C语言教案第7章.docx

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C语言教案第7章

●复习

程序的结构和函数的结构

●新授

第七章　函数

C语言是通过函数来实现模块化程序设计的。

所以较大的C语言应用程序，往往是由多个函数组成的，每个函数分别对应各自的功能模块。

7.1函数的定义与调用

7.1.1函数的定义

1．任何函数（包括主函数main（））都是由函数说明和函数体两部分组成。

根据函数是否需要参数，可将函数分为无参函数和有参函数两种。

（1）无参函数的一般形式

函数类型函数名（void）

{说明语句部分；

可执行语句部分；

}

注意：

在旧标准中，函数可以缺省参数表。

但在新标准中，函数不可缺省参数表；如果不需要参数，则用“void”表示，主函数main（）例外。

（2）有参函数的一般形式

函数类型函数名（数据类型参数[，数据类型参数2……]）

{说明语句部分；

可执行语句部分；

}

有参函数比无参函数多了一个参数表。

调用有参函数时，调用函数将赋予这些参数实际的值。

为了与调用函数提供的实际参数区别开，将函数定义中的参数表称为形式参数表，简称形参表。

[案例7.1]定义一个函数，用于求两个数中的较大数。

/*案例代码文件名：

AL7_1.C*/

/*功能：

定义一个求较大数的函数并在主函数中调用*/

intmax（intn1,intn2）/*定义一个函数max（）*/

{return（n1>n2?

n1:

n2）；

}

main（）

{intmax（intn1,intn2）；/*函数说明*/

intnum1,num2；

printf（"inputtwonumbers:

\n"）；

scanf（"%d%d",&num1,&num2）；

printf（"max=%d\n",max（num1,num2））；

getch（）;/*使程序暂停，按任一键继续*/

}

2．说明

（1）函数定义不允许嵌套。

在Ｃ语言中，所有函数（包括主函数main（））都是平行的。

一个函数的定义，可以放在程序中的任意位置，主函数main（）之前或之后。

但在一个函数的函数体内，不能再定义另一个函数，即不能嵌套定义。

（2）空函数──既无参数、函数体又为空的函数。

其一般形式为：

[函数类型]函数名（void）

{}

（3）在老版本C语言中，参数类型说明允许放在函数说明部分的第2行单独指定。

7.1.2函数的返回值与函数类型

Ｃ语言的函数兼有其它语言中的函数和过程两种功能，从这个角度看，又可把函数分为有返回值函数和无返回值函数两种。

1．函数返回值与return语句

有参函数的返回值，是通过函数中的return语句来获得的。

（1）return语句的一般格式：

return（返回值表达式）;

（2）return语句的功能：

返回调用函数，并将“返回值表达式”的值带给调用函数。

注意：

调用函数中无return语句，并不是不返回一个值，而是一个不确定的值。

为了明确表示不返回值，可以用“void”定义成“无（空）类型”。

2．函数类型

在定义函数时，对函数类型的说明，应与return语句中、返回值表达式的类型一致。

如果不一致，则以函数类型为准。

如果缺省函数类型，则系统一律按整型处理。

7.1.3对被调用函数的说明和函数原型

在ANSIC新标准中，采用函数原型方式，对被调用函数进行说明，其一般格式如下：

函数类型函数名（数据类型[参数名][,数据类型[参数名2]…]）；

Ｃ语言同时又规定，在以下2种情况下，可以省去对被调用函数的说明：

（1）当被调用函数的函数定义出现在调用函数之前时。

因为在调用之前，编译系统已经知道了被调用函数的函数类型、参数个数、类型和顺序。

（2）如果在所有函数定义之前，在函数外部（例如文件开始处）预先对各个函数进行了说明，则在调用函数中可缺省对被调用函数的说明。

7.1.4函数的调用

在程序中，是通过对函数的调用来执行函数体的，其过程与其它语言的子程序调用相似。

Ｃ语言中，函数调用的一般形式为：

函数名（[实际参数表]）

在Ｃ语言中，可以用以下几种方式调用函数：

（1）函数表达式。

函数作为表达式的一项，出现在表达式中，以函数返回值参与表达式的运算。

这种方式要求函数是有返回值的。

如：

s=area（3,4,5）

（2）函数语句。

C语言中的函数可以只进行某些操作而不返回函数值，这时的函数调用可作为一条独立的语句。

如：

printf（“WelcometoChina!

