C语言程序设计教程电子教案第07章课件.ppt

1、第7章 函 数C语言是通过函数来实现模块化程序设计的。所以较大的C语言应用程序，往往是由多个函数组成的，每个函数分别对应各自的功能模块。7.1 函数的定义与调用函数的定义与调用7.2 函数的嵌套调用与递归调用函数的嵌套调用与递归调用7.3 数组作为函数参数数组作为函数参数7.4 内部变量与外部变量内部变量与外部变量7.5 内部函数与外部函数内部函数与外部函数7.6 变量的动态存储与静态存储变量的动态存储与静态存储 Return7.1 函数的定义与调用函数的定义与调用7.1.1 7.1.1 函数的定义函数的定义7.1.2 7.1.2 函数的返回值与函数类型函数的返回值与函数类型7.1.3 7.1

2、.3 对被调用函数的说明和函数原型对被调用函数的说明和函数原型7.1.4 7.1.4 函数的调用函数的调用7.1.5 7.1.5 函数的形参与实参函数的形参与实参 Return7.1.1 函数的定义函数的定义1任何函数（包括主函数main()）都是由函数说明和函数体两部分组成。根据函数是否需要参数，可将函数分为无参函数和有参函数两种。（1）无参函数的一般形式）无参函数的一般形式 函数类型 函数名(void)说明语句部分；可执行语句部分；注意注意：在旧标准中，函数可以缺省参数表。但在新标准中，函数不可缺省参数表；如果不需要参数，则用“void”表示，主函数main()例外。（2）有参函数的一般形

3、式）有参函数的一般形式函数类型 函数名(数据类型 参数，数据类型 参数2)说明语句部分；可执行语句部分；有参函数比无参函数多了一个参数表。调用有参函数时，调用函数将赋予这些参数实际的值。为了与调用函数提供的实际参数区别开，将函数定义中的参数表称为形式参数表，简称形参表。案例7.1 定义一个函数，用于求两个数中的大数。/*案例代码文件名：AL7_1.C*/*功能：定义一个求较大数的函数并在主函数中调用*/int max(int n1,int n2)/*定义一个函数max()*/return(n1n2?n1:n2)；main()int max(int n1,int n2)；/*函数说明*/int

4、num1,num2；printf(input two numbers:n)；scanf(%d%d,&num1,&num2)；printf(max=%dn,max(num1,num2)；getch();/*使程序暂停，按任一键继续*/程序演示2说明说明（1）函数定义不允许嵌套函数定义不允许嵌套。在语言中，所有函数（包括主函数main()）都是平行的。一个函数的定义，可以放在程序中的任意位置，主函数main()之前或之后。但在一个函数的函数体内，不能再定义另一个函数，即不能嵌套定义。（2）空函数既无参数、函数体又为空的函数。其一般形式为：函数类型 函数名(void)（3）在老版本C语言中，参数类型

5、说明允许放在函数说明部分的第2行单独指定。Return7.1.2 函数的返回值与函数类型函数的返回值与函数类型语言的函数兼有其它语言中的函数和过程两种功能，从这个角度看，又可把函数分为有返回值函数和无返回值函数两种。1函数返回值与return语句有参函数的返回值，是通过函数中的return语句来获得的。（1）return语句的一般格式：return(返回值表达式);（2）return语句的功能：返回调用函数，并将“返回值表达式”的值带给调用函数。注意注意：调用函数中无return语句，并不是不返回一个值，而是一个不确定的值。为了明确表示不返回值，可以用“void”定义成“无（空）类型”。2函数

