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,7.1为什么要用函数,问题：如果程序的功能比较多，规模比较大，把所有代码都写在main函数中，就会使主函数变得庞杂、头绪不清，阅读和维护变得困难有时程序中要多次实现某一功能，就需要多次重复编写实现此功能的程序代码，这使程序冗长，不精炼,7.1为什么要用函数,解决的方法：用模块化程序设计的思路采用“组
2、装”的办法简化程序设计的过程事先编好一批实现各种不同功能的函数把它们保存在函数库中，需要时直接用,7.1为什么要用函数,解决的方法：用模块化程序设计的思路函数就是功能每一个函数用来实现一个特定的功能函数的名字应反映其代表的功能,7.1为什么要用函数,在设计一个较大的程序时，往往把它分为若干个程序模块，每一个模块包括一个或多个函数，每个函数实现一个特定的功能程序可由一个主函数和若干个其他函数构成主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用同一个函数可以被一个或多个函数调用任意多次,7.1为什么要用函数,main,a,b,c,f,g,h,d,e,i,e,7.1为什么要用函数,可以使用库函数可以使用自
3、己编写的函数在程序设计中要善于利用函数，可以减少重复编写程序段的工作量，同时可以方便地实现模块化的程序设计,7.1为什么要用函数,例7.1 输出以下的结果，用函数调用实现。 * How do you do! *,7.1为什么要用函数,解题思路：在输出的文字上下分别有一行“*”号，显然不必重复写这段代码，用一个函数print_star来实现输出一行“*”号的功能。再写一个print_message函数来输出中间一行文字信息用主函数分别调用这两个函数,#include int main() void print_star(); void print_message(); print_star();
4、 print_message(); print_star(); return 0;,void print_star() printf(“*n”); ,void print_message() printf(“ How do you do!n”); ,输出16个*,输出一行文字,#include int main() void print_star(); void print_message(); print_star(); print_message(); print_star(); return 0;,void print_star() printf(“*n”); ,void print_m
5、essage() printf(“ How do you do!n”); ,声明函数,定义函数,#include int main() void print_star(); void print_message(); print_star(); print_message(); print_star(); return 0;,void print_star() printf(“*n”); ,void print_message() printf(“ How do you do!n”); ,说明： (1) 一个程序由一个或多个程序模块组成，每一个程序模块作为一个源程序文件。对较大的程序，一般不希
6、望把所有内容全放在一个文件中，而是将它们分别放在若干个源文件中，由若干个源程序文件组成一个C程序。这样便于分别编写、分别编译，提高调试效率。一个源程序文件可以为多个C程序共用。,说明： (2) 一个源程序文件由一个或多个函数以及其他有关内容（如预处理指令、数据声明与定义等）组成。一个源程序文件是一个编译单位，在程序编译时是以源程序文件为单位进行编译的，而不是以函数为单位进行编译的。,说明： (3) 程序的执行是从main函数开始的，如果在main函数中调用其他函数，在调用后流程返回到main函数，在main函数中结束整个程序的运行。,说明： (4) 所有函数都是平行的，即在定义函数时是分别进行
7、的，是互相独立的。一个函数并不从属于另一个函数，即函数不能嵌套定义。函数间可以互相调用，但不能调用main函数。main函数是被操作系统调用的。,说明： (5) 从用户使用的角度看，函数有两种。库函数，它是由系统提供的，用户不必自己定义而直接使用它们。应该说明，不同的C语言编译系统提供的库函数的数量和功能会有一些不同，当然许多基本的函数是共同的。用户自己定义的函数。它是用以解决用户专门需要的函数。,说明：(6) 从函数的形式看，函数分两类。 无参函数。无参函数一般用来执行指定的一组操作。无参函数可以带回或不带回函数值，但一般以不带回函数值的居多。 有参函数。在调用函数时，主调函数在调用被调用函
