第四部分函数和作用域.ppt

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1、第四章 函数和作用域,函数的定义和说明 函数的调用 函数的参数 内联函数 函数重载 函数的嵌套调用和递归调用 作用域 C+的系统函数,4.1 函数的定义和说明,一、函数的定义, （） ,函数返回值的 类型,4.1 函数的定义和说明,一、函数的定义, （） ,函数的标识,4.1 函数的定义和说明,一、函数的定义,包括参数名和参数类型（无形参时，括号不可省）, （） ,函数调用时的 形式参数,4.1 函数的定义和说明,一、函数的定义, （） ,函数的具体实现,例：,int add( int x, int y ) int z; z=x+y; return z; ,void nothing( ) ,二

2、、函数的说明（声明）,函数定义在后、调用在先，调用前必须说明； 函数定义在先、调用在后，可以不加说明； 复杂调用中，常在程序头对所有被调用函数 一次性说明。,原型说明,例4.2,#include void fun1( ), fun2( ), fun3( ); void main( ) cout“It is in main.”endl; fun2( ); cout“It is back in main.”endl; void fun1( ) cout“It is in fun1.”endl; fun3( ); cout“It is back in fun1.”endl; void fun2( )

3、 cout“It is in fun2.”endl; fun1( ); cout“It is back in fun2.”endl; void fun3( ) cout“It is in fun3.”endl; ,4.2 函数的调用,(),void main( ) int a=3; int b=5; int c=add(a,b); /实参与形参个数相等，类型相同 ,实参,函数调用表达式的值是函数的返回值; 函数调用表达式的类型是函数的类型；,函数调用通过一个表达式实现：,return ; 或 return;,函数的返回值通过返回语句实现,的值作为函数的返回值； 的类型自动转换为函数类型； 程序

4、执行的控制权转向调用函数；,注：无返回值的函数用“void”说明类型！,一、函数的传值调用,1. 传值调用,将实参值拷贝一个副本给对应的形参; 形参值的改变不影响实参！,变量的两种值：变量本身值和变量地址值； 传值调用分为：传值调用和传址调用；,例4.3 #include void swap1(int x, int y) int temp; temp=x; x=y; y=temp; /形参值交换 cout“x=”x“y=”yendl; void main( ) int a(5), b(9); swap1(a, b); cout“a=”a“b=”bendl; ,a=5, b=9,x=9, y=5

5、,将实参的地址值赋给对应的形参指针，使形参指针指向实参； 通过改变形参所指向的变量值来影响实参！,2. 传址调用,一、函数的传值调用,1. 传值调用,例4.4 #include void swap2(int *x, int *y) int temp; temp=*x; *x=*y; *y=temp; /形参指针所指向的变量值交换 cout“x=”*x“y=”*yendl; void main( ) int a(5), b(9); swap2( ,a=9, b=5,x=9, y=5,二、函数的引用调用 /C+特色,将实参变量名赋给对应的形参引用，相当于在被调用函数中使用了实参的别名; 通过改变引

6、用来直接改变对应的实参值; 引用调用比传址调用更直接。,引用是变量的别名 对引用的操作就是对被引用的变量的操作,例4.5 #include void swap3(int ,a=9, b=5,x=9, y=5,形参:引用,实参:变量,4.3 函数的参数,一、函数参数的求值顺序,C+没有规定函数调用时实参的求值顺序，各编译器自行规定； 当实参表达式中带有副作用的运算符时，可能产生由于求值顺序不同而造成的二义性；,例4.6 #include int add(int x, int y) return x+y; void main( ) int x(4), y(6); int z=add(+x, x+y

7、); coutzendl; ,二、设置函数参数的默认值,C+允许在函数说明或定义时为形参指定默认值； 按从右至左的顺序设置参数的默认值； 函数调用，实参与形参结合时：,若实参数目不足，则使用形参默认值； 若给定实参值，则使用给定的实参值。,例4.7 #include void fun(int a=1, int b=3, int c=5) cout“a=“a“,“b=“b“,“c=“cendl; void main( ) fun( ); fun(7); fun(7, 9); fun(7, 9, 11); ,a=1, b=3, c=5,a=7, b=3, c=5,a=7, b=9, c=5,a=7