6、类型函数类型在定义函数时，对函数类型的说明，应与return语句中、返回值表达式的类型一致。如果不一致，则以函数类型为准。如果缺省函数类型，则系统一律按整型处理。良好的程序设计习惯良好的程序设计习惯：为了使程序具有良好的可读性并减少出错，凡不要求返回值的函数都应定义为空类型；即使函数类型为整型，也不使用系统的缺省处理。Return7.1.3 对被调用函数的说明和函数原型对被调用函数的说明和函数原型 在ANSI C新标准中，采用函数原型方式，对被调用函数进行说明，其一般格式如下：函数类型函数类型 函数名函数名(数据类型数据类型 参数名参数名,数据类型数据类型 参数名参数名2)；语言同时又规定，在

7、以下2种情况下，可以省去对被调用函数的说明：（1）当被调用函数的函数定义出现在调用函数之前时。因为在调用之前，编译系统已经知道了被调用函数的函数类型、参数个数、类型和顺序。（2）如果在所有函数定义之前，在函数外部（例如文件开始处）预先对各个函数进行了说明，则在调用函数中可缺省对被调用函数的说明。Return7.1.4 函数的调用函数的调用 在程序中，是通过对函数的调用来执行函数体的，其过程与其它语言的子程序调用相似。语言中，函数调用的一般形式为：函数名函数名(实际参数表实际参数表)切记切记：实参的个数、类型和顺序，应该与被调用函数所要求的参数个数、类型和顺序一致，才能正确地进行数据传递。在语言

8、中，可以用以下几种方式调用函数：（1）函数表达式函数表达式。函数作为表达式的一项，出现在表达式中，以函数返回值参与表达式的运算。这种方式要求函数是有返回值的。（2）函数语句）函数语句。C语言中的函数可以只进行某些操作而不返回函数值，这时的函数调用可作为一条独立的语句。（3）函数实参函数实参。函数作为另一个函数调用的实际参数出现。这种情况是把该函数的返回值作为实参进行传送，因此要求该函数必须是有返回值的。说明说明：（1）调用函数时，函数名称必须与具有该功能的自定义函数名称完全一致。（2）实参在类型上按顺序与形参，必须一一对应和匹配。如果类型不匹配，C编译程序将按赋值兼容的规则进行转换。如果实参和

9、形参的类型不赋值兼容，通常并不给出出错信息，且程序仍然继续执行，只是得不到正确的结果。（3）如果实参表中包括多个参数，对实参的求值顺序随系统而异。有的系统按自左向右顺序求实参的值，有的系统则相反。Turbo C和MS C是按自右向左的顺序进行的。Return7.1.5 函数的形参与实参函数的形参与实参函数的参数分为形参形参和实参实参两种，作用是实现数据传送。形参出现在函数定义中，只能在该函数体内使用。发生函数调用时，调用函数把实参的值复制1份，传送给被调用函数的形参，从而实现调用函数向被调用函数的数据传送。案例案例7.3 实参对形参的数据传递。/*实参对形参的数据传递。*/*案例代码文件名：A

10、L7_3.C*/void main()void s(int n);/*说明函数*/int n=100;/*定义实参n，并初始化*/s(n);/*调用函数*/printf(n_s=%dn,n);/*输出调用后实参的值，便于进行比较*/getch();/*/void s(int n)int i;printf(n_x=%dn,n);/*输出改变前形参的值*/for(i=n-1;i=1;i-)n=n+i;/*改变形参的值*/printf(n_x=%dn,n);/*输出改变后形参的值*/程序演示说明：（1）实参可以是常量、变量、表达式、函数等。无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定

11、的值，以便把这些值传送给形参。因此，应预先用赋值、输入等办法，使实参获得确定的值。（2）形参变量只有在被调用时，才分配内存单元；调用结束时，即刻释放所分配的内存单元。因此，形参只有在该函数内有效。调用结束，返回调用函数后，则不能再使用该形参变量。（3）实参对形参的数据传送是单向的，即只能把实参的值传送给形参，而不能把形参的值反向地传送给实参。（4）实参和形参占用不同的内存单元，即使同名也互不影响。Return35a:b:调用前：调用结束：35a:b:例 5.6 交换两个数#include main()int a=3,b=5;printf(“a=%d,tb=%dn,a,b);printf(swa

