局变量的存储方式,1、全局变量全部是静态存储的。2、没有必要为说明全局变量是静态存储而使用关键词static。3、全局变量的extern声明及令人困惑的全局变量的static定义。,7.8 内部函数和外部函数,7.8.1 内部函数1、定义：只能被本源文件（模块）中的各个函数所调用，不能为其它模块中函数所调用的函数。2、格式：在定义内部函数时，在函数名和函数类型前面加static。即：static 类型标识符 函数明（形参表）如：static int max(int a,int b),3、说明：（1）内部函数又称为静态函数，其使用

32、范围仅限于定义它的模块（源文件）内。对于其它模块它是不可见的。（2）不同模块中的内部函数可以同名，它们的作用域不同-事实上根本就是不同的函数。（3）内部函数定义，static关键词不能省略。,7.8.2 外部函数,1、定义：能被任何源文件（模块）中的任何函数所调用的函数。2、格式：定义函数时，加extern说明。即：extern 类型标识符 函数明（形参表）如：extern int max(int a,int b)3、说明：,本讲小结,分程序作用域（复合语句作用域）局部变量 函数作用域 变量的作用域 文件作用域（模块作用域）全局变量 程序作用域 auto（动态）static（静态）文件作用域 局部变量的存储 register（动态）全局变量 扩大 static（静态）的存储 extern（静态）程序作用域 static（内部）函数的作用域 extern（外部）,