8、, b=9, c=11,函数定义,例4.8 #include int m(8); int add_int(int x, int y=7, int z=m); void main( ) int a(5), b(15), c(20); int s=add_int(a, b); coutsendl; int add_int(int x, int y, int z) return x+y+z; ,函数声明,函数定义,28,按自右至左的顺序设置参数的默认值； 默认参数在函数声明中提供； 既有函数声明又有函数定义时，定义中不允许默认参数； 例4.8 如果只有函数定义，默认参数才可以出现在函数定义中。 例4

9、.7,设置参数默认值应注意的问题：,三、使用数组作函数参数 1. 形参和实参都用数组,49,实参,形参,2. 形参和实参都用指针,49,实参,3. 实参用数组名形参用引用,49,实参,4.4 内联函数,一、内联函数的引入,引入内联函数是为了解决函数调用时的效率问题； 编译时，用内联函数的函数体替换内联函数的调用表达式（一般函数在运行时被调用）； 内联函数是以目标代码的增加为代价来换取时间的节省。,二、内联函数的定义,inline () ,#include inline int power(int x) return (x)*(x); void main( ) for(int i=1; i=10

10、; i+) int p=power(i); couti“*”i“=”pendl; ,例4.12,内联函数的定义必须出现在内联函数第一次被调用前； 内联函数体内不允许用循环语句和开关语句； 类结构中所有在类说明内部定义的函数都是内联函数。,使用内联函数时应注意：,4.5 函数重载,函数重载是指同一函数名对应多个函数实现； 函数重载时，要求同名函数在参数个数上不同，或参数类型上不同； 函数调用时，系统根据调用函数的实参情况选择某个函数实现。,一、参数类型不同的函数重载,#include int add(int, int); double add(double, double); void main

11、( ) coutadd(5, 10)endl; coutadd(5.0, 10.5)endl; int add(int x, int y) return x+y; double add(double a, double b) return a+b; ,例4.13,二、参数个数不同的函数重载,#include int min(int a, int b) return ab? a:b; int min(int a, int b, int c) int t=min(a, b); return min(t, c); void main( ) coutmin(5, 4, 9)endl; coutmin(

12、-2, 0)endl; ,例4.14,4.6 函数的嵌套和递归调用,一、函数的嵌套调用,在调用一个函数的过程中，又调用另一个函数,例4.15,二、函数的递归调用,调用一个函数的过程中又直接或间接地调用该函数自身；,1. 含义,2. 特点,每次分解出的新问题是原问题的简化的子问题； 最终分解出的新问题是一个已知解； 程序简洁清晰，可读性强；,3. 过程,回归：从已知条件出发，逐一求值回归， 最终达递推开始处；,递推：原问题不断分解为新的子问题， 最终达递归结束条件(已知)；,例4.16,#include long int fac(int n); void main( ) int n; coutn

13、; long fa=fac(n); coutn“!=“faendl; long int fac(int n) long int p; if(n=0) p=1; else p=n*fac(n-1); return p; ,例4.17,#include const int N=8; long fibo(int n); void main( ) long f=fibo(N); coutfendl; long fibo(int n) if(n=1) return 0; else if(n=2) return 1; else return fibo(n-1)+fibo(n-2); ,4.7 作用域,一、

14、标识符的作用域规则,标识符只能在其说明或定义的范围内可见，在该范围之外不可见！ “可见”即可以进行存取或访问； 标识符的说明和定义不完全一样； 定义一个标识符总是在一定范围内定义的，作用范围有大有小 ；,二、作用域的种类,1. 程序级（项目级最大）,作用域：组成程序的所有文件； 包括：外部变量和外部函数；,2. 文件级,作用域：定义该标识符的文件内； 包括：外部静态类变量和内部函数；,3. 函数级,作用域：定义该标识符的函数体内； 包括：函数形参、函数内的自动类变量、内部静态类变量、语句标号；,4. 块级（最小）,定义在分程序中、if语句、switch语句中以及循环体中的自动类变量和内部静态类