12、pped:n);swap(a,b);printf(“a=%d,tb=%dn,a,b);swap(int x,int y)int temp;temp=x;x=y;y=temp;调用35x:y:35a:b:swap:temp35a:b:x:35y:7.2 函数的嵌套调用和递归调用7.2.1 函数的嵌套调用函数的嵌套调用 函数的嵌套调用是指，在执行被调用函数时，被调用函数又调用了其它函数。这与其它语言的子程序嵌套调用的情形是类似的，其关系可表示如图7-1。案例7.4 计算s=1k+2k+3k+N k /*案例代码文件名：AL7_4.C*/*功能：函数的嵌套调用*/#define K 4#define

13、 N 5long f1(int n,int k)/*计算n的k次方*/long power=n;int i;for(i=1;ik;i+)power*=n;return power;long f2(int n,int k)/*计算1到n的k次方之累加和*/long sum=0;int i;for(i=1;i1)f=power(n-1)*n;else f=1;return(f);main()int n;long y;printf(input a inteager number:n);scanf(%d,&n);y=power(n);printf(%d!=%ldn,n,y);getch();程序演示

14、Return7.3 数组作为函数参数数组作为函数参数数组用作函数参数有两种形式：一种是把数组元素（又称下标变量）作为实参使用；另一种是把数组名作为函数的形参和实参使用。7.3.1 数组元素作为函数参数数组元素作为函数参数 7.3.2 数组名作为函数的形参和实参数组名作为函数的形参和实参 Return7.3.1 数组元素作为函数参数数组元素作为函数参数 数组元素就是下标变量，它与普通变量并无区别。数组元素只能用作函数实参，其用法与普通变量完全相同：在发生函数调用时，把数组元素的值传送给形参，实现单向值传送。案例7.6 写一函数，统计字符串中字母的个数。/*案例代码文件名：AL7_6.C*/*功能

15、：数组元素作为函数实参*/int isalp(char c)if (c=a&c=A&c=Z)return(1);else return(0);main()int i,num=0;char str255;printf(Input a string:);gets(str);for(i=0;stri!=0;i+)if(isalp(stri)num+;puts(str);printf(num=%dn,num);getch();程序演示说明：（1）用数组元素作实参时，只要数组类型和函数的形参类型一致即可，并不要求函数的形参也是下标变量。换句话说，对数组元素的处理是按普通变量对待的。（2）在普通变量或下标

16、变量作函数参数时，形参变量和实参变量是由编译系统分配的两个不同的内存单元。在函数调用时发生的值传送，是把实参变量的值赋予形参变量。Return7.3.2 数组名作为函数的形参和实参数组名作为函数的形参和实参数组名作函数参数时，既可以作形参，也可以作实参。数组名作函数参数时，要求形参和相对应的实参都必须是类型相同的数组（或指向数组的指针变量），都必须有明确的数组说明案例案例7.7 已知某个学生5门课程的成绩，求平均成绩。/*案例代码文件名：AL7_7.C*/float aver(float a)/*求平均值函数*/int i；float av,s=a0；for(i=1；i5；i+)s+=ai；a

17、v=s/5；return av；void main()float sco5,av；int i；printf(ninput 5 scores:n)；for(i=0；i5；i+)scanf(%f,&scoi)；av=aver(sco)；/*调用函数，实参为一数组名*/printf(average score is%5.2fn,av)；getch();程序演示说明说明：（1）用数组名作函数参数，应该在调用函数和被调用函数中分别定义数组，且数据类型必须一致，否则结果将出错。例如，在本案例中，形参数组为a，实参数组为sco，它们的数据类型相同。（2）C编译系统对形参数组大小不作检查，所以形参数组可以不指

