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1、第6章 函数与预处理,*重点与难点6.1 模块化软件与C程序的模块结构6.2 函数定义、参数和返回值6.3 函数调用6.4 函数中使用的变量,6.5 内部函数与外部函数6.6 多文件的程序运行6.7 预处理命令*本章小结*作业,重点与难点,重点：函数的定义、声明、参数传递和调用；函数的嵌套调用；变量的作用域与生存期。难点：参数传递和函数的嵌套调用。,6.1 模块化软件与C程序的模块结构,6.1.1 模块化软件6.1.2 C语言的模块结构,6.1.1 模块化软件,模块化：就是将一个较为复杂的、大型的项目按其功能与结构，划分为若干个功能相对独立的模块(Module)，每个模块实现一个功能。C语言：
2、是一种结构化程序设计语言，结构化程序设计的基本思想之一就是程序的“模块化”。每个模块在C语言中可以用函数来实现。,6.1.2 C语言的模块结构,C程序的组成,C程序：可以由一个或多个C源程序文件组成。在C语言中，一个C语言的源程序文件就是一个编译单位。函数：它是C源程序的基本模块。,函数分类,从用户使用的角度 标准库函数与用户自定义函数从有无函数返回值的角度 有返回值函数与无返回值函数从有无参数的角度 有参函数与无参函数,6.2 函数定义、参数和返回值,6.2.1 函数定义的一般形式6.2.2 函数参数与参数传递6.2.3 函数返回值,6.2.1 函数定义的一般形式,1、无参函数2、有参函数3
3、、空函数,1、无参函数,类型标识符 函数名()类型说明 语句,void printmessage()printf(nHello!);,2、有参函数,类型标识符 函数名(形式参数列表)类型说明 语句,int max(int x,int y)return(xy?x:y);,3、空函数,类型说明符 函数名（）,调用这种函数没有任何实际作用，但在系统规划的初期用于标示各个部分，使得程序结构清楚，可读性好，以后扩充新的功能方便。,6.2.2 函数参数与参数传递,1、分类：形式参数和实际参数。2、形参：在函数定义的时候声明的参数称为形式参数，简称形参。形参是变量名。3、实参：在函数调用的时候使用到的参数称
4、为实际参数，简称实参。实参是表达式。,参数传递,1、参数传递是实参传递给形参。2、传递要求：在参数传递的过程中，实参的个数必须与形参的个数一样多，并且类型应相同或保持兼容，否则系统会给出错误。3、分类 值传递与地址传递,值传递方式,一般采用的是单向的值传递，即将实参的值拷贝给形参。形参在调用前和调用后都是不存在的，只有函数被调用时形参才被分配相应的存储单元。实参与形参即使是同名的变量，它们也代表不同的存储单元，互不影响。,值传递图示,c=min(a,b);,函数调用开始,函数调用结束,地址传递方式,如果形参是地址方式，实参传递给形参采用地址传递方式，即形参共用实参的地址，这样，形参的改变也会间
5、接地改变形参的值。,6.2.3 函数返回值,函数的返回值是通过return语句返回主调函数。该语句的形式如下：,return 表达式；,一个函数至多只能返回一个值。,返回值类型,return语句的表达式的计算结果的类型常常与函数定义的返回类型不一致。这时应该以哪一个为准呢？（1）C语言规定，函数的返回值的类型以函数定义的类型为准。（2）如果return语句中的表达式是数值型的，系统自动进行类型转换。如果系统不能自动转换的，则需要编程人员进行强制转换。,函数默认类型,如果在函数定义时没有指定返回值的类型，系统默认为int型的。,无return语句,如果被调用函数中没有return语句，是不是没有
6、返回值呢？其实不是，函数仍然返回一个值，只不过这个值是不确定的、也不是用户所希望得到的。如果一个函数没有返回值，最好是用void明确地表示出来。这样，可以保证函数正确调用，减少出错。,6.3 函数调用,6.3.1 函数的一般调用6.3.2 函数的嵌套调用6.3.3 函数的递归调用,6.3.1 函数的一般调用,函数名(实参表列),函数调用形式,（1）函数语句 printf(Welcome to C language.);（2）函数表达式 c=max(a,b);（3）函数作参数 d=max(a,max(b,c);,6.3.2 函数的嵌套调用,举例：用弦截法求方程的根。,自定义函数,1、f(x)=2
7、、xpoint(,)=3、root(x1,x2),函数调用关系,root函数,float root(float x1,float x2)float x,y,y1=f(x1);do x=point(x1,x2);y=f(x);if(y*y10)y1=y;x1=x;else x2=x;while(fabs(y)=0.0001);return(x);,6.3.3 函数的递归调用,1)直接调用自身,2)间接调用自身,递归的两个阶段,回推和递推 回推到可以确定值（即递归结束条件）时结束；递推从起初值开始进行迭代。,4!的回推与递推举例,回推 f(4)=4*f(3)=4*3*f(2)=4*3*2*f(1)
8、递推 f(1)=1 f(2)=2*f(1)=2 f(3)=3*f(2)=3*2=6 f(4)=4*f(3)=4*6=24,递归调用实质,在不能计算出结果时，先压栈；在能够计算时，逐个出栈。,例6.8 利用递归算法求Fibonacci数列,0(n=0)f(n)=1(n=1)f(n-1)+f(n-2)(n1),long f(int n)long c;if(n=0)c=0;else if(n=1)c=1;else c=f(n-1)+f(n-2);return(c);,课堂训练,自定义两个函数实现：（1）判断一个整数是否为完数；（2）在屏幕上显示完数的因子。要求：在main函数中输入整数，并调用上述两
