C語言程序設計-第4章 函數與編譯預處理

第4章函數與編譯預處理程序設計基礎1第4章函數與編譯預處理

4.1函數概述4.2函數定義與調用4.3局部變量和全局變量4.4變量的生存期和存儲類別4.5

編譯預處理24.1函數概述……C程序源程序文件n函數1函數m……源程序文件1函數1函數n4.1.1函數簡介3【例】

#include<stdio.h>voidprint_line()/*函數定義*/{printf("*********************************\n");}voidprint_text()/*函數定義*/{printf("WelcometoBeijing\n");}voidmain(){print_line();/*函數調用*/print_text();/*函數調用*/print_line();/*函數調用*/}程序的執(zhí)行總是從main函數開始4voidmain函數{

……

調用函數

print_line();

……}函數

print_line(){

……

}5⑴一個C源程序可以由一個或多個源程序文件組成。C編譯系統(tǒng)在對C源程序進行編譯時是以文件為單位進行的。⑵一個C源程序文件可以由一個或多個函數組成。所有函數都是獨立的。主函數可以調用其它函數，其它函數可以相互調用。⑶在一個C程序中，有且僅有一個主函數main。C程序的執(zhí)行總是從main函數開始，調用其它函數后最終回到main函數，在main函數中結束整個程序的運行。說明6⑷函數的種類從使用的角度看：①標準函數（庫函數）庫函數是由系統(tǒng)提供的。如：getchar()、sin(x)等。在程序中可以直接調用它們。附錄B列出了C的部分庫函數。②用戶自定義函數。如:例中的print_line()函數。7由C編譯系統(tǒng)定義的一種函數，存放在系統(tǒng)函數庫中，用戶可以根據需要隨時調用常用函數如：fabs、sqrt、sin、pow、rand(常用數學函數參見教材P100表4-1和附錄B

)函數調用形式：函數名（［參數表］）例如：

sqrt(x)4.1.2數學庫函數8例#include<math.h>#include<stdio.h>voidmain(){floatx=4.5;

printf("%f,%f,%f\n",sqrt(x),pow(x,2),fabs(-x));}輸出結果：2.121320,20.250000,4.50000094.2.1函數的定義函數定義的一般形式函數類型函數名(類型名形式參數1，…

){說明語句

執(zhí)行語句}例如：求兩個數的最大值。

int

max(int

x,inty){intz;z=x>y?x:y;return(z);}4.2函數定義及調用10#include<stdio.h>int

cube(inty);/*函數原型聲明*/voidmain(){

int

x,last,nowcb;last=1;printf("1~5之間，相鄰兩數的立方差是：\n");

for(x=2;x<=5;x++){

nowcb=cube(x);/*函數調用*/

printf("%d",nowcb-last);last=nowcb;}

printf("\n");}/*函數定義*/

int

cube(inty)/*函數首部*/{returny*y*y;}例4-1編寫一個函數cube，計算整數的立方。花括號中也可以為空，這種函數叫空函數。不能在函數體內定義其他函數，即函數不能嵌套定義。11函數名（實參表列）在C語言中，把函數調用也作為一個表達式。因此凡是表達式可以出現的地方都可以出現函數調用。例如：①welcome();/*函數調用語句*/②if(iabs(a)>max)max=iabs(a);

/*函數調用構成表達式*/

③m=max(c,max(a,b));/*函數調用作為函數參數*/4.2.2函數的調用函數調用的一般形式：12voidswap(intx,inty){intz;z=x;x=y;y=z;

printf("\nx=%d,y=%d",x,y);}main(){inta=10,b=20;

swap(a,b);

printf("\na=%d,b=%d\n",a,b);}4.2.3函數參數傳遞與返回值1．函數的參數傳遞（值傳遞）程序輸出結果：x=20,y=10a=10,b=20形式參數（形參）實際參數（實參）【例】編一程序，將主函數中的兩個變量的值傳遞給swap函數中的兩個形參，交換兩個形參的值。單向值傳遞13有關形參和實參的說明：

①當函數被調用時才給形參分配內存單元。調用結束，所占內存被釋放。②實參可以是常量、變量或表達式，但要求它們有確定的值。③實參與形參類型要一致，字符型與整型兼容。④實參與形參的個數必須相等。在函數調用時，實參的值賦給與之相對應的形參。“單向值傳遞”。14函數的返回值是通過return語句帶回到主調函數的功能：終止函數的運行，返回主調函數，若有返回值，將返回值帶回主調函數。說明：①若函數沒有返回值，return語句可以省略。②return語句中的表達式類型一般應和函數的類型一致，如果不一致，系統(tǒng)自動將表達式類型轉換為函數類型。2.函數的返回值return語句格式：return;或return表達式