18、定大小。例如，本案例中的形参数组a。如果指定形参数组的大小，则实参数组的大小必须大于等于形参数组，否则因形参数组的部分元素没有确定值而导致计算结果错误。Return7.4 内部变量与外部变量内部变量与外部变量 语言中所有的变量都有自己的作用域。变量说明的位置不同，其作用域也不同，据此将语言中的变量分为内部变量和外部变量。7.4.1 内部变量7.4.2 外部变量Return7.4.1 内部变量内部变量在一个函数内部说明的变量是内部变量，它只在该函数范围内有效。也就是说，只有在包含变量说明的函数内部，才能使用被说明的变量，在此函数之外就不能使用这些变量了。所以内部变量也称“局部变量”。例如：int

19、 f1(int a)/*函数f1*/int b,c；/*a,b,c作用域：仅限于函数f1()中*/int f2(int x)/*函数f2*/int y,z；/*x,y,z作用域：仅限于函数f2()中*/main()int m,n；/*m,n作用域：仅限于函数main()中*/关于局部变量的作用域还要说明以下几点：1主函数main()中定义的内部变量，也只能在主函数中使用，其它函数不能使用。同时，主函数中也不能使用其它函数中定义的内部变量。因为主函数也是一个函数，与其它函数是平行关系。这一点是与其它语言不同的，应予以注意。2形参变量也是内部变量，属于被调用函数；实参变量，则是调用函数的内部变量。

20、3允许在不同的函数中使用相同的变量名，它们代表不同的对象，分配不同的单元，互不干扰，也不会发生混淆。4在复合语句中也可定义变量，其作用域只在复合语句范围内。Return7.4.2 外部变量外部变量在函数外部定义的变量称为外部变量。以此类推，在函数外部定义的数组就称为外部数组。外部变量不属于任何一个函数，其作用域作用域是：从外部变量的定义位置开始，到本文件结束为止。外部变量可被作用域内的所有函数直接引用，所以外部变量又称全局变量。案例案例7.9 输入长方体的长（l）、宽（w）、高（h），求长方体体积及正、侧、顶三个面的面积。/*案例代码文件名：AL7_9.C*/*功能：利用全局变量计算长方体的体

21、积及三个面的面积*/int s1,s2,s3;int vs(int a,int b,int c)int v;v=a*b*c;s1=a*b;s2=b*c;s3=a*c;return v;main()int v,l,w,h;clrscr();printf(ninput length,width and height：);scanf(%d%d%d,&l,&w,&h);v=vs(l,w,h);printf(v=%d s1=%d s2=%d s3=%dn,v,s1,s2,s3);getch();程序演示对于全局变量还有以下几点说明：（1）外部变量可加强函数模块之间的数据联系，但又使这些函数依赖这些外部变

22、量，因而使得这些函数的独立性降低。从模块化程序设计的观点来看这是不利的，因此不是非用不可时，不要使用外部变量。（2）在同一源文件中，允许外部变量和内部变量同名。在内部变量的作用域内，外部变量将被屏蔽而不起作用。（3）外部变量的作用域是从定义点到本文件结束。如果定义点之前的函数需要引用这些外部变量时，需要在函数内对被引用的外部变量进行说明。外部变量说明的一般形式为：extern 数据类型 外部变量，外部变量2；注意注意：外部变量的定义和外部变量的说明是两回事。外部变量的定义，必须在所有的函数之外，且只能定义一次。而外部变量的说明，出现在要使用该外部变量的函数内，而且可以出现多次。案例案例7.10

23、 外部变量的定义与说明。/*案例代码文件名：AL7_10.C*/int vs(int xl,int xw)extern int xh；/*外部变量xh的说明*/int v；v=xl*xw*xh；/*直接使用外部变量xh的值*/return v；main()extern int xw,xh；/*外部变量的说明*/int xl=5；/*内部变量的定义*/printf(xl=%d,xw=%d,xh=%dnv=%d,xl,xw,xh,vs(xl,xw)；int xl=3,xw=4,xh=5；/*外部变量xl、xw、xh的定义*/程序演示Return7.5 内部函数和外部函数内部函数和外部函数 7.5.

