第6章函数与编译预处理.ppt

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1、第六章 函数与编译预处理,6.1 模块化程序设计与函数 6.2 函数的定义与调用 6.3 函数的递归调用 6.4 变量作用域与存储方式 6.5 编译预处理 6.6 函数设计举例,教学目的和基本要求：,要求学生了解模块化程序设计的思想，掌握函数的定义及调用，理解变量的作用域与存储方式的概念，理解编译预处理的概念。,教学重点：（ 读程序写结果常考知识点）,函数的定义及调用； 递归调用； 参数传递（单向传值和传地址）的区别； 变量的存储属性； 带参数的宏定义。,6.1 模块化程序设计与函数,一、模块化程序设计 1、基本思想：将一个大的程序按功能分割成一些小模块 2、特点： 各模块相对独立、功能单一、

2、结构清晰、接口简单 控制了程序设计的复杂性 提高元件的可靠性 缩短开发周期 避免程序开发的重复劳动 易于维护和功能扩充 3、开发方法: 自上向下,逐步分解，分而治之,C程序结构,C是函数式语言 必须有且只能有一个名为main的主函数 C程序的执行总是从main函数开始，在main中结束 函数不能嵌套定义,可以嵌套调用,看这样一个问题：求200,1000的双胞胎数的对数。双胞胎数：两素数差为2称为双胞胎数。 这是我们上一章结束的一道练习题，下面的左边是我们当时编的程序。,main( ) int a,b,n=0,i; for(a=200;a=998;a+) for(i=2;ia;i+) if(a%

3、i=0) break; if(a=i) b=a+2; for(i=2;ib;i+) if(b%i=0) break; if(b=i) n+; printf(“n%d”,n); ,我们注意到，程序中用 筐住的部分是完成了相同的功能，即判断一个数(a或b)是否是素数。我们可以考虑用一个独立的函数来完成判断素数的功能，在主函数中调用此函数即可。如下：,main( ) int a,b,n=0; int f(int x); for(a=200;a=998;a+) if(f(a)=1) b=a+2; if(f(b)=1) n+; printf(“n%d”,n); ,int f(int x) int i;

4、for(i=2;ix;i+) if(x%i=0) break; if(x=i) return 1; else return 0; ,二、模块与函数,三、函数分类 从用户角度 标准函数（库函数）：由系统提供 用户自定义函数 从函数形式 无参函数 有参函数,使用库函数应注意： 1、函数功能 2、函数参数的数目和顺序，及各参数意义和类型 3、函数返回值意义和类型 4、需要使用的包含文件,Ch7_201.c,6.2 函数的定义与调用,6.2.1 函数的定义,合法标识符,函数返回值类型 缺省int型 无返回值void,函数体,函数类型 函数名（形参类型说明表） 说明部分 语句部分 ,例 无参函数 pri

5、ntstar( ) printf(“*n”); 或 printstar(void ) printf(“*n”); ,例 有参函数 int max(int x,int y) int z; z=xy?x:y; return(z); ,6.2.2 函数的返回值 返回语句 形式： return(表达式)； 或 return 表达式; 或 return; 功能：使程序控制从被调用函数返回到调用函数中，同时把返值带给调用函数 说明： 函数中可有多个return语句 若无return语句，遇时，自动返回调用函数 若函数类型与return语句中表达式值的类型不一致，按前者为准，自动转换-函数调用转换 void

6、型函数,例 无返回值函数 void swap(int x,int y ) int temp; temp=x; x=y; y=temp; ,printstar() printf(“*“); main() int a; a=printstar(); printf(“%d“,a); ,例 函数带回不确定值,输出：10,void printstar() printf(“*“); main() int a; a=printstar(); printf(“%d“,a); ,编译错误！,例 函数返回值类型转换,main() float a,b; int c; scanf(“%f,%f“, ,6.2.3 函数

7、的调用 调用形式 函数名(实参表); 说明： 实参与形参个数相等，类型一致，按顺序一一对应 实参表求值顺序，因系统而定（Turbo C 自右向左）,调用方式 函数语句： 例: printstar(); printf(“Hello,World!n”); 函数表达式： 例: m=max(a,b)*2; 函数参数： 例: printf(“%d”,max(a,b); m=max(a,max(b,c);,函数说明 对被调用函数要求： 必须是已存在的函数 库函数: #include 用户自定义函数: 函数类型说明 函数声明 一般形式： 函数类型 函数名(形参类型 形参名, ); 或 函数类型 函数名();