15、变量。,二、作用域的种类,三、重新定义标识符作用域,1. 在标识符作用域的某个子范围内可以重新定义该标识符！,void fun( ) int a; /函数体内 float a; /分程序内 ,2. 原定义的标识符在子范围内不可见，但仍存在（暂时被隐藏）；,#include void main( ) int a(5), b(7), c(10); couta“ “b“ “cendl; int b(8); float c(8.8); couta“ “b“ “cendl; a=b; int c=b; couta“ “b“ “cendl; couta“ “b“ “cendl; couta“ “b“ “c

16、endl; ,5 7 10,5 8 8.8,8 8 8,8 8 8.8,8 7 10,例4.18,#include void main( ) int x(3); for(; x0; x-) int x(5); /重新定义变量x, 作用域: 块级 coutx“ “; coutendlxendl; ,5 5 5,0,例4.19,四、局部变量和全局变量,1. 局部变量,1) 作用域：函数级和块级；,2) 包括：自动类变量、内部静态变量和函数形参；,自动类变量auto,寄存器类变量register,内部静态类变量（static） 定义在函数体内或分程序内，定义时有默认值; 生存期长,可见性与存在性不一

17、致(作用域外不可见但仍存在，回到作用域仍保留原值);,例4.20,#include void other( ); void main( ) int a(3); register int b(5); static int c; cout“a=“a“,“b=“b“,“c=“cendl; other( ); other( ); void other( ) int a(5); static int b(12); /内部静态类变量 a+10; b+=20; cout“a=“a“,“b=“bendl; ,a=3, b=5, c=0,a=5, b=32,a=5, b=52,2. 全局变量,1) 作用域：程序

18、级和文件级；,2) 包括：外部变量和外部静态类变量；,外部变量的定义 定义在函数体外，定义时不加任何存储类说明；,外部变量的说明（声明） 用说明符“extern”对外部变量进行说明 使用后定义的外部变量，在使用前必须说明； 在一个文件中使用另一个文件定义的外部变量，必须说明； 一个外部变量只能定义一次，但可以说明多次。,int add(int a, int b) int s=a+b; return s; void main( ) extern int x, y; /外部变量说明 coutadd(x, y)endl; int x(20), y(5); /外部变量定义,使用后定义的外部变量 必须提

19、前说明,例：,例4.21,#include void fun1( ), fun2( ), fun3( ); /函数说明 int i(5); /外部变量：程序级 void main( ) i=20; fun1( ); cout“main():i=“iendl; fun2( ); cout“main():i=“iendl; fun3( ); cout“main():i=“iendl; ,文件：main.cpp,#include static int i; /外部静态变量：文件级 void fun1( ) i=50; cout“fun1():i(static)=“iendl; ,1）fun1():i

20、(static)=50,文件：file1.cpp,3) fun2():i(auto)=15,4) fun2():i(extern)=20,文件：file2.cpp,例4.21,#include void fun1( ),fun2( ),fun3( ); int i(5); /外部变量：程序级 void main( ) i=20; fun1( ); cout“main():i=“iendl; fun2( ); cout“main():i=“iendl; fun3( ); cout“main():i=“iendl; ,2）main():i=20,文件：main.cpp,例4.21,#include

21、 void fun1( ),fun2( ),fun3( ); int i(5); /外部变量：程序级 void main( ) i=20; fun1( ); cout“main():i=“iendl; fun2( ); cout“main():i=“iendl; fun3( ); cout“main():i=“iendl; ,文件：main.cpp,例4.21,#include void fun1( ),fun2( ),fun3( ); int i(5); /外部变量：程序级 void main( ) i=20; fun1( ); cout“main():i=“iendl; fun2( );

