c++4函数与预处理.ppt

1、1,第四章 函数与预处理,C+语言程序设计,计算机基础教学研究室,2,主要内容,4.1 概述 4.2 定义函数的一般形式 4.3 函数参数和函数的值 4.4 函数的调用 *4.5 内置函数 *4.6 函数的重载 *4.7 函数模板 *4.8 有默认参数的函数 4.9 函数的嵌套调用 4.10 函数的递归调用 4.11 局部变量和全局变量 4.12 变量的存储类别 4.13 变量属性小结 4.14 预处理命令,3,一个较大的程序一般的做法是把一个大的程序划分为若干个程序模块(即程序文件)，每一个模块实现一部分功能。不同的程序模块可以由不同的人来完成。在程序进行编译时，以程序模块为编译单位，即分别

2、对每一个编译单位进行编译。如果发现错误，可以在本程序模块范围内查错并改正。在分别通过编译后，才进行连接，把各模块的目标文件以及系统文件连接在一起形成可执行文件。在一个程序文件中可以包含若干个函数。无论把一个程序划分为多少个程序模块，只能有一个main函数。程序总是从main函数开始执行的。在程序运行过程中，由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用。,4.1 概述,4,函数模块结构,一个大项目,程序文件程序文件 程序文件,主函数模块 函数模块 函数模块,系统文件,函数模块 函数模块 函数模块,目标文件,目标文件,执行程序,5,一个C程序是由若干个函数组成的，C语言被认为是面向函数的语言。C+

3、面向过程的程序设计沿用了C语言使用函数的方法。在C+面向对象的程序设计中，主函数以外的函数大多是被封装在类中的。主函数或其他函数可以通过类对象调用类中的函数。无论是C还是C+，程序中的各项操作基本上都是由函数来实现的，程序编写者要根据需要编写一个个函数，每个函数用来实现某一功能。 在实际应用的程序中，主函数写得很简单，它的作用就是调用各个函数，程序各部分的功能全部都是由各函数实现的。 程序开发人员要善于利用库函数，以减少重复编写程序段的工作量。,6,图4.是一个程序中函数调用的示意图。图4.,7,例41 在主函数中调用其他函数。 #include using namespace std; vo

4、id printstar(void) /定义printstar函数 cout* endl; /输出30个“*” void print_message(void) /定义print_message函数 cout Welcome to C+!endl; /输出一行文字 int main(void) printstar( ); /调用printstar 函数 print_message( ); /调用print_message函数 printstar( ); /调用printstar 函数 return 0; / 运行情况如下： *Welcome to C+! *,8,从用户使用的角度看，函数有两种

5、： (1) 系统函数，即库函数。这是由编译系统提供的，用户不必自己定义这些函数，可以直接使用它们。 (2) 用户自己定义的函数。用以解决用户的专门问题需要。 从函数的形式看，函数分两类： (1) 无参函数。调用函数时不必给出参数。 (2) 有参函数。在调用函数时，要给出参数。在主调函数和被调用函数之间有数据传递。,9,定义无参函数的一般形式为 类型标识符 函数名（void） 声明部分语句 例4.1中的printstar和print_message函数都是无参函数。用类型标识符指定函数的类型，即函数带回来的值的类型。,4.2 定义函数的一般形式 4.2.1 定义无参函数的一般形式,10,定义有参

6、函数的一般形式为 类型标识符 函数名（形式参数表列） 声明部分语句 例如： int max(int x，int y) /函数首部，函数值为整型，有两个整型形参 int z; /函数体中的声明部分z=xy?x：y; /将x和y中的大者的值赋给整型变量z return (z); /将z的值作为函数值返回调用点 C+要求在定义函数时必须指定函数的类型。,4.2.2 定义有参函数的一般形式,11,在调用函数时，大多数情况下，函数是带参数的。主调函数和被调用函数之间有数据传递关系。前面已提到：在定义函数时函数名后面括号中的变量名称为形式参数（formal parameter，简称形参），在主调函数中调用