9、个函数进行测试。,6.4 函数中使用的变量,6.4.1 局部变量与全局变量6.4.2 变量的存储方式6.4.3 变量的存储类别,6.4.1 局部变量与全局变量,1、局部变量2、全局变量,1、局部变量,在一个函数内部定义的变量是内部变量，也称局部变量。局部变量只在定义它的函数范围内有效（即可以使用），在其他函数不能使用。,局部变量举例,float f1(int a)int b,c;.char f2(int x,int y)int i,j;.main()int a,b;.int c;c=a+b;,a,b,c有效,x,y,i,j有效,c有效,a,b有效,2、全局变量,程序的编译单位是源程序文件，一个
10、源文件可以包含一个或若干个函数。在函数内定义的变量是局部变量；而在函数外定义的变量是外部变量，也称全局变量。全局变量的有效范围：从定义变量的位置开始到本源文件结束。,全局变量举例,int p=1,q=5;float f1(a)int b,c;.char a,b;char f2(int x,int y)int i,j;.main()int a,b;.char c;c=a+b;.,a,b,c有效,x,y,i,j有效,c有效,a,b有效,全局变量a,b有效,全局变量p,q有效,例6.9 全局变量a,int a=10;fun(int i)a+=2*i;return a;main()int a=10;p
11、rintf(n%d,%d,fun(a),a);printf(n%d,%d,fun(a),a);,运行结果：20,1040,10,例6.10 有一个数组存放10个学生的成绩，编一个函数求出10个学生的平均成绩、最高分和最低分。,float max=0,min=0;float averagescore(float a,int n)int i;float sum=a0;max=min=a0;for(i=1;imax)max=ai;else if(aimin)min=ai;sum=sum+ai;return(sum/n);,全局变量应慎用,全局变量在程序执行过程中一直占用内存。降低了函数的通用性。使用
12、全局变量过多，会降低程序的可读性。建议不在必要时不要使用全局变量。,6.4.2 变量的存储方式,静态存储方式,静态存储方式是指在程序运行期间分配固定的存储空间的方式。全局变量和静态(static)变量全部存放在静态存储区。静态存储方式在程序执行过程中一直占据固定的存储单元，直到程序执行完毕才释放。,动态存储方式,动态存储方式：是在程序运行期间根据需要进行动态分配存储空间的方式。在动态存储区存放如下数据：形参、非静态变量、堆栈（函数调用时的现场保护和返回地址）。动态存储方式根据函数调用的需要，动态地分配和释放存储空间。,6.4.3 变量的存储类别,在C语言中，每一个变量和函数有两个属性：数据类型
13、和存储类别。存储类别分四类,auto变量,auto int b,c=3;int b,c=3;,两者等价,static,f(int a)auto int b=0;static int c=3;b=b+1;c=c+1；return(a+b+c);main()int a=2,i;for(i=0;i3;i+)printf(%d,f(a);,运行结果：7 8 9,为何结果不是：7 7 7呢？,原因：static型变量是在编译时赋初值的，只赋值一次，即在程序运行时它已有初值。,举例 打印15的阶乘值,int fac(int n)static int f=1;f=f*n;return(f);main()in
14、t i;for(i=1;i=5;i+)printf(n%d!=%d,i,fac(i);,运行结果1!=12!=23!=64!=245!=120,慎用static变量,static变量长期占用内存，直到程序执行完才释放。降低了程序的可读性。,register变量,寄存器的存取时间比内存要快C语言允许频繁使用的局部变量的值存放在cpu的寄存器中。register int i;Turbo c将register变量作auto变量处理。,用extern声明外部变量,编译时，将外部变量（即全局变量）分配在静态存储区。如果外部变量定义处在后或在其他文件中并且使用在前时，则需要对它进行声明。声明分为：1、在一
15、个文件内声明外部变量2、在多文件的程序中声明外部变量,声明与定义,定义：是定义性声明，需要建立存储空间。定义只能有一次。声明：是引用性声明。声明可以出现多次。声明的作用是一个已在后面定义的外部变量，仅仅是为了“提前”引用该变量而作的“声明”。声明要求外部变量已经定义。,例6.13 外部变量声明,main()extern x,y;int z;z=x*y;printf(nz=%d,z);int x=2,y=3;,例6.14 在多文件的程序中声明外部变量,*eg0614a.cint a=4;int max(int x,int y)return(xy?x:y);,*eg0614b.cextern a;
16、main()int x=2,y=3,z;z=x*a+a*y*max(x,y);printf(nz=%d,z);,6.5 内部函数与外部函数,1、内部函数2、外部函数,1、内部函数,如果一个函数只能被本文件中的其他函数调用，而不能被其他文件中的函数调用，这种函数称为内部函数（或称静态函数）。定义内部函数的一般形式是（函数头）：,static 类型说明符 函数名(形参表),2、外部函数,若一个函数除了可以被本文件中的其他函数调用外，还可以被程序中的其他源文件的函数调用，这样的函数称为外部函数。它的定义一般形式：,extern 类型说明符 函数名(形参表),注意：extern可以省略,例6.15 内
17、部函数与外部函数,*eg0615a.cextern int a;extern int max(int m,int n);static int z=12;static int min(int x,int y)return(xy?x:y);main()int x=2,y=3;printf(max=%d,min=%d,max(x,y),min(a,z);,*eg0615b.cint a=10;int max(int m,int n)if(m=n)return(m);else return(n);,6.6 多文件的程序运行,1、工程方法2、文件包含方法,1、工程方法,2、文件包含方法,在eg0615.