22、cout“main():i=“iendl; fun3( ); cout“main():i=“iendl; ,5）main():i=20,文件：main.cpp,例4.21,#include void fun1( ),fun2( ),fun3( ); int i(5); /外部变量：程序级 void main( ) i=20; fun1( ); cout“main():i=“iendl; fun2( ); cout“main():i=“iendl; fun3( ); cout“main():i=“iendl; ,文件：main.cpp,6) fun3():i(extern)=30,7) fun3

23、():i(auto)=10,文件：file2.cpp,例4.21,#include void fun1( ),fun2( ),fun3( ); int i(5); /外部变量：程序级 void main( ) i=20; fun1( ); cout“main():i=“iendl; fun2( ); cout“main():i=“iendl; fun3( ); cout“main():i=“iendl; ,8）main():i=30,文件：main.cpp,例4.21,#include void fun1( ),fun2( ),fun3( ); int i(5); /外部变量：程序级 void

24、 main( ) i=20; fun1( ); cout“main():i=“iendl; fun2( ); cout“main():i=“iendl; fun3( ); cout“main():i=“iendl; ,8）main():i=30,文件：main.cpp,五、内部函数和外部函数,1. 内部函数,内部函数只在定义它的文件中可用！,static () ,外部函数的作用域是整个程序！,4.8 C+的系统函数,一、C+系统函数概述,了解所用的C+系统提供哪些系统函数； 知道某系统函数的说明放在哪个头文件中； 调用一个函数时，要清楚其功能、参数和返回值。,二、字符串处理函数,调用字符串处理

25、函数时，要包含头文件string.h,1. 字符串长度函数strlen( ),int strlen(const char *s);,返回字符一个字符串的长度，空字符不计在内,3. 字符串连接函数strcat( ),char * strcat(char *s1, char *s2);,char * strncat(char *s1, char *s2, int n);,小 结,函数的定义和说明 函数的调用（传值、传址、引用） 嵌套调用和递归调用 函数的参数（默认值） 内联函数（inline） 函数重载（参数个数、类型不同） 作用域（4级） C+系统函数（字符串处理函数）,实 验 一,调试例4.8

26、、例4.13，掌握参数默认值的设置和函数重载； 编制程序，通过调用引用作参数的函数，实现两个字符串的交换。 测试：char a50=“hello”; char b50=“how are you”; 编写程序验证哥德巴赫猜想：任何一个充分大的偶数(=6)总可以表示成两个素数之和。,作 业 题,#include void f(int j); void main( ) for(int i(1); i=4; i+) f( i ); void f(int j) static int a(10); /内部静态类变量 int b(1); /自动类变量 b+; couta“+“b“+“j“=“a+b+jend

27、l; a+=10; ,三(3),10 + 2 + 1 = 13,20 + 2 + 2 = 24,30 + 2 + 3 = 35,40 + 2 + 4 = 46,三(6) 传址调用,#include void fun( int, int, int *); void main( ) int x, y, z; fun( 5, 6, ,6,6,6,实参：地址,形参：指针,三(7) 函数参数的默认值,#include int add( int x, int y=8); void main( ) int a(5); cout“sum1=“add(a)endl; cout“sum2=“add(a, add(

28、a)endl; cout“sum3=“add(a, add(a, add(a)endl; int add(int x, int y) return x+y; ,sum1=13,sum2=18,sum3=23,函数声明,三(10) 引用作函数返回值,#include int ,10,s =5, 4, 3, 10, 1, 0,引用,float ,不是所有返回的引用都可以作为“左值”计算！ 返回不在作用域范围内的变量的引用，错误！,问题：引用作函数返回值,局部变量,float temp; float /此处temp“可见” ,问题：引用作函数返回值,全局变量,三(12) 函数重载,#include void ff(int), ff(double); void main( ) float a(88.18); ff (a); char b(a); ff (b); void ff(double x) cout“ff(double):“xendl; void ff(int x) cout“ff(int):“xendl; ,ff(double): 88.18,ff(int): 97,