7、一个函数时，函数名后面括号中的参数(可以是一个表达式)称为实际参数（actual parameter，简称实参）。,4.3 函数参数和函数的值 4.3.1 形式参数和实际参数,12,例4.2 调用函数时的数据传递。 #include using namespace std; int max(int x,int y) /定义有参函数max int z;z=xy?x：y;return(z); int main( ) int a,b,c;coutab;c=max(a,b); /调用max函数，给定实参为a,b。函数值赋给ccoutmax=cendl;return 0; ,参数类型不一 4-2-tes

8、t.cpp,13,运行情况如下： please enter two integer numbers：2 3 max=3图4.2,14,有关形参与实参的说明： (1) 在定义函数时指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元，因此称它们是形式参数或虚拟参数，表示它们并不是实际存在的数据，只有在发生函数调用时，函数max中的形参才被分配内存单元，以便接收从实参传来的数据。在调用结束后，形参所占的内存单元也被释放。 (2) 实参可以是常量、变量或表达式，如max(3, a+b)；但要求a和b有确定的值。以便在调用函数时将实参的值赋给形参。 (3) 在定义函数时，必须在函数首部指定形参的

9、类型。 (4) 实参与形参的类型应相同或赋值兼容。如果实参类型与形参类型不同，则按不同类型数值的赋值规则进行转换。 (5) 实参变量对形参变量的数据传递是“值传递”，即单向传递，只由实参传给形参，而不能由形参传回来给实参。请注意： 实参单元与形参单元是不同的单元。,15,图4.3 图4.4 调用结束后，形参单元被释放，实参单元仍保留并维持原值。因此，在执行一个被调用函数时，形参的值如果发生改变，并不会改变主调函数中实参的值。例如，若在执行max函数过程中形参和的值变为10和15，调用结束后，实参和仍为2和3，见图4.4。,16,(1) 函数的返回值是通过函数中的return语句获得的。retu

10、rn语句将被调用函数中的一个确定值带回主调函数中去。 return语句后面的括号可以要，也可以不要。return后面的值可以是一个表达式。return x+y-fabs (c); (2) 函数值的类型。既然函数有返回值，这个值当然应属于某一个确定的类型，应当在定义函数时指定函数值的类型。 (3) 如果函数值的类型和return语句中表达式的值不一致，则以函数类型为准，即函数类型决定返回值的类型。对数值型数据，可以自动进行类型转换。,4.3.2 函数的返回值,17,函数的返回值,(4) 函数的返回值有两种类型： 有返回值：Return ; 主函数 return 0;或函数无需返回具体值，Reru

11、rn;/只返回程序执行的控制权 void类型函数（无返回值），可以有return；也可以不写return语句，因为函数体的右花括号有返回的功能。 函数中也可以有多个return语句，大多出现在if语句中，但只能返回一个值。,18,函数名（实参表列）如果是调用无参函数，则“实参表列”可以没有，但括号不能省略。如果实参表列包含多个实参，则各参数间用逗号隔开。实参与形参的个数应相等，类型应匹配(相同或赋值兼容)。实参与形参按顺序对应，一对一地传递数据。,4.4 函数的调用 4.4.1 函数调用的一般形式,19,按函数在语句中的作用来分，可以有以下3种函数调用方式： . 函数语句 把函数调用单独作为一

12、个语句，并不要求函数带回一个值，只是要求函数完成一定的操作。如例4.1中的printstar( )； 2. 函数表达式 函数出现在一个表达式中，这时要求函数带回一个确定的值以参加表达式的运算。如c=2*max(a,b); 3. 函数参数 函数调用作为一个函数的实参。如 m=max(a,max(b,c); /max(b,c)是函数调用，其值作为外层max函数调用的一个实参,4.4.2 函数调用的方式,20,在一个函数中调用另一个函数（即被调用函数）需要具备哪些条件呢？ (1) 首先被调用的函数必须是已经存在的函数。 (2) 如果使用库函数，一般还应该在本文件开头用#include命令将有关头文件

13、“包含”到本文件中来。 (3) 如果使用用户自己定义的函数，而该函数与调用它的函数（即主调函数）在同一个程序单位中,且位置如果在主调函数之后，则必须在调用此函数之前对被调用的函数作声明。在函数声明中也可以不写形参名，而只写形参的类型。,4.4.3 对被调用函数的声明和函数原型,21,例4.3 对被调用的函数作声明。 #include using namespace std; int main( ) float add(float x,float y); /对add函数作声明float a,b,c; coutab;c=add(a,b);coutsum=cendl;return 0; float