18、c的开始添加一行：#include在文件包含方式中，由于最终生成一个目标文件。所以关于变量、函数的声明都不必要了。,6.7 预处理命令,在前面章节已经使用了如下形式：#define PI 3.14#include,预处理命令,ANSI C 标准规定可以在C源程序中加入一些“预处理命令”，以改进程序设计环境，提高编程效率。预处理命令不是C语言本身的组成部分，必须在正式编译前进行处理。C提供的预处理功能主要有一下3种：,1、宏定义2、文件包含3、条件编译,6.7.1 宏定义,1、不带参数的宏定义2、带参数的宏定义,1、不带参数的宏定义,一般形式#define 标识符 字符串 不带参数的宏常用来表示
19、符号常量举例#define PI 3.1415926,宏定义的作用,宏定义是用宏名代替一个字符串，即只作简单的置换，不作正确性检查。也不分配存储空间。举例#define PI 3.14;area=PI*r*r;展开后如下：area=3.14;*r*r;/*error*/,宏定义的作用域,宏名的有效范围为定义命令之后到本源文件结束。可以用#undef命令终止宏定义的作用域。,宏的作用域举例,#define G 9.8main().#undef Gf1().,G的作用范围,宏的层层置换,#define R 3.0#define PI 3.14#define L 2*PI*R#define S PI
20、*R*Rmain()printf(nL=%fnS=%f,L,S);,9.1.2 带参数的宏定义,一般形式#define 宏名(参数表)字符串,带参数宏举例（例6.17）,#define PI 3.14#define S(r)PI*r*rmain()float a,area;a=3.6;area=S(a);printf(nr=%f area=%f,a,area);,带参数宏与函数,形式相同，容易混淆不同之处主要有：（1）函数调用需要参数检查；宏只作简单置换。（2）函数调用在程序运行时处理，分配内存单元；宏展开在正式编译前进行，不分配存储单元，无返回值概念。（3）函数调用占运行时间，源程序保持不变
21、；宏展开只占编译时间，展开后源程序变长。,举例：可以得到多个结果的宏,#define PI 3.14#define CIRCLE(R,L,S)L=2*PI*R;S=PI*R*R;main()float r,l,s;printf(nr=);scanf(%f,6.7.2“文件包含”处理,“文件包含”处理是指一个源文件可以将另外一个源文件的全部包含进来。一般形式,#include文件名或#include,两种包含形式比较,#include:系统到存放C库函数文件所在的目录中寻找要包含的文件，这种称为标准方式。#includefile2.c:系统先在用户当前目录中寻找要包含的文件，如果找不到，再按标准
22、方式查找。,“文件包含”的含义,file1.c,#include,file2.c,B,A,file1.c,A,B,“文件包含”的实质,被包含的文件与其所在的文件，在预编译后已经成为同一个文件（而不是两个文件）。被包含的文件的外部变量作用域扩展到了包含文件，所以不必用extern声明。,6.7.3 条件编译,一般情况下，源程序中所有的行都参加编译。但如果对其中一部分内容只在满足一定条件才进行编译，这就是“条件编译”。,条件编译形式,1)#ifdef 标识符 程序段1#else 程序段2#endif2)#ifdef 标识符 程序段1#endif,3)#ifndef 标识符 程序段1#else 程序
23、段2#endif4)#if 表达式 程序段1#else 程序段2#endif,例9.7 条件编译大小写转换,#define LETTER 1main()char str20=C language,c;int i=0;while(c=stri)!=0)i+;,#if LETTER if(c=a,程序调试输出,#define DEBUG 1main()int i,s=0;while(i=100)s=s+i i+#ifdef DEBUG printf(ni=%d,s=%d,i,s);#endif printf(nsum=%d,s);,课堂训练,简单的学生成绩管理程序。要求编写下列函数：（1）输入函数：输入5个学生3门课程的成绩；（2）输出函数：在屏幕上按一行一个学生资料显示成绩。（3）计算函数：计算课程的平均成绩。,本章小结,函数的定义；函数参数的传递；函数的嵌套调用、递归调用；变量的作用域和生存期；内部函数与外部函数；多文件程序的运行。,作业,p119 6.28,6.29,6.32,6.31,