;15【例】計算并輸出圓的面積。#include<stdio.h>s(intr){return3.14*r*r;}voidmain(){intr;

scanf("%d",&r);

printf("%d\n",s(r));}自動轉換為int型程序運行情況如下：2'12說明：①函數的類型決定了函數返回值的類型。若省略函數的類型，系統(tǒng)默認其為int型。②無返回值的函數應將其類型定義為void（空）類型。16【例4-8】編寫函數實現兩組變量的顯示定義2組，共8個整型變量a1……a4，b1……b4，要求：輸入字符a和整數1，顯示a1變量的值，輸入字符b和整數1，顯示b1變量的值……17#include<stdio.h>int

ArrayOperating(int

i,char

ch){inta1=1,a2=0,a3=3,a4=5;

intb1=2,b2=0,b3=4,b4=3;

switch(i){case1:

switch(ch) {case'a':returna1;case'b':returnb1; }case2:……case3:……case4:……}}voidmain(){int

i;char

ch;

printf("輸入顯示的變量，形式如：a1或b4：");

scanf("%c%d",&ch,&i);

printf("%c%d=%d\n",ch,

i,ArrayOperating(i,ch));}184.2.4函數的嵌套調用main函數{

……

調用函數A;

……}函數A{……

調用函數B；

……}函數B{

……

……

……}19【例】函數的嵌套調用main(){intn=3;

printf("%d\n",sub1(n));}sub1(intn){int

i,a=0;for(i=n;i>0;i--)a+=sub2(i);returna;}sub2(intn){returnn+1;}程序輸出結果：920

4.2.5對被調函數的聲明和函數原型變量要先定義后使用，函數也如此。即被調函數的定義要出現在主調函數的定義之前。如swap函數.voidswap(intx,inty){…}main(){…

swap(a,b);

}main(){…c=max(a,b);}max(int

x,inty){…}允許整型函數（且參數也是整型）的定義出現在主調函數之后。如max函數.21對被調函數進行聲明的一般形式

函數類型函數名（參數類型1

參數名1，…）;或函數類型函數名（參數類型1，參數類型2，…）;第二種形式省略了參數名，此種形式也稱為函數的原型。如果非整型函數在主調函數之后定義，則應在主調函數中或主調函數之前對被調函數進行聲明。22#include<stdio.h>voidmain(){floatcalc(float

x,float

y,char

opr);floata,b;charopr;

printf("\n輸入四則運算表達式:");

scanf("%f%c%f",&a,&opr,&b);

if(opr=='+'||opr=='-'||opr=='*'||opr=='/')printf("%5.2f%c%5.2f=%6.2f\n",a,opr,b,calc(a,b,opr));elseprintf("非法運算符!\n");}floatcalc(float

x,float

y,char

opr){switch(opr){case'+':return(x+y); case'-':return(x-y); case'*':return(x*y); case'/':return(x/y);}}}對被調函數的聲明【例4-12】計算并輸出兩個數的和、差、積、商。234.3局部變量和全局變量變量的作用域：變量在程序中可以被使用的范圍。根據變量的作用域可以將變量分為局部變量和全局變量。局部變量（內部變量）：在函數內或復合語句內定義的變量以及形參。作用域：函數內或復合語句內。4.3.1局部作用域和局部變量【例】分析下面程序的運行結果及變量的作用域。24voidsub(int

a,int

b){

int

c;a=a+b;b=b+a;c=b-a;printf("sub:\ta=%db=%dc=%d\n",a,b,c);}局部變量voidmain(){

int

a=1,b=1,c=1;

printf("main:\ta=%db=%dc=%d\n",a,b,c);

sub(a,b);

printf("main:\ta=%db=%dc=%d\n",a,b,c);

{

int

a=2,b=2;

printf("comp:\ta=%db=%dc=%d\n",a,b,c);}

printf("main:\ta=%db=%dc=%d\n",a,b,c);}局部變量局部變量“分程序”或“程序塊”程序輸出結果：main: a=1b=1c=1sub: a=2b=3c=1main:a=1b=1c=1comp:a=2b=2c=1main: a=1b=1c=1254.3.2全局作用域和全局變量全局變量（外部變量）：在函數外部定義的變量。作用域：從定義變量的位置開始到本源文件結束。如在其作用域內的函數或分程序中定義了同名局部變量，則在局部變量的作用域內，同名全局變量暫時不起作用。【例】全局變量和局部變量的作用域。26int

a=5; voidf(int

x,int

y) {

int

b,c; b=a+x;c=a-y;printf("%d\t%d\t%d\n",a,b,c);}局部變量main(){int

b=6,c=7;

f(b,c);

printf("%d\t%d\t%d\n",a,b,c);