8、数时，通过参数向被调用函数传递数据，一般情况下，执行被调用函数时会得到一个函数值，供主调函数使用。,7.2 怎样定义函数,7.2.1 为什么要定义函数7.2.2 定义函数的方法,7.2.1 为什么要定义函数,C语言要求，在程序中用到的所有函数，必须“先定义，后使用”指定函数名字、函数返回值类型、函数实现的功能以及参数的个数与类型，将这些信息通知编译系统。,7.2.1 为什么要定义函数,指定函数的名字，以便以后按名调用指定函数类型，即函数返回值的类型指定函数参数的名字和类型，以便在调用函数时向它们传递数据指定函数的功能。这是最重要的，这是在函数体中解决的,7.2.1 为什么要定义函数,对于库函数
9、，程序设计者只需用#include指令把有关的头文件包含到本文件模块中即可程序设计者需要在程序中自己定义想用的而库函数并没有提供的函数,7.2.2 定义函数的方法,1.定义无参函数定义无参函数的一般形式为:,类型名 函数名(void) 函数体 ,类型名 函数名() 函数体 ,包括声明部分和语句部分,包括声明部分和语句部分,7.2.2 定义函数的方法,1.定义无参函数定义无参函数的一般形式为:,类型名 函数名(void) 函数体 ,类型名 函数名() 函数体 ,指定函数值的类型,指定函数值的类型,7.2.2 定义函数的方法,2.定义有参函数定义有参函数的一般形式为:类型名 函数名（形式参数表列）
10、 函数体 ,7.2.2 定义函数的方法,3. 定义空函数定义空函数的一般形式为:类型名 函数名（ ） 先用空函数占一个位置，以后逐步扩充好处：程序结构清楚，可读性好，以后扩充新功能方便，对程序结构影响不大,7.3 调用函数,7.3.1函数调用的形式7.3.2函数调用时的数据传递7.3.3函数调用的过程7.3.4函数的返回值,7.3.1函数调用的形式,函数调用的一般形式为： 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,7.3.1函数调用的形式,按函数调用在程序中出现的形式和位置来分，可以有以下3种函数调用方式：. 函
11、数调用语句把函数调用单独作为一个语句 如printf_star()；这时不要求函数带回值，只要求函数完成一定的操作,7.3.1函数调用的形式,按函数调用在程序中出现的形式和位置来分，可以有以下3种函数调用方式：. 函数表达式函数调用出现在另一个表达式中 如c=max(a,b);这时要求函数带回一个确定的值以参加表达式的运算,7.3.1函数调用的形式,按函数调用在程序中出现的形式和位置来分，可以有以下3种函数调用方式：. 函数参数函数调用作为另一函数调用时的实参 如mmax(a,max(b,c);其中max(b,c)是一次函数调用，它的值作为max另一次调用的实参,7.3.2 函数调用时的数据传
12、递,1.形式参数和实际参数在调用有参函数时，主调函数和被调用函数之间有数据传递关系定义函数时函数名后面的变量名称为“形式参数”（简称“形参”）主调函数中调用一个函数时，函数名后面参数称为“实际参数”（简称“实参”） 实际参数可以是常量、变量或表达式,7.3.2 函数调用时的数据传递,2. 实参和形参间的数据传递在调用函数过程中，系统会把实参的值传递给被调用函数的形参或者说，形参从实参得到一个值该值在函数调用期间有效，可以参加被调函数中的运算,7.3.2 函数调用时的数据传递,例7.2 输入两个整数，要求输出其中值较大者。要求用函数来找到大数。解题思路：(1)函数名应是见名知意，今定名为max(
13、2) 由于给定的两个数是整数，返回主调函数的值（即较大数）应该是整型(3)max函数应当有两个参数，以便从主函数接收两个整数，因此参数的类型应当是整型,7.3.2 函数调用时的数据传递,先编写max函数：int max(int x,int y) int z; z=xy?x:y; return(z); ,7.3.2 函数调用时的数据传递,在max函数上面，再编写主函数#include int main() int max(int x,int y); int a,b,c; printf(“two integer numbers: ); scanf(“%d,%d”, ,实参可以是常量、变量或表达式,
14、7.3.2 函数调用时的数据传递,c=max(a,b); （main函数）int max(int x, int y) （max函数） int z; z=xy?x:y; return(z); ,7.3.3 函数调用的过程,在定义函数中指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元。在发生函数调用时，函数max的形参被临时分配内存单元。,2,a,3,b,x,y,2,3,实参,形参,7.3.3 函数调用的过程,调用结束，形参单元被释放实参单元仍保留并维持原值，没有改变如果在执行一个被调用函数时，形参的值发生改变，不会改变主调函数的实参的值,2,a,3,b,x,y,2,3,实参,形参,7.