”）

（3）函数实参。

函数作为另一个函数调用的实际参数出现。

这种情况是把该函数的返回值作为实参进行传送，因此要求该函数必须是有返回值的。

如：

max（max（a,b）,c）;

说明：

（1）调用函数时，函数名称必须与具有该功能的自定义函数名称完全一致。

（2）实参在类型上按顺序与形参，必须一一对应和匹配。

如果类型不匹配，C编译程序将按赋值兼容的规则进行转换。

如果实参和形参的类型不赋值兼容，通常并不给出出错信息，且程序仍然继续执行，只是得不到正确的结果。

（3）如果实参表中包括多个参数，对实参的求值顺序随系统而异。

有的系统按自左向右顺序求实参的值，有的系统则相反。

TurboC和MSC是按自右向左的顺序进行的。

7.1.5函数的形参与实参

函数的参数分为形参和实参两种，作用是实现数据传送。

形参出现在函数定义中，只能在该函数体内使用。

发生函数调用时，调用函数把实参的值复制1份，传送给被调用函数的形参，从而实现调用函数向被调用函数的数据传送。

[案例7.3]实参对形参的数据传递。

/*实参对形参的数据传递。

*/

/*案例代码文件名：

AL7_3.C*/

voidmain（）

{voids（intn）;/*说明函数*/

intn=100;/*定义实参n，并初始化*/

s（n）;/*调用函数*/

printf（"n_s=%d\n",n）;/*输出调用后实参的值，便于进行比较*/

getch（）;

}

/**/

voids（intn）

{inti;

printf（"n_x=%d\n",n）;/*输出改变前形参的值*/

for（i=n-1;i>=1;i--）n=n+i;/*改变形参的值*/

printf（"n_x=%d\n",n）;/*输出改变后形参的值*/

}

说明：

（1）实参可以是常量、变量、表达式、函数等。

无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值，以便把这些值传送给形参。

因此，应预先用赋值、输入等办法，使实参获得确定的值。

（2）形参变量只有在被调用时，才分配内存单元；调用结束时，即刻释放所分配的内存单元。

因此，形参只有在该函数内有效。

调用结束，返回调用函数后，则不能再使用该形参变量。

（3）实参对形参的数据传送是单向的，即只能把实参的值传送给形参，而不能把形参的值反向地传送给实参。

（4）实参和形参占用不同的内存单元，即使同名也互不影响。

●小结

函数定义的格式，函数调用的形式，参数的使用。

●作业

1、写出函数定义的格式和函数说明的格式。

2、写出实参向形参传值的方法。

3、写出函数调用的三种方式并分别举一例。

●复习

1、函数的定义格式和说明格式。

2、函数的调用形式。

3函数参数的具体使用。

●新授

7.2函数的嵌套调用和递归调用

C语言中的函数不允许定义，但允许嵌套调用和递归调用。

函数的嵌套调用是指函数1调用了函数2，而函数2又调用了函数3。

也就是说，函数与函数之间没有从属关系，一个函数既可以被其他函数调用，同时该函数也可以调用另外别的函数。

其关系可表示为下图：

[案例7.4]计算s=1k+2k+3k+……+Nk

/*案例代码文件名：

AL7_4.C*/

/*功能：

函数的嵌套调用*/

#defineK4

#defineN5

longf1（intn,intk）/*计算n的k次方*/

{long　power=n;

inti;

for（i=1;i

returnpower;

}

longf2（intn,intk）/*计算1到n的k次方之累加和*/

{longsum=0;

inti;

for（i=1;i<=n;i++）sum+=f1（i,k）;

returnsum;

}

main（）

{printf（"Sumof%dpowersofintegersfrom1to%d=",K,N）;

printf（"%d\n",f2（N,K））;

getch（）;

}

在主函数中，调用函数f2（）求∑ik值（i＝1……n）。

在f2（）中又发生对函数f1（）的调用，这时是把i和k的值作为实参去调用f1（），在f1（）中完成求ik的计算。

f1（）执行完毕，把power的值（即ik）返回给f2（），再由f2（）通过循环实现累加，计算出结果再返回主函数，至此，由函数的嵌套调用实现了题目的要求。

例：

由键盘任意输入两个整数，求这两个整数的最小公倍数。

（任何任何两个的最小数等于这两个数这积再除以这两个数的最大公约数。

）

intfun1（intn1,intn2）

{intgbs1;

gbs1=n1*n2/fun2（n1,n2）;

return（gbs1）;

}

intfun2（intu,intv）

{intt,r;

if（v>u）

{t=u;u=v;v=t;}

while（（r=u%v）!

