1、第5章 函 数,C语言程序设计 - 第5章 函数,2,目 录,函数概述 函数定义的一般形式 函数的调用、参数和返回值 局部变量和全局变量 变量的存储类型 内部函数和外部函数,C语言程序设计 - 第5章 函数,3,函数 (Function),C语言用函数实现程序模块化 一个程序由一个或多个源程序文件组成 一个源程序文件由一个或多个函数组成 C程序的执行从main函数开始，并回到main函数结束 函数之间可以相互调用，或调用自身 不能调用main函数 函数之间相互独立，不存在从属关系,C语言程序设计 - 第5章 函数,4,函数定义的一般形式,函数定义形式 返回类型 函数名(参数声明)声明部分语句
2、返回类型、参数、函数体内容都可没有 dummy()/* does nothing & returns nothing */,C语言程序设计 - 第5章 函数,5,函数定义形式的说明,关于“返回类型” 指函数返回值的类型 若省略此项，则认为返回类型是int 若无返回值，则定义返回类型为void 关于“参数声明” 类型 形参名, 类型 形参名, . 关于“声明部分” 指变量、函数的声明,C语言程序设计 - 第5章 函数,6,函数定义举例,int max(int x, int y) int z;z = xy?x:y;return z; int min(int x, int y) return xy?
3、x:y; ,C语言程序设计 - 第5章 函数,7,函数的调用、参数和返回值,函数的参数 形参和实参 参数传递 函数的返回值 函数的调用 函数调用的形式 函数的声明和函数原型 函数的嵌套调用和递归调用,C语言程序设计 - 第5章 函数,8,函数的参数 (Arguments),形式参数和实际参数 形参：定义函数时，函数名后()中的参数 实参：调用函数时，函数名后()中的参数 实参可以是常量、变量、表达式、函数调用 实参和形参必须类型相同或赋值兼容 举例 int max(int x, int y)/*函数定义*/ return xy?x:y; max(a, 3); /*函数调用*/,C语言程序设计
4、- 第5章 函数,9,参数传递,值传递 实参对形参的数据传递是“值传递” 单向传递 只能把实参的值传递给形参 不能把形参的值传递给实参 对形参的值所作的改变不能带回给实参 实参和形参是不同的变量 具有不同的存储空间 具有不同的生存期和作用域,C语言程序设计 - 第5章 函数,10,参数传递举例 (05-01.C),void swap(int x, int y) int t;t=x, x=y, y=t; int main() int a=1, b=4;swap(a, b); ,1,a,4,b,1,x,4,y,4,1,C语言程序设计 - 第5章 函数,11,return语句,形式 形式一：retu
5、rn; 形式二：return expression; 功能 函数返回语句 结束函数调用 如果需要，还可以带回函数返回值,C语言程序设计 - 第5章 函数,12,函数的返回值 (Return Value),返回值的说明 函数返回值的类型在函数定义中指定 函数返回值通过函数中的return语句获得 若函数无返回值，则可以没有return语句 return语句后的表达式类型，应与函数返回值类型相同，或可以兼容赋值；两者类型不同时，自动做类型转换 函数需要返回值时，若缺少return语句，或return语句未带返回值，则返回一个不确定值,C语言程序设计 - 第5章 函数,13,函数的调用,一般形式 函
6、数名(实参表列) 说明 即使没有实参，()也不能省略 多个实参之间用逗号分隔 实参与形参按顺序一一对应，类型应匹配 实参的求值顺序不确定，应避免对此敏感的调用形式printf(“%d,%d“, i, i+);,C语言程序设计 - 第5章 函数,14,函数调用的应用,函数语句 printf(“%dn“, i); 函数表达式 (c + d * max(a,b) % e 函数参数 gcd(max(a,b), min(c, d) 说明 函数调用可以看作同返回类型的表达式使用 同时，函数调用还完成了函数中定义的操作,C语言程序设计 - 第5章 函数,15,函数原型 (Prototype),一般形式 类型
7、 函数名(类型1, 类型2, .); 类型 函数名(类型1 形参1,类型2 形参2, .); 举例 int max(int, int); int max(int x, int y); void dummy(); /* 无参函数原型 */ void dummy(void); /* 同上 */,C语言程序设计 - 第5章 函数,16,函数的声明 (Declaration),函数声明的形式即函数原型 在函数调用之前，应对函数进行声明 函数声明可以在主调函数的声明部分，也可以在函数外部 函数外部的声明，对所有主调函数都起作用，不需要在主调函数内再次声明 函数的定义也具有声明的作用 库函数的声明包括在头