24、1 内部函数（又称静态函数）内部函数（又称静态函数）7.5.2 外部函数外部函数 7.5.3 多个源程序文件的编译和连接多个源程序文件的编译和连接 当一个源程序由多个源文件组成时，语言根据函数能否被其它源文件中的函数调用，将函数分为内部函数内部函数和外部函数外部函数。Return7.5.1 内部函数（又称静态函数）内部函数（又称静态函数）如果在一个源文件中定义的函数，只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用，这种函数称为内部函数。定义一个内部函数，只需在函数类型前再加一个“static”关键字即可，如下所示：static 函数类型 函数名(函数参数表)关键字“static

25、”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。使用内部函数的好处是：不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。Return7.5.2 外部函数外部函数外部函数的定义：在定义函数时，如果没有加关键字“static”，或冠以关键字“extern”，表示此函数是外部函数：extern 函数类型 函数名(函数参数表)调用外部函数时，需要对其进行说明：extern 函数类型函数类型 函数名函数名(参数类型表参数类型表)，函数名，函数名2(参数类型表参数类型表2

26、)；案例案例7.11 外部函数应用。（1）文件mainf.cmain()extern void input(),process(),output();input();process();output();（2）文件subf1.cextern void input()/*定义外部函数*/（3）文件subf2.cextern void process()/*定义外部函数*/（4）文件subf3.cextern void output()/*定义外部函数*/Return7.5.3 多个源程序文件的编译和连接多个源程序文件的编译和连接（1）一般过程编辑各源文件 创建Project（项目）文件 设置项目

27、名称 编译、连接，运行，查看结果。（2）创建Project（项目）文件用编辑源文件相同的方法，创建一个扩展名为.PRJ的项目文件：该文件中仅包括将被编译、连接的各源文件名，一行一个，其扩展名.C可以缺省；文件名的顺序，仅影响编译的顺序，与运行无关。注意：如果有某个（些）源文件不在当前目录下，则应在文件名前冠以路径。（3）设置项目名称设置项目名称打开菜单，选取ProjectProject name，输入项目文件名即可。（4）编译、连接，运行，查看结果）编译、连接，运行，查看结果与单个源文件相同。编译产生的目标文件，以及连接产生的可执行文件，它们的主文件名，均与项目文件的主文件名相同。注意注意：当

28、前项目文件调试完毕后，应选取ProjectClear project，将其项目名称从“Project name”中清除（清除后为空）。否则，编译、连接和运行的，始终是该项目文件！（5）关于错误跟踪）关于错误跟踪缺省时，仅跟踪当前一个源程序文件。如果希望自动跟踪项目中的所有源文件，则应将OptionsEnvironmentMessage Tracking开关置为“All files”：连续按回车键，直至“All files”出现为止。此时，滚动消息窗口中的错误信息时，系统会自动加载相应的源文件到编辑窗口中。也可关闭跟踪(将“Message Tracking”置为“Off”)。此时，只要定位于感兴

29、趣的错误信息上，然后回车，系统也会自动将相应源文件加载到编辑窗口中。Return7.6 变量的动态存储与静态存储简介变量的动态存储与静态存储简介 在语言中，对变量的存储类型说明有以下四种：自动变量(auto)、寄存器变量(register)、外部变量(extern)、静态变量(static)。自动变量和寄存器变量属于动态存储方式，外部变量和静态内部变量属于静态存储方式。7.6.1 内部变量的存储方式内部变量的存储方式 7.6.2 外部变量的存储方式外部变量的存储方式Return7.6.1 内部变量的存储方式内部变量的存储方式 1静态存储静态内部变量（1）定义格式：static 数据类型 内部变