15、3.4. 函数的返回值,通常，希望通过函数调用使主调函数能得到一个确定的值，这就是函数值(函数的返回值)函数的返回值是通过函数中的return语句获得的。一个函数中可以有一个以上的return语句，执行到哪一个return语句，哪一个就起作用return语句后面的括号可以不要,7.3.4. 函数的返回值,通常，希望通过函数调用使主调函数能得到一个确定的值，这就是函数值(函数的返回值)(2) 函数值的类型。应当在定义函数时指定函数值的类型,7.3.4. 函数的返回值,通常，希望通过函数调用使主调函数能得到一个确定的值，这就是函数值(函数的返回值)(3)在定义函数时指定的函数类型一般应该和retu
16、rn语句中的表达式类型一致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,7.3.4. 函数的返回值,例7.3将例7.2稍作改动，将在max函数中定义的变量z改为float型。函数返回值的类型与指定的函数类型不同，分析其处理方法。解题思路：如果函数返回值的类型与指定的函数类型不同，按照赋值规则处理。,#include int main() int max(float x,float y); float a,b; int c; scanf(%f,%f,1.5,2.6,2.6,2,变为2,7.4对被调用函数的声明和函数原型,在一个函数中调用另一个函数需要具备如下条件：(1)
17、 被调用函数必须是已经定义的函数（是库函数或用户自己定义的函数）(2) 如果使用库函数，应该在本文件开头加相应的#include指令(3) 如果使用自己定义的函数，而该函数的位置在调用它的函数后面，应该声明,7.4对被调用函数的声明和函数原型,例7.4 输入两个实数，用一个函数求出它们之和。解题思路：用add函数实现。首先要定义add函数，它为float型，它应有两个参数，也应为float型。特别要注意的是：要对add函数进行声明。,7.4对被调用函数的声明和函数原型,分别编写add函数和main函数，它们组成一个源程序文件main函数的位置在add函数之前在main函数中对add函数进行声明
18、,#include int main() float add(float x, float y); float a,b,c; printf(Please enter a and b:); scanf(%f,%f,float add(float x,float y) float z; z=x+y; return(z); ,求两个实数之和，函数值也是实型,对add函数声明,#include int main() float add(float x, float y); float a,b,c; printf(Please enter a and b:); scanf(%f,%f,float add
19、(float x,float y) float z; z=x+y; return(z); ,只差一个分号,#include int main() float add(float x, float y); float a,b,c; printf(Please enter a and b:); scanf(%f,%f,float add(float x,float y) float z; z=x+y; return(z); ,定义add函数,调用add函数,函数原型的一般形式有两种：如 float add(float x, float y); float add(float, float);原型说
20、明可以放在文件的开头，这时所有函数都可以使用此函数,7.5 函数的嵌套调用,语言的函数定义是互相平行、独立的即函数不能嵌套定义但可以嵌套调用函数即调用一个函数的过程中，又可以调用另一个函数,7.5 函数的嵌套调用,main函数,调用a函数,结束,a函数,调用b函数,b函数,7.5 函数的嵌套调用,例7.5 输入4个整数，找出其中最大的数。用函数的嵌套调用来处理。解题思路：main中调用max4函数，找4个数中最大者max4中再调用max2，找两个数中的大者max4中多次调用max2，可找4个数中的大者，然后把它作为函数值返回main函数main函数中输出结果,#include int main
21、() int max4(int a,int b,int c,int d); int a,b,c,d,max; printf(“4 interger numbers:); scanf(%d%d%d%d,主函数,对max4 函数声明,#include int main() int max4(int a,int b,int c,int d); int a,b,c,d,max; printf(“4 interger numbers:); scanf(%d%d%d%d,主函数,输入4个整数,#include int main() int max4(int a,int b,int c,int d); in
22、t a,b,c,d,max; printf(“4 interger numbers:); scanf(%d%d%d%d,主函数,调用后肯定是4个数中最大者,输出最大者,int max4(int a,int b,int c,int d) int max2(int a,int b); int m; m=max2(a,b); m=max2(m,c); m=max2(m,d); return(m); ,max4函数,对max2 函数声明,int max4(int a,int b,int c,int d) int max2(int a,int b); int m; m=max2(a,b); m=max2
23、(m,c); m=max2(m,d); return(m); ,max4函数,a,b中较大者,a,b,c中较大者,a,b,c,d中最大者,int max4(int a,int b,int c,int d) int max2(int a,int b); int m; m=max2(a,b); m=max2(m,c); m=max2(m,d); return(m); ,max4函数,int max2(int a,int b) if(a=b) return a; else return b; ,max2函数,找a,b中较大者,int max4(int a,int b,int c,int d) int
24、 max2(int a,int b); int m; m=max2(a,b); m=max2(m,c); m=max2(m,d); return(m); ,max4函数,int max2(int a,int b) if(a=b) return a; else return b; ,max2函数,return(ab?a:b);,int max4(int a,int b,int c,int d) int max2(int a,int b); int m; m=max2(a,b); m=max2(m,c); m=max2(m,d); return(m); ,max4函数,int max2(int a