14、add(float x,float y) /定义add函数 float z;z=x+y;return (z); /运行情况如下：please enter a,b：123.68 456.45sum=580.13,在函数声明中，函数原型也可以不写形参名，而只写形参的类型，float add(float，float); 。,22,float add(float，float); 这种函数声明称为函数原型(function prototype)。使用函数原型是C和C+的一个重要特点。函数原型的一般形式为 (1) 函数类型 函数名(参数类型1，参数类型2)； (2) 函数类型 函数名(参数类型1 参数名1

15、，参数类型2 参数名2)； 第(1)种形式是基本的形式。为了便于阅读程序，也允许在函数原型中加上参数名，就成了第(2)种形式。但编译系统并不检查参数名。因此参数名是什么都无所谓。应当保证函数原型与函数首部写法上的一致，即函数类型、函数名、参数个数、参数类型和参数顺序必须相同。在函数调用时函数名、实参类型和实参个数应与函数原型一致。,23,调用函数时需要一定的时间和空间的开销。图4.5表示函数调用的过程：图4.5,*4.5 内置函数,24,函数调用的执行过程,25,C+提供一种提高效率的方法，即在编译时将所调用函数的代码直接嵌入到主调函数中，而不是将流程转出去。这种嵌入到主调函数中的函数称为内置

16、函数(inline function)，又称内嵌函数。在有些书中把它译成内联函数。 指定内置函数的方法很简单，只需在函数首行的左端加一个关键字inline即可。,内置函数,26,例4.4 函数指定为内置函数。 #include using namespace std; inline int max(int,int, int); /声明函数，注意左端有inline int main( ) int i=10,j=20,k=30,m;m=max(i,j,k);couta) a=b; /求a,b,c中的最大者if(ca) a=c;return a; ,内置函数,在编译时将所调用函数的代码直接嵌入到主调

17、函数中，而不是将流程转出去。,27,使用内置函数可以节省运行时间，但却增加了目标程序的长度。因此一般只将规模很小(一般为5个语句以下)而使用频繁的函数(如定时采集数据的函数)声明为内置函数。内置函数中不能包括复杂的控制语句，如循环语句和switch语句。对函数作inline声明，只是程序设计者对编译系统提出的一个建议，也就是说它是建议性的，而不是指令性的。编译系统会根据具体情况决定是否这样做。归纳起来，只有那些规模较小而又被频繁调用的简单函数，才适合于声明为inline函数。,内置函数,28,在编程时，有时我们要实现的是同一类的功能，只是有些细节不同。例如希望从3个数中找出其中的最大者，而每次

18、求最大数时数据的类型不同，可能是3个整数、3个双精度数或3个长整数。程序设计者往往会分别设计出3个不同名的函数，其函数原型为： int max (int a，int b, int c); /求3个整数中的最大者 double max (double a，double b，double c); /求3个双精度数中最大者 long max (long a，long b，long c); /求3个长整数中的最大者 C+允许用同一函数名定义多个函数，这些函数的参数个数和参数类型不同。这就是函数的重载(function overloading)。即对一个函数名重新赋予它新的含义，使一个函数名可以多用。,

19、4.6 函数的重载,29,（1）重载函数参数类型不同： 例4.5 求3个数中最大的数（分别考虑整数、双精度数、长整数的情况）。 #include using namespace std; int main( ) int max(int a,int b,int c); /函数声明 double max(double a,double b,double c); /函数声明 long max(long a,long b,long c); /函数声明int i1,i2,i3,i; cini1i2i3; /输入3个整数i=max(i1,i2,i3); /求3个整数中的最大者coutd1d2d3; /输入

20、3个双精度数d=max(d1,d2,d3); /求3个双精度数中的最大者coutg1g2g3; /输入3个长整数,30,g=max(g1,g2,g3); /求3个长整数中的最大者couta) a=b;if(ca) a=c;return a; double max(double a,double b,double c) /定义求3个双精度数中的最大者的函数 if(ba) a=b;if(ca) a=c;return a; long max(long a,long b,long c) /定义求3个长整数中的最大者的函数 if(ba) a=b;if(ca) a=c;return a; ,31,运行情况