=0）

{u=v;v=r;}

return（v）;

}

main（）

{intnum1,num2,gbs;

printf（“inputtwonumbers:

”）;

scanf（“%d%d”,&num1,&num2）;

gbs=fun1（num1,num2）;

printf（“gbs=%d\n”,gbs）;

}

该例中共有3个函数，即main（）、fun1（）、fun2（）。

fun1（）和fun2（）这两个函数的定义是并列的，相互独立的。

在程序运行过程中，main（）调用了fun1（）函数以求出最小公倍数，而fun1（）函数又调用了fun2（）函数以求出最大公约数。

7.2.2函数的递归调用

函数的递归调用是指，一个函数在它的函数体内，直接或间接地调用它自身。

Ｃ语言允许函数的递归调用。

在递归调用中，调用函数又是被调用函数，执行递归函数将反复调用其自身。

每调用一次就进入新的一层。

为了防止递归调用无终止地进行，必须在函数内有终止递归调用的手段。

常用的办法是加条件判断，满足某种条件后就不再作递归调用，然后逐层返回。

[案例7.5]用递归法计算n!

。

/*案例代码文件名：

AL7_5.C*/

/*功能：

通过函数的递归调用计算阶乘*/

longpower（intn）

{longf;

if（n>1）f=power（n-1）*n;

elsef=1;

return（f）;

}

main（）

{intn;

longy;

printf（"inputainteagernumber:

\n"）;

scanf（"%d",&n）;

y=power（n）;

printf（"%d!

=%ld\n",n,y）;

getch（）;

}

本案例中的函数power（）是一个递归函数，主函数调用power（）后，即进入函数power（）执行：

当n>1时递归调用power（）函数自身，由于每次递归调用的实参为n-1，即把n-1的值赋予形参n，最后当n-1的值为1时再递归调用时，形参n的值也为1，将使递归终止。

然后函数power（）逐层返回。

例如运行本程序时，输入值为5，即求5!

。

在主函数中的调用语句即为y=power（5），power（）进入函数后，由于n=5，大于1，故执行f=power（n-1）*n，即f=power（n-1）*5，该语句对power（）函数作递归调用，即power（4），逐次递归展开，，进行四次递归调用后，power（）函数形参取得的值变为1，故不再继续递归调用，而开始逐层返回调用函数。

例：

用递归法求xn

即n=0,xn=1;

n=1,xn=1;

n>1,xn=x*xn-1

程序代码：

Floatxn（floatx,intn）

{floatt;

If（n==0）t=1;

Elseif（n==1）t=x;

Elset=x*xn（x,n-1）;

Returnt;

}

Main（）

{intn;

Floatx,y;

Printf（“inputx,n”）;

Scanf（“%f,%d”,&x,&n）;

Y=xn（x,n）;

Printf（“%.2f”,y）;

}

●小结

函数定义的格式，函数调用的形式，参数的使用。

●复习

一维数组、二维数组及字符数组的定义方式，赋值方式和数组的引用方法。

●新授

7.3数组作为函数参数

7.3.1数组元素作为函数参数

数组用作函数参数有两种形式：

一种是把数组元素（又称下标变量）作为实参使用；另一种是把数组名作为函数的形参和实参使用。

数组元素就是下标变量，它与普通变量并无区别。

数组元素只能用作函数实参，其用法与普通变量完全相同：

在发生函数调用时，把数组元素的值传送给形参，实现单向值传送。

[案例7.6]写一函数，统计字符串中字母的个数。

/*案例代码文件名：

AL7_6.C*/

/*功能：

数组元素作为函数实参*/

intisalp（charc）

{if（c>='a'&&c<='z'||c>='A'&&c<='Z'）

return

（1）;

elsereturn（0）;

}

main（）

{inti,num=0;

charstr[255];

printf（"Inputastring:

"）;

gets（str）;

for（i=0;str[i]!

