用函数实现模块化程序设计22222.ppt

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1、第7章 用函数实现模块化程序设计,7.1为什么要用函数 7.2怎样定义函数 7.3调用函数 7.4对被调用函数的声明和函数原型 7.5函数的嵌套调用 7.6函数的递归调用 7.7数组作为函数参数 7.8局部变量和全局变量 7.9变量的存储方式和生存期 7.10 关于变量的声明和定义 7.11 内部函数和外部函数,7.8局部变量和全局变量,7.8.1 局部变量 7.8.2 全局变量,7.8.1 局部变量,定义变量可能有三种情况： 在函数的开头定义 在函数内的复合语句内定义 在函数的外部定义,7.8.1 局部变量,在一个函数内部定义的变量只在本函数范围内有效 在复合语句内定义的变量只在本复合语句范

2、围内有效 在函数内部或复合语句内部定义的变量称为“局部变量”,float f1( int a) int b,c; char f2(int x,int y) int i,j; int main( ) int m,n; return 0; ,a、b、c仅在此函数内有效,x、y、i、j仅在此函数内有效,m、n仅在此函数内有效,float f1( int a) int b,c; char f2(int x,int y) int i,j; int main( ) int a,b; return 0; ,类似于不同班同名学生,a、b也仅在此函数内有效,int main ( ) int a,b; int c

3、; c=a+b; ,c仅在此复合语句内有效,a、b仅在此复合语句内有效,7.8.2全局变量,在函数内定义的变量是局部变量，而在函数之外定义的变量称为外部变量 外部变量是全局变量(也称全程变量) 全局变量可以为本文件中其他函数所共用 有效范围为从定义变量的位置开始到本源文件结束,int p=1,q=5 float f1(int a) int b,c; char c1,c2; char f2 (int x, int y) int i,j; int main ( ) int m,n; return 0; ,p、q、c1、c2为全局变量,int p=1,q=5 float f1(int a) int

4、b,c; char c1,c2; char f2 (int x, int y) int i,j; int main ( ) int m,n; return 0; ,p、q的有效范围,c1、c2的有效范围,例7.14 有一个一维数组，内放10个学生成绩，写一个函数，当主函数调用此函数后，能求出平均分、最高分和最低分。 解题思路：调用一个函数可以得到一个函数返回值，现在希望通过函数调用能得到3个结果。可以利用全局变量来达到此目的。,#include float Max=0,Min=0; int main() float average(float array ,int n); float ave,

5、score10; int i; printf(“Please enter 10 scores:n“); for(i=0;i10;i+) scanf(“%f“, ,float average(float array ,int n) int i; float aver,sum=array0; Max=Min=array0; for(i=1;iMax) Max=arrayi; else if(arrayiMin) Min=arrayi; sum=sum+arrayi; aver=sum/n; return(aver); ,ave score 10 Max Min,aver array n Max M

6、in,main 函数,average 函数,建议不在必要时不要使用全局变量,例7.15 若外部变量与局部变量同名，分析结果。,#include int a=3,b=5; int main() int max(int a,int b); int a=8; printf(“max=%dn”,max(a,b); return 0; int max(int a,int b) int c; c=ab?a:b; return(c); ,a为局部变量，仅在此函数内有效,b为全部变量,#include int a=3,b=5; int main() int max(int a,int b); int a=8;

7、 printf(“max=%dn”,max(a,b); return 0; int max(int a,int b) int c; c=ab?a:b; return(c); ,a、b为局部变量，仅在此函数内有效,7.9变量的存储方式和生存期,7.9.1 动态存储方式与静态存储方式 7.9.2 局部变量的存储类别 7.9.3 全局变量的存储类别 7.9.4 存储类别小结,7.9.1动态存储方式与静态存储方式,从变量的作用域的角度来观察，变量可以分为全局变量和局部变量 从变量值存在的时间(即生存期)观察，变量的存储有两种不同的方式：静态存储方式和动态存储方式 静态存储方式是指在程序运行期间由系统分

8、配固定的存储空间的方式 动态存储方式是在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式,程序区 静态存储区 动态存储区,用户区,将数据存放在此区,全局变量全部存放在静态存储区中,函数形式参数函数中定义的没有用关键字static声明的变量函数调用时的现场保护和返回地址等存放在动态存储区,程序开始执行时给全局变量分配存储区，程序执行完毕就释放。在程序执行过程中占据固定的存储单元,函数调用开始时分配，函数结束时释放。在程序执行过程中，这种分配和释放是动态的,每一个变量和函数都有两个属性： 数据类型和数据的存储类别 数据类型，如整型、浮点型等 存储类别指的是数据在内存中存储的方式(如静态存储和动态存