21、如下： 185 -76 567 (输入3个整数) 56.87 90.23 -3214.78 (输入3个实数) 67854 -912456 673456 (输入3个长整数) i_max=567 （输出3个整数的最大值） d_max=90.23 （输出3个双精度数的最大值） g_max=673456 （输出3个长整数的最大值） 上例3个max函数的函数体是相同的，其实重载函数并不要求函数体相同。,函数的重载,32,（2）重载函数参数个数不同： 例4.6 编写一个程序，用来求两个整数或3个整数中的最大数。如果输入两个整数，程序就输出这两个整数中的最大数，如果输入3个整数，程序就输出这3个整数中的最大

22、数。#include using namespace std; int main( ) int max(int a,int b,int c); /函数声明int max(int a,int b); /函数声明int a=8,b=-12,c=27;couta) a=b;,33,if(ca) a=c;return a; int max(int a,int b) /此max函数的作用是求两个整数中的最大者 if(ab) return a; else return b; 运行情况如下： max(a,b,c)=27 max(a,b)=8 两次调用max函数的参数个数不同，系统就根据参数的个数找到与之匹配

23、的函数并调用它。系统调用重载函数依据： 重载函数的参数个数不同 重载函数参数类型不同 重载函数参数顺序不同 函数返回值类型可以相同也可以不同。,34,int f(int); /函数返回值为整型 long f(int); /函数返回值为长整型 void f(int); /函数无返回值 在函数调用时都是同一形式，如“f(10)”。编译系统无法判别应该调用哪一个函数。重载函数的参数个数、参数类型或参数顺序3者中必须至少有一种不同，函数返回值类型可以相同也可以不同。在使用重载函数时，同名函数的功能应当相同或相近，不要用同一函数名去实现完全不相干的功能，可读性不好,容意误解。,函数的重载,35,C+提供

24、了函数模板(function template)。所谓函数模板，实际上是建立一个通用函数，其函数类型和形参类型不具体指定，用一个虚拟的类型来代表。这个通用函数就称为函数模板。凡是函数体相同的函数都可以用这个模板来代替，不必定义多个函数，只需在模板中定义一次即可。在调用函数时系统会根据实参的类型来取代模板中的虚拟类型，从而实现了不同函数的功能。看下面的例子就清楚了。 例4.7 将例4.6程序改为通过函数模板来实现。,*4.7 函数模板,36,#include using namespace std; template /模板声明，其中T为类型参数 T max(T a,T b,T c) /定义一个

25、通用函数，用T作虚拟的类型名 if(ba) a=b;if(ca) a=c;return a; int main( ) int i1=185,i2=-76,i3=567,i;double d1=56.87,d2=90.23,d3=-3214.78,d;long g1=67854,g2=-912456,g3=673456,g;i=max(i1,i2,i3); /调用模板函数，此时T被int取代d=max(d1,d2,d3); /调用模板函数，此时T被double取代g=max(g1,g2,g3); /调用模板函数，此时T被long取代couti_max=iendl;coutf_max=dendl;

26、coutg_max=gendl;return 0; ,37,定义函数模板的一般形式为 template 或 template 通用函数定义用虚拟的类型名T代替具体的数据类型。编译系统会将函数名max与模板max相匹配，将实参的类型取代了函数模板中的虚拟类型T。 用函数模板比函数重载更方便，程序更简洁。但应注意它只适用于函数的参数个数相同而类型不同，且函数体相同的情况，如果参数的个数不同，则不能用函数模板。,38,一般情况下，在函数调用时形参从实参那里取得值，因此实参的个数应与形参相同。有时多次调用同一函数时用同样的实参，C+提供简单的处理办法，给形参一个默认值，这样形参就不必一定要从实参取值了

27、。如有一函数声明: float area(float r=6.5);调用时则可以不必给出实参的值，如: area( ); /相当于area(6.5); 如果不想使形参取此默认值，则通过实参另行给出。如：area(7.5); /形参得到的值为7.5，而不是6.5 这种方法比较灵活，可以简化编程，提高运行效率。,*4.8 有默认参数的函数,39,有默认参数的函数,#include “iostream.h“ #include “math.h“ double s(double x , double eps=1e-6)int n=1; double w=0.0, t=1.0 ;while(fabs(t)