30、量表；（2）存储特点1）静态内部变量属于静态存储。在程序执行过程中，即使所在函数调用结束也不释放。换句话说，在程序执行期间，静态内部变量始终存在，但其它函数是不能引用它们的。2）定义但不初始化，则自动赋以（整型和实型）或0（字符型）；且每次调用它们所在的函数时，不再重新赋初值，只是保留上次调用结束时的值！（3）何时使用静态内部变量1）需要保留函数上一次调用结束时的值。2）变量只被引用而不改变其值。2动态存储动态存储自动局部变量（又称自动变量）（1）定义格式定义格式：auto 数据类型 变量表；（2）存储特点存储特点1）自动变量属于动态存储方式。在函数中定义的自动变量，只在该函数内有效；函数被调

31、用时分配存储空间，调用结束就释放。在复合语句中定义的自动变量，只在该复合语句中有效；退出复合语句后，也不能再使用，否则将引起错误。2）定义而不初始化，则其值是不确定的。如果初始化，则赋初值操作是在调用时进行的，且每次调用都要重新赋一次初值。3）由于自动变量的作用域和生存期，都局限于定义它的个体内（函数或复合语句），因此不同的个体中允许使用同名的变量而不会混淆。即使在函数内定义的自动变量，也可与该函数内部的复合语句中定义的自动变量同名。建议：建议：系统不会混淆，并不意味着人也不会混淆，所以尽量少用同名自动变量！案例案例7.13自动变量与静态局部变量的存储特性。/*案例代码文件名：AL7_13.C

32、*/void auto_static(void)int var_auto=0;/*自动变量：每次调用都重新初始化*/static int var_static=0;/*静态局部变量：只初始化1次*/printf(“var_auto=%d,var_static=%dn”,var_auto,var_static);+var_auto;+var_static;main()int i;for(i=0;i5;i+)auto_static();程序演示3寄存器存储寄存器存储寄存器变量一般情况下，变量的值都是存储在内存中的。为提高执行效率，语言允许将局部变量的值存放到寄存器中，这种变量就称为寄存器变量。定义

33、格式如下：register 数据类型 变量表；（1）只有局部变量才能定义成寄存器变量，即全局变量不行。（2）对寄存器变量的实际处理，随系统而异。例如，微机上的MSC和TC 将寄存器变量实际当作自动变量处理。（3）允许使用的寄存器数目是有限的，不能定义任意多个寄存器变量。Return7.6.2 外部变量的存储方式外部变量的存储方式外部变量属于静态存储方式：（1）静态外部变量只允许被本源文件中的函数引用其定义格式为：static 数据类型 外部变量表；（2）非静态外部变量允许被其它源文件中的函数引用定义时缺省static关键字的外部变量，即为非静态外部变量。其它源文件中的函数，引用非静态外部变量时

34、，需要在引用函数所在的源文件中进行说明：extern 数据类型 外部变量表；注意注意：在函数内的extern变量说明，表示引用本源文件中的外部变量！而函数外（通常在文件开头）的extern变量说明，表示引用其它文件中的外部变量。静态局部变量和静态外部变量同属静态存储方式，但两者区别较大：（1）定义的位置不同。静态局部变量在函数内定义，静态外部变量在函数外定义。（2）作用域不同。静态局部变量属于内部变量，其作用域仅限于定义它的函数内；虽然生存期为整个源程序，但其它函数是不能使用它的。静态外部变量在函数外定义，其作用域为定义它的源文件内；生存期为整个源程序，但其它源文件中的函数也是不能使用它的。（3）初始化处理不同。静态局部变量，仅在第1次调用它所在的函数时被初始化，当再次调用定义它的函数时，不再初始化，而是保留上1次调用结束时的值。而静态外部变量是在函数外定义的，不存在静态内部变量的“重复”初始化问题，其当前值由最近1次给它赋值的操作决定。务必牢记务必牢记：把局部变量改变为静态内部变量后，改变了它的存储方式，即改变了它的生存期。把外部变量改变为静态外部变量后，改变了它的作用域，限制了它的使用范围。因此，关键字“static”在不同的地方所起的作用是不同的。Return