='\0';i++）

if（isalp（str[i]））num++;

puts（str）;

printf（"num=%d\n",num）;

getch（）;

}

本案例首先定义一个整型函数isalp（），在函数体中，判断c为字母，则返回数值1，否则返回数值0。

在main（）函数中，用一个for（）循环，多次通过if语句调用isalp（）函数，并将数组元素作为函数的实参，即把str[i]的值传送给形参c，供isalp（）函数使用。

说明：

（1）用数组元素作实参时，只要数组类型和函数的形参类型一致即可，并不要求函数的形参也是下标变量。

换句话说，对数组元素的处理是按普通变量对待的。

（2）在普通变量或下标变量作函数参数时，形参变量和实参变量是由编译系统分配的两个不同的内存单元。

在函数调用时发生的值传送，是把实参变量的值赋予形参变量。

7.3.2数组名作为函数的形参和实参

数组名作函数参数时，既可以作形参，也可以作实参。

数组名作函数参数时，要求形参和相对应的实参都必须是类型相同的数组（或指向数组的指针变量），都必须有明确的数组说明

[案例7.7]已知某个学生5门课程的成绩，求平均成绩。

/*案例代码文件名：

AL7_7.C*/

floataver（floata[]）/*求平均值函数*/

{inti；

floatav,s=a[0]；

for（i=1；i<5；i++）s+=a[i]；

av=s/5；

returnav；

}

voidmain（）

{floatsco[5],av；

inti；

printf（"\ninput5scores:

\n"）；

for（i=0；i<5；i++）scanf（"%f",&sco[i]）；

av=aver（sco）；/*调用函数，实参为一数组名*/

printf（"averagescoreis%5.2f\n",av）；

getch（）;