8、文件(*.h)里，不需在源程序里声明,C语言程序设计 - 第5章 函数,17,函数声明举例 (1),int main() int max(int x, int y); /* 函数声明 */int a, b, c;c = max(a, b); int max(int x, int y) return xy?x:y; ,C语言程序设计 - 第5章 函数,18,函数声明举例 (2),int max(int x, int y); /* 函数声明 */ int main() /* 不需要再次声明int max(int, int) */int a, b, c; c = max(a, b); int max
9、(int x, int y) return xy?x:y; ,C语言程序设计 - 第5章 函数,19,函数声明举例 (3),int max(int x, int y)/* 函数定义具有声明作用 */ return xy?x:y; int main() /* 不需要再次声明int max(int, int) */int a, b, c;c = max(a, b); ,C语言程序设计 - 第5章 函数,20,函数的嵌套调用,调用一个函数的过程中，调用另一函数,C语言程序设计 - 第5章 函数,21,函数的递归调用,一个函数直接或间接的调用它自身必须有一定的条件判断语句，使得递归调用能够终止,C语言
10、程序设计 - 第5章 函数,22,函数递归调用举例,Hanoi塔 (汉诺塔、河内塔、梵塔),C语言程序设计 - 第5章 函数,23,例1：Hanoi塔,解法 N=1时，Hanoi(1)易解 若Hanoi(N-1)可解，则Hanoi(N)易解Step1. N-1个盘子，借助3，从1移至2Step2. 把最大的盘子从1移至3Step3. N-1个盘子，借助1，从2移至3 复杂度 移动次数：2N-1 N=64，移动次数1.84467E+19,C语言程序设计 - 第5章 函数,24,变量的作用域和生存期,作用域 变量有效的代码空间 变量在作用域才能被引用 变量可以分为局部变量和全局变量 生存期 变量有
11、效的运行时间 变量在生存期内才存在 变量可以分为静态存储和动态存储,C语言程序设计 - 第5章 函数,25,局部变量 (Local Variables),局部变量 函数或复合语句内部定义的变量 说明 作用域为本函数或复合语句范围 不同函数内的局部变量可以重名，它们是不同的变量，作用域不同，不会相互干扰 函数形参也是局部变量的一种 若多个同名局部变量作用域重叠，则最内层复合语句中定义的局部变量有效,C语言程序设计 - 第5章 函数,26,局部变量举例 (1),float foo(int x)int a, i, j; /* 局部变量 */. . /* 只能用在foo内部 */int main()i
12、nt a, b, c; /* 局部变量 */. . /* 只能用在main内部 */,x,a,i,j 作用域,a,b,c 作用域,C语言程序设计 - 第5章 函数,27,局部变量举例 (2),int main() int a, b, i;. .int c, i;c = a + b;i = a - b;. . . ,a,b,i 作用域,c,i作用域 此范围内复合语句 中定义的i有效,C语言程序设计 - 第5章 函数,28,全局变量 (Global Variables),全局变量(外部变量) 函数之外定义的变量 说明 作用域从变量定义处到本源程序文件结束 全局变量可以被本文件的函数所共用 增加函数
13、间传递数据的渠道 若全局变量与局部变量重名，则局部变量在作用域内屏蔽全局变量 应限制使用过多全局变量,C语言程序设计 - 第5章 函数,29,全局变量举例,int a=10, b=5, x, y; /* 全局变量 */ int max(int x, int y) return xy?x:y; int c; /* 全局变量 */ int main() int a=8;c=max(a, b);/* 引用局部变量a */ ,全局变量 c作用域,全局变量 a,b,x,y 作用域,形参x,y 作用域,局部变量 a作用域,C语言程序设计 - 第5章 函数,30,动态存储方式和静态存储方式,动态存储方式 程
14、序运行期间根据需要动态分配存储空间 函数形参、自动变量等 每次调用函数时，给该函数中的局部变量和形参分配存储空间，函数返回后释放空间 静态存储方式 程序运行期间分配固定的存储空间 全局变量全部存放在静态存储区中,C语言程序设计 - 第5章 函数,31,变量的存储类型,自动变量 auto 寄存器变量 register 静态变量 static 外部变量 extern,C语言程序设计 - 第5章 函数,32,自动(auto)变量,auto变量 局部变量，用auto关键字修饰 auto可以省略，是缺省的存储方式 自动分配和释放存储空间 举例,int foo(int x) auto int a, b,
15、c=6; /* 定义自动变量a,b,c */float f, g=0.1; /* 定义自动变量f,g */ ,C语言程序设计 - 第5章 函数,33,寄存器(register)变量,register变量 存放在CPU寄存器中，存取速度快 寄存器变量只能动态分配存储空间(寄存器) 只有自动变量和形参可以作为寄存器变量 举例,int foo(int x) register int i; /* 定义寄存器变量i */for(i=0; i10000; i+). /* i用于循环变量 */ ,C语言程序设计 - 第5章 函数,34,静态(static)局部变量,静态局部变量 局部变量，用static关键