{

int

a=9,b=8;

printf("%d\t%d\t%d\n",a,b,c);

{

c=10;

printf("%d\t%d\t%d\n",a,b,c);

}

printf("%d\t%d\t%d\n",a,b,c);

}

printf("%d\t%d\t%d\n",a,b,c);}局部變量局部變量程序輸出結果：511-2567987981098105610全局變量“分程序”或“程序塊”int274.4變量的生存期和存儲類別4.4.1變量的生存期變量的生存期：變量在內存中占據存儲空間的時間。程序代碼區(qū)靜態(tài)存儲區(qū)動態(tài)存儲區(qū)存儲分配動態(tài)存儲變量靜態(tài)存儲變量284.4.2變量的存儲類別變量的屬性數據類型：決定為變量分配內存單元的長度，數據的存放形式，數的范圍。存儲類別：決定了變量的生存期，給它分配在哪個存儲區(qū)。29變量定義語句的一般形式存儲類別數據類型變量名1,…,變量名n;auto（自動的）register（寄存器的）static（靜態(tài)的）

extern（外部的）301．自動變量（auto類別）main()

{int

x,y;…}main()

{auto

int

x,y;…}自動變量等價可省局部變量可以定義為自動變量。31main(){int

a,b,c;

printf(“Entera，b:\n”);

scanf(“%d%d”,&a,&b);c=sum(a,b);

printf(“Sum=%d\n”,c);}sum(int

a,intb){intc=0;

c=a+b;

return(c);}printf(“Entera，b:\n”);scanf(“%d%d”,&a,&b);c=sum(a,b);c=a+b;return(c);printf(“Sum=%d\n”,c);main()Entera,b:內存用戶區(qū)靜態(tài)存儲區(qū)am

不定bm

不定cm

不定12<回車>as=1bs=2cs=0bm=2am=1sum(int

a,intb)Sum=3程序程序區(qū)動態(tài)存儲區(qū)觀察下列程序運行時變量的存儲情況單擊開始運行as=1bs=2cs=3運行結束cm=3

32⑴內存分配調用函數或執(zhí)行分程序時在動態(tài)存儲區(qū)為其分配存儲單元，函數或分程序執(zhí)行結束，所占內存空間即刻釋放。⑵變量的初值定義變量時若沒賦初值，變量的初值不確定；如果賦初值則每次函數被調用時執(zhí)行一次賦值操作。⑶生存期在函數或分程序執(zhí)行期間。⑷作用域自動變量所在的函數內或分程序內。自動變量332．靜態(tài)變量（static類別）除形參外，局部變量和全局變量都可以定義為靜態(tài)變量。static

int

a;main(){floatx,y;…}f(){static

int

b=1;……}全局靜態(tài)變量局部靜態(tài)變量自動變量不能省34⑴內存分配編譯時，將其分配在內存的靜態(tài)存儲區(qū)中，程序運行結束釋放該單元。⑵靜態(tài)變量的初值若定義時未賦初值，在編譯時，系統(tǒng)自動賦初值為0；若定義時賦初值，則僅在編譯時賦初值一次，程序運行后不再給變量賦初值。⑶生存期整個程序的執(zhí)行期間。⑷作用域局部靜態(tài)變量的作用域是它所在的函數或分程序。全局靜態(tài)變量的作用域是從定義處開始到本源文件結束。靜態(tài)變量35staticintb=0;main(){int a=2,i;for(i=0;i<2;i++)

printf("%4d",f(a));

printf("\n");}int

f(inta){staticintc=3;b++;c++;return(a+b+c);}【例】靜態(tài)變量的使用。main()for(i=0;i<2;i++)printf("%4d",f(a));int

f(inta)b++;c++;return(a+b+c);for(i=0;i<2;i++)printf("%4d",f(a));int

f(inta)b++;c++;return(a+b+c);printf("\n");for(i=0;i<2;i++)36int

c;staticint

a;main(){floatx,y;…}chars;f(){staticint

b=1;……}3.外部變量（extern