8、 作用：告诉编译系统函数类型、参数个数及类型，以便检验 函数定义与函数说明不同 函数说明位置：程序的数据说明部分（函数内或外） 下列情况下，可不作函数说明 若函数返值是char或int型，系统自动按int型处理 被调用函数定义出现在主调函数之前 有些系统(如Borland C+)要求函数说明指出函数返值类型和形参类型，并且对void 和 int 型函数也要进行函数说明,P76 例6.4 计算x的n次乘方,C规定：函数定义不可嵌套，但可以嵌套调用函数,嵌套调用,long fac(int k) long f=1; int i; for(i=1;i=n;i+) f=f*i; retrun f; lo

9、ng combination(int n ,int m) long c; int i; c=fac(m)/(fac(n)*fac(m-n) ); retrun c; ,main( ) int n,m; long c; scanf(“%d,%d”, ,例 用弦截法求方程根,运行情况： Input x1,x2: 2,6 A root of equation is 5.0000,6.2.4 函数参数及其传递方式 形参与实参 形式参数：定义函数时函数名后面括号中的变量名 实际参数：调用函数时函数名后面括号中的表达式,例 比较两个数并输出大者,main() int a,b,c; scanf(“%d,%d

10、“, ,说明： 实参必须有确定的值 形参必须指定类型 形参与实参类型一致，个数相同 若形参与实参类型不一致，自动按形参类型转换函数调用转换 形参在函数被调用前不占内存;函数调用时为形参分配内存；调用结束，内存释放,参数传递方式 值传递方式 方式：函数调用时,为形参分配单元,并将实参的值复制到形参中；调用结束，形参单元被释放，实参单元仍保留并维持原值 特点： 形参与实参占用不同的内存单元 单向传递,例 交换两个数,#include main() int x=7,y=11; printf(“x=%d,ty=%dn“,x,y); printf(“swapped:n“); swap(x,y); pri

11、ntf(“x=%d,ty=%dn“,x,y); swap(int a,int b) int temp; temp=a; a=b; b=temp; ,地址传递 方式：函数调用时，将数据的存储地址作为参数传递给形参 特点： 形参与实参占用同样的存储单元 “双向”传递 实参和形参必须是地址常量或变量,swap(int *p1,int *p2) int p; p=*p1; *p1=*p2; *p2=p; main() int a,b; scanf(“%d,%d“, ,例 交换两个数,例:参数传递的区别举例 (等级考试考题) #include sub(int x,int y,int *z) *z=y-x

12、; main() int a,b,c; sub(10,5, 程序的运行结果是（ B ） A5,2,3 B-5,-12,-7 C-5,-12,-17 D5,-2,-7,6.3 函数的递归调用,说明 C编译系统对递归函数的自调用次数没有限制 每调用函数一次，在内存堆栈区分配空间，用于存放函数变量、返回值等信息，所以递归次数过多，可能引起堆栈溢出,int f(int x) int y,z; z=f(y); . return(2*z); ,定义：函数直接或间接的调用自身叫函数的递归调用,例 求n的阶乘,#include int fac(int n) int f; if(n0) printf(“n0,d

13、ata error!“); else if(n=0|n=1) f=1; else f=fac(n-1)*n; return(f); main() int n, y; printf(“Input a integer number:“); scanf(“%d“, ,例:兔子问题: 第1个月有1对兔子 过2个月,兔子就可每个月生1对兔子 问第n个月有多少对兔子? 分析: 设第n个月有f(n)对兔子 根据题意有 f(0)=0, f(1)=1 f(n)= f(n-1) + f(n-2) f(n-1): 前一个月的兔子数 f(n-2): 本月生的兔子数,long f(int n ) switch (n )

14、 case 0: return 0; break ; case 1: return 1; break ; default: return f(n-1) + f(n-2); ,void main() long f(int n ); int n; printf(“n input n:”); scanf(“%d”, ,P82 例6.9辗转相除法求最大公约数,求 m和 n 的公约数算法 if (m % n) = 0 n 是公约数; else 求 n 和 m % n 的公约数;,int gcd(int m, int n) if (m % n) = 0 return n ; else return gcd

15、(n, m % n); ,void main() int m,n,t; int gcd(int m, int n); scanf(“%d %d”, ,m n=0 gcd(m,n)= gcd(n,m%n) n0,例 Hanoi问题,void move(char getone, char putone) printf(“%c-%cn“,getone,putone); void hanoi(int n,char one,char two,char three) if(n=1) move(one,three); else hanoi(n-1,one,three,two); move(one,three

16、); hanoi(n-1,two,one,three); main() int m; printf(“Input the number of disks:“); scanf(“%d“, ,例：下面程序执行时，如果输入字符序列ABCDE!运行结果是( ) (递归调用知识点等级考试考题),void reverse() char c； c=getchar()； if(c=!)prinf(“%c“，c); else reverse(); printf(“c“,c); ,#include void main() void reverse()； reverse()； ,6.4 变量的作用域与存储方式,6.