9、储) 存储类别包括： 自动的、静态的、寄存器的、外部的 根据变量的存储类别，可以知道变量的作用域和生存期,7.9.2 局部变量的存储类别,1.自动变量(auto变量) 局部变量，如果不专门声明存储类别，都是动态地分配存储空间的 调用函数时，系统会给局部变量分配存储空间，调用结束时就自动释放空间。因此这类局部变量称为自动变量 自动变量用关键字auto作存储类别的声明,7.9.2 局部变量的存储类别,int f(int a) auto int b,c=3; ,可以省略,7.9.2 局部变量的存储类别,2.静态局部变量(static局部变量) 希望函数中的局部变量在函数调用结束后不消失而继续保留原值

10、，即其占用的存储单元不释放，在下一次再调用该函数时，该变量已有值(就是上一次函数调用结束时的值)，这时就应该指定该局部变量为“静态局部变量”，用关键字static进行声明,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,调用三次,每调用一次，开辟新a和b，但c不是,例7.16 考察静态局部变量的值

11、。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,0,3,b,c,第一次调用开始,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto i

12、nt b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,0,3,b,c,第一次调用期间,1,4,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,b,c,第一次调用结束,1,4,7,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main()

13、 int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,b,c,第二次调用开始,0,4,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b

14、=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,b,c,第二次调用期间,0,4,5,1,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,b,c,第二次调用结束,1,5,8,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,

15、i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,b,c,第三次调用开始,0,5,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a

16、+b+c); ,b,c,第三次调用期间,0,5,6,1,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,b,c,第三次调用结束,1,6,9,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) pri

17、ntf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,c,整个程序结束,6,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,在编译时赋初值,在函数调用时赋初值,

18、例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,若不赋初值，是0,若不赋初值，不确定,例7.16 考察静态局部变量的值。 #include int main() int f(int); int a=2,i; for(i=0;i3;i+) printf(“%dn”,f(a); return 0; ,

19、int f(int a) auto int b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c); ,仅在本函数内有效,例7.17 输出1到5的阶乘值。 解题思路：可以编一个函数用来进行连乘，如第1次调用时进行1乘1，第2次调用时再乘以2，第3次调用时再乘以3，依此规律进行下去。,#include int main() int fac(int n); int i; for(i=1;i=5;i+) printf(“%d!=%dn”,i,fac(i); return 0; int fac(int n) static int f=1; f=f*n; return(

20、f); ,若非必要，不要多用静态局部变量,3. 寄存器变量(register变量) 一般情况下，变量（包括静态存储方式和动态存储方式）的值是存放在内存中的 寄存器变量允许将局部变量的值放在CPU中的寄存器中 现在的计算机能够识别使用频繁的变量，从而自动地将这些变量放在寄存器中，而不需要程序设计者指定,7.9.3 全局变量的存储类别,全局变量都是存放在静态存储区中的。因此它们的生存期是固定的，存在于程序的整个运行过程 一般来说，外部变量是在函数的外部定义的全局变量，它的作用域是从变量的定义处开始，到本程序文件的末尾。在此作用域内，全局变量可以为程序中各个函数所引用。,1. 在一个文件内扩展外部变

21、量的作用域 外部变量有效的作用范围只限于定义处到本文件结束。 如果用关键字extern对某变量作“外部变量声明”，则可以从“声明”处起，合法地使用该外部变量,例7.18 调用函数，求3个整数中的大者。 解题思路：用extern声明外部变量，扩展外部变量在程序文件中的作用域。,#include int main() int max( ); extern int A,B,C; scanf(“%d %d %d”, ,2. 将外部变量的作用域扩展到其他文件 如果一个程序包含两个文件，在两个文件中都要用到同一个外部变量Num，不能分别在两个文件中各自定义一个外部变量Num 应在任一个文件中定义外部变量N

22、um，而在另一文件中用extern对Num作“外部变量声明” 在编译和连接时，系统会由此知道Num有“外部链接”，可以从别处找到已定义的外部变量Num，并将在另一文件中定义的外部变量num的作用域扩展到本文件,例7.19 给定b的值，输入a和，求a*b和am的值。 解题思路： 分别编写两个文件模块，其中文件file1包含主函数，另一个文件file2包含求am的函数。 在file1文件中定义外部变量A，在file2中用extern声明外部变量A，把A的作用域扩展到file2文件。,文件file1.c： #include int A; int main() int power(int); int

23、b=3,c,d,m; scanf(“%d,%d“, ,文件file2.c： extern A; int power(int n) int i,y=1; for(i=1;i=n;i+) y*=A; return(y); ,编译和运行包括多个文件的程序，可参考C程序设计学习辅导一书的“C语言上机指南”部分,3.将外部变量的作用域限制在本文件中 有时在程序设计中希望某些外部变量只限于被本文件引用。这时可以在定义外部变量时加一个static声明。,file1.c static int A; int main ( ) ,file2.c extern A; void fun (int n) A=A*n;

24、,只能用于本文件,本文件仍然不能用,说明: 不要误认为对外部变量加static声明后才采取静态存储方式，而不加static的是采取动态存储 声明局部变量的存储类型和声明全局变量的存储类型的含义是不同的 对于局部变量来说，声明存储类型的作用是指定变量存储的区域以及由此产生的生存期的问题，而对于全局变量来说，声明存储类型的作用是变量作用域的扩展问题,用static 声明一个变量的作用是： (1) 对局部变量用static声明，把它分配在静态存储区，该变量在整个程序执行期间不释放，其所分配的空间始终存在。 (2) 对全局变量用static声明，则该变量的作用域只限于本文件模块(即被声明的文件中)。,