25、,int b) return(ab?a:b); ,int max4(int a,int b,int c,int d) int max2(int a,int b); int m; m=max2(a,b); m=max2(m,c); m=max2(m,d); return(m); ,max4函数,m=max2(max2(a,b),c);,int max2(int a,int b) return(ab?a:b); ,int max4(int a,int b,int c,int d) int max2(int a,int b); int m; m=max2(a,b); m=max2(m,c); m=m
26、ax2(m,d); return(m); ,max4函数,m=max2(max2(max2(a,b),c),d);,int max2(int a,int b) return(ab?a:b); ,int max4(int a,int b,int c,int d) int max2(int a,int b); int m; m=max2(a,b); m=max2(m,c); m=max2(m,d); return(m); ,max4函数,ruturn max2(max2(max2(a,b),c),d);,int max2(int a,int b) return(ab?a:b); ,int max4
27、(int a,int b,int c,int d) int max2(int a,int b); ruturn max2(max2(max2(a,b),c),d);,int max2(int a,int b) return(ab?a:b); ,#include int main() max=max4(a,b,c,d); ,7.6 函数的递归调用,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，称为函数的递归调用。语言的特点之一就在于允许函数的递归调用。,f2函数调用f1函数,7.6 函数的递归调用,int f(int x) int y,z; z=f(y); return (2*z);,
28、f函数调用f函数,f1函数调用f2函数,应使用if语句控制结束调用,直接调用本函数,间接调用本函数,7.6 函数的递归调用,例7.6 有5个学生坐在一起问第5个学生多少岁？他说比第4个学生大2岁问第4个学生岁数，他说比第3个学生大2岁问第3个学生，又说比第2个学生大2岁问第2个学生，说比第1个学生大2岁最后问第1个学生，他说是10岁请问第5个学生多大,7.6 函数的递归调用,解题思路：要求第个年龄，就必须先知道第个年龄要求第个年龄必须先知道第个年龄第个年龄又取决于第个年龄第个年龄取决于第个年龄每个学生年龄都比其前个学生的年龄大,7.6 函数的递归调用,解题思路：age(5)=age(4)+2a
29、ge(4)=age(3)+2age(3)=age(2)+2age(2)=age(1)+2age(1)=10,age(5)=age(4)+2,age(4)=age(3)+2,age(3)=age(2)+2,age(2)=age(1)+2,age(1) =10,age(2) =12,age(3) =14,age(4) =16,age(5) =18,回溯阶段,递推阶段,age(5)=age(4)+2,age(4)=age(3)+2,age(3)=age(2)+2,age(2)=age(1)+2,age(1) =10,age(2) =12,age(3) =14,age(4) =16,age(5) =1
30、8,回溯阶段,递推阶段,结束递归的条件,#include int main() int age(int n); printf(NO.5,age:%dn,age(5); return 0; int age(int n) int c; if(n=1) c=10; else c=age(n-1)+2; return(c); ,age(5)输出age(5),main,c=age(4)+2,age函数n=5,c=age(3)+2,age函数n=4,c=age(1)+2,age函数n=2,c=age(2)+2,age函数n=3,c=10,age函数n=1,age(1)=10,age(2)=12,age(3
31、)=14,age(4)=16,age(5)=18,18,例7.7 用递归方法求！。解题思路：求！可以用递推方法：即从开始，乘，再乘一直乘到。递推法的特点是从一个已知的事实(如1!=1)出发，按一定规律推出下一个事实(如2!=1!*2)，再从这个新的已知的事实出发，再向下推出一个新的事实(3!=3*2!)。n!=n*(n-1)!。,例7.7 用递归方法求！。解题思路：求！也可以用递归方法，即！等于！，而！，！可用下面的递归公式表示：,#include int main() int fac(int n); int n; int y; printf(input an integer number:)
32、; scanf(%d,int fac(int n) int f; if(n0) printf(n%cn,x,y); ,7.7数组作为函数参数,7.7.1数组元素作函数实参7.7.2数组名作函数参数7.7.3多维数组名作函数参数,7.7.1数组元素作函数实参,例7.9 输入10个数，要求输出其中值最大的元素和该数是第几个数。,7.7.1数组元素作函数实参,解题思路：定义数组a，用来存放10个数设计函数max，用来求两个数中的大者在主函数中定义变量m，初值为a0，每次调用max函数后的返回值存放在m中用“打擂台”算法，依次将数组元素a1到a9与m比较，最后得到的m值就是10个数中的最大者,#inc
33、lude int main() int max(int x,int y); int a10,m,n,i; printf(“10 integer numbers:n); for(i=0;iy?x:y); ,7.7.2数组名作函数参数,除了可以用数组元素作为函数参数外，还可以用数组名作函数参数(包括实参和形参)用数组元素作实参时，向形参变量传递的是数组元素的值用数组名作函数实参时，向形参 传递的是数组首元素的地址,7.7.2数组名作函数参数,例7.10 有一个一维数组score，内放10个学生成绩，求平均成绩。解题思路：用函数average求平均成绩，用数组名作为函数实参，形参也用数组名在average函数中引用各数组元素，求平均成绩并返回main函数,#include int main() float average(float array10); float score10,aver; int i; printf(input 10 scores:n); for(i=0;i10;i+) scanf(%f,