17、4.1变量的作用域-即变量的有效范围,变量按作用域分为全局变量和局部变量,局部变量-内部变量 在函数内定义，只在本函数内有效 说明 main中定义的变量只在main中有效 不同函数中同名变量，占不同内存单元 形参属于局部变量 可定义在复合语句中有效的变量 局部变量可用存储类型：auto register static （默认为auto）,全局变量-外部变量 定义：在函数外定义，可为本文件所有函数共用 有效范围：从定义变量的位置开始到本源文件结束，及有extern说明的其它源文件 外部变量说明： extern 数据类型 变量表； 外部变量定义与外部变量说明不同 若外部变量与局部变量同名，则外部变

18、量被屏蔽 外部变量可用存储类型：缺省 或 static,应尽量少使用全局变量，因为： 全局变量在程序全部执行过程中占用存储单元 降低了函数的通用性、可靠性，可移植性 降低程序清晰性，容易出错,如果在全局变量定义之前的函数想引用该外部变量，则应该在该函数中用关键字extern作“外部变量说明”。,#include int a=123; void main() extern a,b; printf(“%dt%dn“,a,b); /123,456 int a=3,b=2,c=l; c-=+b; b*=a+c; printf(“%dt%dt%dn“，a,b,c); /3,3,-2 int b=5,c=

19、12; c/=b*2; a-=c; printf(“%d,%d,%dn“,a,b,c); /2,5,1 a+=-c; printf(“%dt%dn”,a,b); /123,456 int b=456;,变量作用域知识点等级考试典型考题分析-例1. 程序的输出结果是 ( ),变量作用域知识点等级考试典型考题分析 -例2.程序的输出结果是 ( 5,25 ),#include int x,y,a=15,b=10; void num() x=a-b; y=a+b; void main() int a=7,b=5; x=x+a; y=y-b; num(); printf(“%d,%dn”,x,y); ,

20、变量作用域知识点等级考试典型考题分析 -例3.程序的输出结果是 ( 4,5 ),#include int x=1,y=4,z=2; int min(int x,int y) int z; z=xy?x:y; return(z); ,main() int x=5,z=6,i=0; while(i2) printf(“%d”,min(x,min(y,z); i+; y+=2; ,#include int x=l2,y=7; void main() int x=15,z; z=x-y+; int y,z; while(y=x-) y/=3; if(y%3=0) z=(+y); break; prin

21、tf(“d,d,n”,x,y,z); printf(“d,d,dn”,x,y,z); ,#include extern int j=1; void main() void add(); int sum(int x); int k,s; add(); j+; printf(“j=%dn”,j); for(k=1;k=10;k+) s=sum(k); printf(“s=%dn”,s); void add() int j=0; j+; int sum(int j) int x=0; x+=j; return(x);,思考以下两题 (03年1次),10,4,4 10,8,8,2,10,1.变量按存在

22、时间分: 静态变量 和动态变量,静态存储类型的变量的生存期为程序执行的整个过程，在该过程中占有固定的存储空间，通常称它们为永久存储。 动态存储类型变量只生存在某一段时间内。例如，函数的形参和函数体或分程序中定义的变量， 只是在程序进入该函数或分程序时才分配存储空间， 当该函数或分程序执行完后，变量对应的存储空间又被撤销了。 2.c语言中每一个变量有两个属性:数据类型,存储特性 完整的变量定义: 存储特性 数据类型 变量名;,6.4.2 变量的存储特性,3.变量的存储特性 自动型 auto 静态型 static 寄存器型 register 外部型 extern (1) auto型 每次进入程序是

23、自动分配内存,不长期占用内存例如:形式参数,自动型局部变量 (2)static 型 局部静态变量 全局静态变量 长期占用内存,例1:分析执行结果 f(int a) int b=0; static int c=3; b+;c+; printf(“%5d%5d%5d”,a,b,c); return(a+b+c); main() int a=2,k; for(k=0;k3;k+) printf(“%5dn”,f(a); ,静态变量只初始化一次,结果： 2 1 4 （a,b,c) 7 (f(a) 2 1 5 8 2 1 6 9,(3) register型 将使用频率高的变量定义为register型,