28、=eps)w+=t;t=t*x/(n+);return w;,void main() cout“s1=“s(2.0); cout“s2=“s(3.0);cout“s3=“s(1.0,1e-5);,参数eps取默认值1e-6,参数eps的值为1e-5,例4-（1）求下面级数的部分和。精度为：,40,如果有多个形参，可以使每个形参有一个默认值，也可以只对一部分形参指定默认值，另一部分形参不指定默认值。 实参与形参的结合是从左至右顺序进行的。因此指定默认值的参数必须放在形参表列中的最右端，否则出错。例如： void f1(float a，int b=0，int c，char d=a); /不正确 v

29、oid f2(float a，int c，int b=0, char d=a); /正确 如果调用上面的f2函数，可以采取下面的形式： f2(3.5, 5, 3, x) /形参的值全部从实参得到 f2(3.5, 5, 3) /最后一个形参的值取默认值a f2(3.5,5) /最后两个形参的值取默认值，b=0,d=a在调用有默认参数的函数时，实参的个数可以与形参的个数不同，实参未给定的，从形参的默认值得到值。,有默认参数的函数,41,在使用带有默认参数的函数时有两点要注意： (1) 如果函数的定义在函数调用之前，则应在函数定义中给出默认值。如果函数的定义在函数调用之后，则在函数调用之前需要有函数

30、声明，此时必须在函数声明中给出默认值，在函数定义时可以不给出默认值(如例4.8)。 (2) 一个函数不能既作为重载函数，又作为有默认参数的函数。因为当调用函数时如果少写一个参数，系统无法判定是利用重载函数还是利用默认参数的函数，出现二义性，系统无法执行。,有默认参数的函数,42,C+不允许对函数作嵌套定义，也就是说在一个函数中不能完整地包含另一个函数。在一个程序中每一个函数的定义都是互相平行和独立的。虽然C+不能嵌套定义函数，但可以嵌套调用函数，也就是说，在调用一个函数的过程中，又调用另一个函数。图4.6,4.9 函数的嵌套调用,43,例4.8 输入两个整数，求平方和。,#include vo

31、id main(void) int a,b;int fun1(int x,int y);cinab;cout“a、b的平方和：”fun1(a,b)endl; int fun1(int x,int y) int fun2(int m);return (fun2(x)+fun2(y); int fun2(int m) return (m*m); / 运行结果：3 4a、b的平方和：25,44,在调用一个函数的过程中又出现直接或间接地调用该函数本身，称为函数的递归(recursive)调用。C+允许函数的递归调用。图4.9直接调用本函数 图4.10间接调用本函数 这两种递归调用都是无终止的自身调用。

32、显然，程序中不应出现这种无终止的递归调用，而只应出现有限次数的、有终止的递归调用，这可以用if语句来控制，只有在某一条件成立时才继续执行递归调用，否则就不再继续。,4.10 函数的递归调用,45,例4.9 有5个人坐在一起，问第5个人多少岁？他说比第4个人大两岁。问第4个人岁数，他说比第3个人大两岁。问第3个人，又说比第2个人大两岁。问第2个人，说比第1个人大两岁。最后问第1个人，他说是10岁。请问第5个人多大？ 每一个人的年龄都比其前1个人的年龄大两岁。即 age(5)=age(4)+2 age(4)=age(3)+2 age(3)=age(2)+2 age(2)=age(1)+2 age(

33、1)=10 可以用式子表述如下： age(n)=10 (n=1) age(n)=age(n-1)+2 (n1),46,可以看到，当n1时，求第n个人的年龄的公式是相同的。因此可以用一个函数表示上述关系。图4.11表示求第5个人年龄的过程。图4.11,47,可以写出以下C+程序，其中的age函数用来实现上述递归过程。 #include using namespace std; int age(int); /函数声明 int main( ) /主函数 coutage(5)endl;return 0;int age(int n) /求年龄的递归函数 int c; /用c作为存放年龄的变量 if(n=