25、注意：用auto、register、static声明变量时，是在定义变量的基础上加上这些关键字，而不能单独使用。 下面用法不对： int a; static a; 编译时会被认为“重新定义”。,7.9.4 存储类别小结,对一个数据的定义，需要指定两种属性： 数据类型和存储类别，分别使用两个关键字 例如： static int a; auto char c; register int d; 可以用extern声明已定义的外部变量 例如： extern b;,静态局部整型变量或静态外部整型变量,自动变量，在函数内定义,寄存器变量，在函数内定义,将已定义的外部变量b的作用域扩展至此,（1）从作用域角

26、度分，有局部变量和全局变量。它们采用的存储类别如下：,按作用域角度分,局部变量,全局变量,自动变量,静态局部变量,寄存器变量,静态外部变量,外部变量,形式参数可以定义为自动变量或寄存器变量,（2）从变量存在的时间区分,有动态存储和静态存储两种类型。静态存储是程序整个运行时间都存在,而动态存储则是在调用函数时临时分配单元,按生存期分,动态存储,静态存储,自动变量,寄存器变量,静态局部变量,外部变量,形式参数,静态外部变量,（3）从变量值存放的位置来区分,可分为:,按变量值存放的位置分,内存中静态存储区,内存中动态存储区,静态局部变量,静态外部变量,自动变量和形式参数,寄存器变量,外部变量,CPU

27、中的寄存器,() 关于作用域和生存期的概念 对一个变量的属性可以从两个方面分析： 作用域：如果一个变量在某个文件或函数范围内是有效的，就称该范围为该变量的作用域 生存期：如果一个变量值在某一时刻是存在的，则认为这一时刻属于该变量的生存期 作用域是从空间的角度，生存期是从时间的角度 二者有联系但不是同一回事,int a; int main( ) f2( );f1( ); void f1( ) auto int b; f2( ); void f2( ) static int c; ,a的作用域,b的作用域,c的作用域,文件file1.c,a生存期,b生存期,c生存期,main,f2,f1,main

28、,f2,f1,main,程序执行过程,各种类型变量的作用域和存在性的情况,(5) static对局部变量和全局变量的作用不同 局部变量使变量由动态存储方式改变为静态存储方式 全局变量使变量局部化(局部于本文件)，但仍为静态存储方式 从作用域角度看，凡有static声明的，其作用域都是局限的，或者是局限于本函数内(静态局部变量)，或者局限于本文件内(静态外部变量),7.10 关于变量的声明和定义,一般为了叙述方便，把建立存储空间的变量声明称定义，而把不需要建立存储空间的声明称为声明 在函数中出现的对变量的声明(除了用extern声明的以外)都是定义 在函数中对其他函数的声明不是函数的定义,7.1

29、1 内部函数和外部函数,7.11.1 内部函数 7.11.2 外部函数,7.11.1 内部函数,如果一个函数只能被本文件中其他函数所调用，它称为内部函数。 在定义内部函数时，在函数名和函数类型的前面加static，即: static 类型名 函数名(形参表),7.11.1 内部函数,内部函数又称静态函数，因为它是用static声明的 通常把只能由本文件使用的函数和外部变量放在文件的开头，前面都冠以static使之局部化，其他文件不能引用 提高了程序的可靠性,7.11.2 外部函数,如果在定义函数时，在函数首部的最左端加关键字extern，则此函数是外部函数，可供其他文件调用。 如函数首部可以为

30、 extern int fun (int a, int b) 如果在定义函数时省略extern，则默认为外部函数,例7.20 有一个字符串，内有若干个字符，今输入一个字符，要求程序将字符串中该字符删去。用外部函数实现。 解题思路： 分别定义3个函数用来输入字符串、删除字符、输出字符串 按题目要求把以上3个函数分别放在3个文件中。main函数在另一文件中，main函数调用以上3个函数，实现题目的要求,删除空格的思路,非空,I,空,非空,a,非空,m,空,非空,h,非空,a,非空,p,非空,p,非空,y,结束,0,0,i=0,j=0,1,1,2,2,3,3,4,5,4,6,5,7,6,8,7,9,

31、8,10,#include int main() extern void enter_string(char str); extern void delete_string(char str, char ch); extern void print_string(char str); char c,str80; enter_string(str); scanf(“%c”, ,file1（文件1）,声明在本函数中将要调用的已在其他文件中定义的3个函数,void enter_string(char str80) gets(str); void delete_string(char str,char ch) int i,j; for(i=j=0;stri!=0;i+) if(stri!=ch) strj+=stri; strj=0; void print_string(char str) printf(“%sn“,str); ,file2（文件2）,file3（文件3）,file4（文件4）,