16、字修饰 静态局部变量为静态存储，整个程序运行期间都不释放，其值不会丢失 在函数调用结束后，静态局部变量虽仍然存在，但已经不在变量的作用域内，所以其他函数不能引用它 静态局部变量在编译时赋初值，且只赋一次 若不对静态局部变量赋初值，则初值为0,C语言程序设计 - 第5章 函数,35,静态局部变量举例,int f(int a) int b=0;static int c=3;b+; c+;return a+b+c; int main() int x=2, i;for(i=0;i3;i+)printf(“%dn“,f(x); ,i,0,x,2,a,2,b,0,c,3,f(x),-,1,2,1,4,5,
17、6,7,8,9,C语言程序设计 - 第5章 函数,36,用extern声明外部变量,非静态外部变量 没有用static声明的外部变量 可以用extern声明外部变量，以扩展外部变量的作用域 可以在一个文件内声明外部变量，以在外部变量定义之前就可以使用 可以在多文件程序中声明外部变量，以在其他文件中引用某个文件中定义的外部变量 外部变量的定义一般放在所有函数之前,C语言程序设计 - 第5章 函数,37,非静态外部变量举例 (1),int max(int x, int y) return xy?x:y; int main() extern A, B;/* extern声明外部变量 */printf
18、(“%d“, max(A, B); /* 在定义之前使用外部变量 */ int A=13, B=-8; /* 定义外部变量 */,C语言程序设计 - 第5章 函数,38,非静态外部变量举例 (2),/* file1.c */ /* 声明外部变量 */ extern A, B; int main() int c;c=max(A, B);printf(“%d“, c); ,/* file2.c */ /* 定义外部变量 */ int A=13, B=-8; int max(int x,int y) int z;z=xy?x:y;return z; ,C语言程序设计 - 第5章 函数,39,用sta
19、tic声明外部变量,静态外部变量 限制外部变量只能被本文件引用 静态外部变量不能被其他文件引用 举例,/* file1.c */ static int A; int main() . . ,/* file2.c */ extern int A; void foo(int n) A = A * n; ,不能引用静态 外部变量A,C语言程序设计 - 第5章 函数,40,变量的声明和定义,声明 (Declaration) 对变量的某些属性加以说明 定义 (Definition) 定义一个新的变量，并分配存储空间 定义有声明的功能，但声明不一定都是定义 举例,int main() extern A;
20、/* 声明而非定义，声明A为已定义外部变量 */. . int A; /* 定义A为整型外部变量 */,C语言程序设计 - 第5章 函数,41,从作用域角度分类,局部变量 自动变量 (离开函数，值就消失) 寄存器变量 (离开函数，值就消失) 形式参数 (可为自动或寄存器变量) 静态局部变量 (离开函数，值仍保留) 全局变量 静态外部变量 (只限本文件引用) 非静态外部变量 (允许其他文件引用),C语言程序设计 - 第5章 函数,42,从生存期角度分类,动态存储 自动变量 (本函数内有效) 寄存器变量 (本函数内有效) 形式参数 (本函数内有效) 静态存储 静态局部变量 (本函数内有效) 静态外
21、部变量 (本文件内有效) 非静态外部变量 (其他文件可以引用),C语言程序设计 - 第5章 函数,43,从存放位置角度分类,内存动态存储区 自动变量 形式参数 内存静态存储区 静态局部变量 静态外部变量 (本文件内有效) 非静态外部变量 (其他文件可以引用) CPU中的寄存器 寄存器变量,C语言程序设计 - 第5章 函数,44,变量作用域和生存期小结,只限本文件 其他文件也可以引用,C语言程序设计 - 第5章 函数,45,内部函数,定义形式 static 类型 函数名(形参表) 说明 内部函数又称静态函数 内部函数只能在所在文件中使用 类似于静态外部变量的作用范围 举例 static int
22、foo(int a, int b);,C语言程序设计 - 第5章 函数,46,外部函数,定义形式 extern 类型 函数名(形参表) 说明 可以在其他文件中调用 extern关键字在定义时可以省略 需要调用该函数的文件中，用extern声明该函数是外部定义的 举例 extern int foo(int a, int b);,C语言程序设计 - 第5章 函数,47,各种变量和关键字用法总结,自动变量、形参、寄存器变量用法相同 寄存器变量存放在CPU中，但不影响用法 所有外部变量都是静态存储的 不管是不是static的外部变量 static关键字的意义 静态局部变量，表示“静态存储” 静态外部变量和函数，表示只能用于本文件 非静态外部变量和函数，表示其他文件可以引用，外部引用时用extern加以声明,C语言程序设计 - 第5章 函数,48,结束,The End,