34、1) c=10; /当n=1时，年龄为10else c=age(n-1)+2; /当n1时，此人年龄是他前一个人的年龄加2return c; /将年龄值带回主函数 运行结果如下： 18,age(5)age(4) +2age(3) +2age(2) +2age(1) +210,48,例4.11 用递归方法求！。 求n!可以用递推方法，即从1开始，乘2，再乘3一直乘到n。 求n!也可以用递归方法，即5!= 5 4! ，而4! 4 3!,1!=。可用下面的递归公式表示：n！= 1 (n=0,1)n(n-1)！ (n1) 有了例4.9的基础，很容易写出本题的程序：,49,#include using

35、namespace std; long fac(int); /函数声明 int main( )int n; /n为需要求阶乘的整数long y; /y为存放n!的变量coutn; /输入ny=fac(n); /调用fac函数以求n!cout1时，进行递归调用return f; /将f的值作为函数值返回 /运行情况如下：please input an integer：10 10!=3628800,50,汉诺塔的问题,问题的提出：传说索罗门庙里有一个塔台，台上有3根标号为A,B,C的用钻石做成的柱子，在A柱子上放着64个金盘，每一个都比下面的略小一些。把A柱子上的金盘子全部移到C柱上的那一天就是世

36、界末日。移动的条件是：一次只能移动一个金盘，移动过程中大金盘不能放在小金盘上面。庙里的僧人一直在移个不停。因为全部的移动是2641次，如果每秒移动一次的话需要500亿年。,51,例3-10汉诺塔问题,有三根针A、B、C。A针上有N个盘子，大的在下，小的在上，要求把这N个盘子从A针移到C针，在移动过程中可以借助B针，每次只允许移动一个盘，且在移动过程中在三根针上都保持大盘在下，小盘在上。,函数的声明与使用,1 2 3,#include void main() void hanoi(int n,char one,char two,char three);int m;coutm;cout“the s

37、teps to moving “m“ diskes:“endl;hanoi(m,A,B,C); ,void move(char getone,char putone) cout“putoneendl; void hanoi(int n,char one,char two,char three) void move(char getone,char putone);if (n=1) move (one,three);else hanoi (n-1,one,three,two);move(one,three);hanoi(n-1,two,one,three); ,运行结果： Enter the n

38、umber of diskes:3 the steps to moving 3 diskes: AC AB CB AC BA BC AC,55,汉诺塔问题递归步骤,Hanoi(m,A,B,C) Hanoi(3,A,B,C) Hanoi(2,A,C,B) Hanoi(1,A,B,C) N=1, A-CA-B Hanoi(1,C,A,B) N=1, C-BA-C Hanoi(2,B,A,C) Hanoi(1,B,C,A) N=1, B-AB-C Hanoi(1,A,B,C) N=1, A-C,56,注意： 形参和实参的类型应保持一致。 函数头里的参数，要一个一个地分别说明或 列出。下面是几种函数头

39、正确与错误的写法:,int m(int x4,int y),int m(int x,int y),57,在一个函数内部定义的变量是内部变量，它只在本函数范围内有效，也就是说只有在本函数内才能使用它们，在此函数以外是不能使用这些变量的。同样，在复合语句中定义的变量只在本复合语句范围内有效。这称为局部变量(local variable)。如,4.11 局部变量和全局变量 4.11.1 局部变量,58,float f1(int a) /函数f1 int b,c; b、c有效 a有效 char f2(int x, int y) /函数f2 int i,j; i、j有效 x、y有效 int main(

40、) /主函数 int m,n; int p,q; p、q在复合语句中有效 m、n有效 ,59,说明： (1) 主函数main中定义的变量(m,n)也只在主函数中有效,不会因为在主函数中定义而在整个文件或程序中有效。主函数也不能使用其他函数中定义的变量。 (2) 不同函数中可以使用同名的变量,它们代表不同的对象,互不干扰。例如,在f1函数中定义了变量b和c,倘若在f2函数中也定义变量b和c,它们在内存中占不同的单元,不会混淆。 (3) 可以在一个函数内的复合语句中定义变量,这些变量只在本复合语句中有效,这种复合语句也称为分程序或程序块。 (4) 形式参数也是局部变量。例如f1函数中的形参a也只在