24、可以提高运行速度. 数据 内存 运算器 运算器 结果 控制器 数据,寄存器,寄存器变量只限于整型、字符型、指针型的局部变量。 寄存器变量是动态变量，而且数目有限, 一般仅允许说明两个寄存 器变量。 例如: register int d; register char c;,(4) extern型 引用: extern 类型 变量名; 如果某个模块文件中要用到另一个模块 文件中的全局变量，就要用extern说明 例如:程序模块file1.c中定义了全局变量 int s ; 而在另一个程序模块file2.c中的函数fun1( )中需要使用这个变量s。为此，可以在file2.c的函数fun1( )中加

25、上外部变量说明语句: fun1( ) extern int s;/*表明变量s是在其他文件定义的*/ 定义时分配内存,其他文件引用时不再分配内存.,变量存储属性知识点等级考试典型考题分析 -例1.程序的输出结果是 ( ),main() int i; for(i=0;i2;i+) add(); add() int x=0; static int y=0; printf(“%d,%dn”,x,y); x+;y=y+2; ,0,0 0,2,变量存储属性知识点等级考试典型考题分析 -例2.程序的输出结果是 ( 30 ),#include void main() int f(int n); int i,

26、k,s=0; for(i=1;i100) break; s=s+k; printf(“%d”,s); ,int f(int n) static int f=1; f=f*n; return f; ,第七章 编译预处理,作用：对源程序编译之前做一些处理,生成扩展C源程序 种类 宏定义 #define 文件包含 #include 条件编译 #if-#else-#endif等 格式： “#”开头 占单独书写行 语句尾不加分号,6.5 编译预处理,如 if(x=YES) printf(“correct!n”); else if (x=NO) printf(“error!n”); 展开后： if(x=1

27、) printf(“correct!n”); else if (x=0) printf(“error!n”);,6.5.1 宏定义 不带参数宏定义 一般形式： #define 宏名 宏体 功能:用指定标识符(宏名)代替字符序列(宏体),宏展开：预编译时,用宏体替换宏名-不作语法检查,如 #define YES 1 #define NO 0 #define PI 3.1415926 #define OUT printf(“Hello,World”);,宏体可缺省,表示宏名 定义过或取消宏体,定义位置:任意(一般在函数外面) 作用域:从定义命令到文件结束 #undef可终止宏名作用域 格式： #u

28、ndef 宏名,宏定义可嵌套，不能递归,例 #define MAX MAX+10 (),引号中的内容与宏名相同也不置换,例 #define PI 3.14159 printf(“2*PI=%fn”,PI*2); 宏展开：printf(“2*PI=%fn”,3.14159*2);,宏定义中使用必要的括号（）,例 #define WIDTH 80 #define LENGTH WIDTH+40 var=LENGTH*2; 宏展开：var= 80+40 *2;,带参数宏定义 一般形式： #define 宏名(参数表) 宏体,例 #define S (r) PI*r*r 相当于定义了不带参宏S,代表字

29、符串“(r) PI*r*r”,宏展开：形参用实参换，其它字符保留 宏体及各形参外一般应加括号（）,例 #define S(a,b) a*b area=S(3,2); 宏展开： area=3*2;,不能加空格,例 #define POWER(x) x*x x=4; y=6; z=POWER(x+y); 宏展开：z=x+y*x+y; 一般写成： #define POWER(x) (x)*(x) 宏展开： z=(x+y)*(x+y);,带参的宏与函数区别,6.5.2 文件包含 功能：一个源文件可将另一个源文件的内容全部包含进来 一般形式： #include “文件名” 或 #include ,处理过

30、程：预编译时,用被包含文件的内容取代该预处理命令，再对“包含”后的文件作一个源文件编译, 直接按标准目录搜索 “” 先在当前目录搜索，再搜索标准目录 可指定路径,被包含文件内容 源文件(*.c) 头文件(*.h),宏定义 数据结构定义 函数说明等,文件包含可嵌套,例 文件包含举例,编译预处理部分教学重点: 带参数的宏定义，与函数形式的区别； 等级考试典型考题分析：,例2. 下列程序的输出结果是（ 6 ） #define FUN(x,y) x*y void main() int a=2,b=3; printf(“%dn”,FUN(1+a,1+b); ,例1.下列程序的运行结果是（ -10 ） #include #define MIN(x,y) (x)(y)?(x):( y) void main() int x=10,y=20,min; min=MIN(x-y,x+y)-10; printf(“min=%dn”,min); ,6.6 函数设计举例,教材P98-100 例6.156.18,本章结束,再见！,同学们：,