}

本程序中首先定义了一个实型函数aver（），有一个形参为实型数组a。

在函数aver（）中，把各元素值相加求出平均值，返回给主函数。

主函数main（）中，首先完成数组sco各元素值的输入，然后以数组名sco作为实参，调用aver（）函数，函数返回值送av，最后输出av值。

说明：

（1）用数组名作函数参数，应该在调用函数和被调用函数中分别定义数组，且数据类型必须一致，否则结果将出错。

例如，在本案例中，形参数组为a[]，实参数组为sco[]，它们的数据类型相同。

（2）C编译系统对形参数组大小不作检查，所以形参数组可以不指定大小。

例如，本案例中的形参数组a[]。

如果指定形参数组的大小，则实参数组的大小必须大于等于形参数组，否则因形参数组的部分元素没有确定值而导致计算结果错误。

●小结

数组做为函数参数的使用。

●复习

变量的定义，变量的初始化和变量的使用。

●新授

7.4内部变量与外部变量

Ｃ语言中所有的变量都有自己的作用域。

变量说明的位置不同，其作用域也不同，据此将Ｃ语言中的变量分为内部变量和外部变量。

在一个函数内部说明的变量是内部变量，它只在该函数范围内有效。

也就是说，只有在包含变量说明的函数内部，才能使用被说明的变量，在此函数之外就不能使用这些变量了。

所以内部变量也称“局部变量”。

例如：

intf1（inta）/*函数f1*/

{intb,c；

……

}/*a,b,c作用域：

仅限于函数f1（）中*/

 intf2（intx）/*函数f2*/

{inty,z；

……

}/*x,y,z作用域：

仅限于函数f2（）中*/

main（）

{intm,n；

……

}/*m,n作用域：

仅限于函数main（）中*/

关于局部变量的作用域还要说明以下几点：

1．主函数main（）中定义的内部变量，也只能在主函数中使用，其它函数不能使用。

同时，主函数中也不能使用其它函数中定义的内部变量。

因为主函数也是一个函数，与其它函数是平行关系。

这一点是与其它语言不同的，应予以注意。

2．形参变量也是内部变量，属于被调用函数；实参变量，则是调用函数的内部变量。

3．允许在不同的函数中使用相同的变量名，它们代表不同的对象，分配不同的单元，互不干扰，也不会发生混淆。

4．在复合语句中也可定义变量，其作用域只在复合语句范围内。

7.4.2外部变量

在函数外部定义的变量称为外部变量。

以此类推，在函数外部定义的数组就称为外部数组。

外部变量不属于任何一个函数，其作用域是：

从外部变量的定义位置开始，到本文件结束为止。

外部变量可被作用域内的所有函数直接引用，所以外部变量又称全局变量。

[案例7.9]输入长方体的长（l）、宽（w）、高（h），求长方体体积及正、侧、顶三个面的面积。

/*案例代码文件名：

AL7_9.C*/

/*功能：

利用全局变量计算长方体的体积及三个面的面积*/

ints1,s2,s3;

intvs（inta,intb,intc）

{intv;

v=a*b*c;s1=a*b;s2=b*c;s3=a*c;

returnv;

}

main（）

{intv,l,w,h;

clrscr（）;

printf（"\ninputlength,widthandheight：

"）;

scanf（"%d%d%d",&l,&w,&h）;

v=vs（l,w,h）;

printf（"v=%ds1=%ds2=%ds3=%d\n",v,s1,s2,s3）;

getch（）;

}

对于全局变量还有以下几点说明：

（1）外部变量可加强函数模块之间的数据联系，但又使这些函数依赖这些外部变量，因而使得这些函数的独立性降低。

从模块化程序设计的观点来看这是不利的，因此不是非用不可时，不要使用外部变量。

（2）在同一源文件中，允许外部变量和内部变量同名。

在内部变量的作用域内，外部变量将被屏蔽而不起作用。

（3）外部变量的作用域是从定义点到本文件结束。

如果定义点之前的函数需要引用这些外部变量时，需要在函数内对被引用的外部变量进行说明。

外部变量说明的一般形式为：

extern数据类型外部变量[，外部变量2……]；

[案例7.10]外部变量的定义与说明。

/*案例代码文件名：

AL7_10.C*/

intvs（intxl,intxw）

{externintxh；/*外部变量xh的说明*/

intv；

v=xl*xw*xh；/*直接使用外部变量xh的值*/

returnv；

}

main（）

{externintxw,xh；/*外部变量的说明*/

intxl=5；/*内部变量的定义*/

printf（"xl=%d,xw=%d,xh=%d\nv=%d",xl,xw,xh,vs（xl,xw））；

}

intxl=3,xw=4,xh=5；/*外部变量xl、xw、xh的定义*/

7.5内部函数和外部函数

当一个源程序由多个源文件组成时，Ｃ语言根据函数能否被其它源文件中的函数调用，将函数分为内部函数和外部函数。

如果在一个源文件中定义的函数，只能被本文件中的函数调用，而不能被同一程序其它文件中的函数调用，这种函数称为内部函数。

定义一个内部函数，只需在函数类型前再加一个“static”关键字即可，如下所示：

static函数类型函数名（函数参数表）

{……}

关键字“static”，译成中文就是“静态的”，所以内部函数又称静态函数。

但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件。

使用内部函数的好处是：

不同的人编写不同的函数时，不用担心自己定义的函数，是否会与其它文件中的函数同名，因为同名也没有关系。

7.5.2外部函数

外部函数的定义：

在定义函数时，如果没有加关键字“static”，或冠以关键字“extern”，表示此函数是外部函数：

[extern]函数类型函数名（函数参数表）

{……}

调用外部函数时，需要对其进行说明：

[extern]函数类型函数名（参数类型表）[，函数名2（参数类型表2）……]；

[案例7.11]外部函数应用。

（1）文件mainf.c

main（）

{externvoidinput（…）,process（…）,output（…）;

input（…）;process（…）;output（…）;

}

（2）文件subf1.c

……

externvoidinput（……）/*定义外部函数*/

{……}

（3）文件subf2.c

……

externvoidprocess（……）/*定义外部函数*/

{……}

（4）文件subf3.c

……

externvoidoutput（……）/*定义外部函数*/

{……}

7.5.3多个源程序文件的编译和连接

（1）一般过程

编辑各源文件→创建Project（项目）文件→设置项目名称→编译、连接，运行，