41、f1函数中有效。其他函数不能调用。,60,int p=1,q=5;/全局变量 全局变量p、q的作用范围 float f1(a)/定义函数f1 int b,c; char c1,c2; /全局变量 全局变量c1、c2的作用范围 char f2 (int x, int y) /定义函数f2 int i,j; main ( )/主函数 int m,n; ,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是外部变量，称为全局变量(global variable,也称全程变量)。全局变量的有效范围为从定义变量的位置开始到本源文件结束。如:,4.11.2 全局变量,61,说明： (1) 设全局变量的作

42、用是增加函数间数据联系的渠道。 (2) 建议不在必要时不要使用全局变量，因为： 全局变量在程序的全部执行过程中都占用存储单元，而不是仅在需要时才开辟单元。 它使函数的通用性降低了，因为在执行函数时要受到外部变量的影响。如果将一个函数移到另一个文件中，还要将有关的外部变量及其值一起移过去。但若该外部变量与其他文件的变量同名，就会出现问题，降低了程序的可靠性和通用性。 在程序设计中，在划分模块时要求模块的内聚性强、与其他模块的耦合性弱。 使用全局变量过多，会降低程序的清晰性。在各个函数执行时都可能改变全局变量的值，程序容易出错。因此，要限制使用全局变量。,62,(3) 如果在同一个源文件中，全局变

43、量与局部变量同名，则在局部变量的作用范围内，全局变量被屏蔽，即它不起作用。 变量的有效范围称为变量的作用域(scope)。归纳起来，变量有4种不同的作用域、文件作用域(file scope)、函数作用域(function scope)、块作用域(block scope)和函数原型作用域(function prototype scope)。文件作用域是全局的，其他三者是局部的。,全局变量,63,变量的一种属性作用域，作用域是从空间的角度来分析的，分为全局变量和局部变量。 变量还有另一种属性存储期(storage duration，也称生命期)。存储期是指变量在内存中的存在期间。这是从变量值存在的

44、时间角度来分析的。存储期可以分为静态存储期(static storage duration)和动态存储期(dynamic storage duration)。这是由变量的静态存储方式和动态存储方式决定的。,4.12 变量的存储类别 4.12.1 动态存储方式与静态存储方式,64,所谓静态存储方式是指在程序运行期间，系统对变量分配固定的存储空间。而动态存储方式则是在程序运行期间，系统对变量动态地分配存储空间。 这个存储空间可以分为三部分，即： (1) 程序区 (2) 静态存储区 (3) 动态存储区图4.13,全局变量全部存放在静态存储区中，在程序开始执行时给全局变量分配存储单元，程序执行完毕就释

45、放这些空间。在程序执行过程中它们占据固定的存储单元，而不是动态地进行分配和释放。,static,65,在动态存储区中存放以下数据： 函数形式参数。在调用函数时给形参分配存储空间。 函数中的自动变量（未加static声明的局部变量）。 函数调用时的现场保护和返回地址等。 对以上这些数据，在函数调用开始时分配动态存储空间，函数结束时释放这些空间。在程序执行过程中，这种分配和释放是动态的，如果在一个程序中两次调用同一函数，则要进行两次分配和释放，而两次分配给此函数中局部变量的存储空间地址可能是不相同的。在C+中变量除了有数据类型的属性之外，还有存储类别(storage class) 的属性。存储类别

46、指的是数据在内存中存储的方法。存储方法分为静态存储和动态存储两大类。具体包含4种：自动的(auto)、静态的(static)、寄存器的(register)和外部的(extern)。,66,函数中的局部变量，如果不用关键字static加以声明，编译系统对它们是动态地分配存储空间的。函数的形参和在函数中定义的变量(包括在复合语句中定义的变量)都属此类。自动变量用关键字auto作存储类别的声明。例如： int f(int a) /定义f函数，为形参 auto int b,c=3; /定义和为整型的自动变量 存储类别auto和数据类型int的顺序一般auto在前。关键字auto可以省略，如果不写auto，则系统把它默认为自动存储类别，它属于动态存储方式。程序中大多数变量属于自动变量。,4.12.2 自动变量,67,有时希望函数中的局部变量的值在函数调用结束后不消失而保留原值，即其占用的存储单元不释放，在下一次该函数调用时，该变量保留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(static local variable)。,