第一章函数与宏定义

第一章函数与宏定义 1.1 函数概念 1.2 变量作用域和存储类型 1.3 内部函数与外部函数 1.4 递归函数设计和调用 1.5 预处理 1.6 综合范例

1.1函数概念 函数是C程序的基本组成单位，每个C程序由一个主函数main()和任意个函数组成。每个函数对应特定的功能。意义：（1）便于设计复杂的大程序。（2）便于程序的维护和扩充。

main ( ) a b c  x z d C程序由一个main和任意个函数组成。 1)程序从main开始执行,最后又回到main函数结束。 2)由主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用，且同一函数可以被一个或多个函数调用任意次。 3) 除main外, 其它为标准库函数、用户自定义函数, 标准库函数：由系统提供，用户可调用。用户自定义函数：由用户按语法规则编写。

库函数简介 系统自带的标准库函数根据不同的功能作用放在不同的头文件中。 stdio.h  用于标准输入/输出 math.h  用于数学计算 ctype.h  用于字符处理 string.h  用于字串处理 time.h  用于时间/日期的处理 graphics.h  用于图形操作  库函数的使用提高了编程效率。使用时只需在程序的开头加上一条语句： #include <.h> 根据使用的函数来确定

函数体 1.1.1 函数定义 [存储类型符] [返回值类型符] 函数名([形参说明表]) { 说明部分执行部分 }

例 1: 定义函数hello，在屏幕上输出“Hello World!” hello () { printf(“Hello World!\n”); } 例 2: 定义函数add，实现整数的加法运算 add (int x, int y) { int result; result=x+y; printf(“%d”,result); } int add (int x, int y) { int result; result=x+y; return result; }

函数返回语句的形式有以下两种： 1、函数无返回值的情况 return;或根本没有return语句 2、函数有返回值的情况 return (表达式); 或 return 表达式; 例 3: 定义函数max，找出两个整数中的最大值并返回 int max (int x, int y) { int m; m=x>y? x : y ; return m; }

1.1.2 函数声明和调用 一、函数的声明调用函数前应对被调用函数进行声明(说明)，目的是告诉编译器所要使用的函数的信息，便于编译器对函数调用作精确的类型检查。函数声明的一般形式： [存储类型符][返回值类型符] 函数名( [形参说明表]); 如： int max(int x,int y);

函数声明 例:求二实数之和（1-1.c）。 main ( ) { float add(float x, float y ); float a, b, c； scanf("%f, %f",&a, &b); c=add(a, b); printf ("sum= %f"；c); } float add( float x, float y) { float z; z=x+y; return z; } 函数调用函数定义 例1、例2 当函数定义在函数调用之前时，可省略对被调函数的声明。

二、调用方式 （1）无返回值的情况　　　函数名([实参列表]); （2）有返回值的情况　　　　变量名＝函数名([实参列表]);

单向实参值形参。传递 1.1.3 函数的传值方式函数参数实参: 出现在函数调用中的参数。形参: 出现在函数定义中的参数。临时分配单元给形参调用时: 调用完毕，释放形参单元。

例:(1-2.c) int max (int x, int y) {int z; z=x>y? x:y; return (z)； } main( ) {int a, b, c; scanf("%d, %d", &a, &b); c=max(a, b); printf("max=%d\n", c); }

例1-2.c函数调用中参数传递过程为： 在main函数中 int a, b, c; a 10 scanf("%d, %d", &a, &b); b 15 c 15 c=max(a, b); int max(int x, int y) { int z; x 10 z=x>y? x:y; y 15 15 z return(z); }

注意（函数参数）： 形参变量在被调用前不占用存储单元；在调用结束后，形参所占存储单元亦被释放。  实参可以是常量、变量或表达式。  必须指定形参类型，且必须与实参的类型一致。  实参对形参的数据传递是“传值方式”。即单向传递，不能逆传。

例：阅读下列程序，写出运行结果(1-3.c) swap(int x, int y) {int t; a 15 t=x; x=y; y=t; b 19 printf("x=%d, y=%d\n", x, y);} main( ) { int a, b; scanf("%d, %d", &a, &b); x 15 19 y 15 if (a<b) swap(a, b); 19 15 t printf("a=%d, b=%d\n", a, b); }

关于main函数的参数: 一般情况下，main函数均无参数，但这并不表示main 函数必须为无参函数，在必要时，main函数也可以带有参数。

实参传递给形参时,实参的计算有的系统自左至右,有的自右至左。实参传递给形参时,实参的计算有的系统自左至右,有的自右至左。例　　int f(int a,int b) { int c; if(a>b) c=1; else if(a==b) c=0; else c=-1; return(c); } main() { int i=2,p; p=f(i,++i); printf("%d",p); } Turbo C是按自右至左的顺序求实参表的值，所以上机运运行结果为0。

注意（函数返回值）： • 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，则哪一个语句起作用。如：#include "stdio.h“ fun(int x, int n); main( ) { int n=4, x=2, s; s=fun(x, n); printf("s=%d\n", s); } fun(int x, int n) { if (n==1) return(x); else return(xfun(x, n1)); }

如果函数定义中没有给出函数值类型，一律按int型处理。如果函数定义中没有给出函数值类型，一律按int型处理。如：float max(float x, float y) 函数值为float型 char letter(char c1, char c2) 函数值为字符型 f(int a, int b) 函数值为int型

当函数值类型与return语句中表达式类型不一致时，以函数值类型为准。对数值型数据，可以自动进行类型转换。即函数类型决定返回值的类型。1-2.c  int z->float z (这种方法初学者最好不用) • 若被调函数中没有return语句，将不带回一个确定的、用户希望的函数值。但实际上，并非不带回值，而只是不带回有用的值，带回的是一个不确定的值。

如：(1-4.c) printstar( ) {printf("************\n"); } print_message( ) {printf(" How do you do!\n");} main ( ) {int a, b, c; a=printstar( ); b=print_message( ); c=printstar( ); printf("a=%d, b=%d, c=%d\n", a, b, c); } }

为了明确表示不需要函数返回值，可以用“void”定义函数为“无类型”。此时，不得使用a=printstar( )之类的语句。练习： • 编写计算圆面积的函数并调用(1-5.c)。 • 编写由三角形三条边求面积的函数并调用(1-5-0.c)。 • 打印出1000以内的所有素数，要求用到函数yes(n),其功能为判断某数n是否为素数(1-9.c)。 • 计算1+（1+2）+（1+2+3）+…+(1+2+3+…+n) 要求（1)n由键盘输入（2）每项的计算由函数完成(1-10.c)。

main {  调用a  } a( ) {  调用b  } b( ) { } 1.1.4 函数互相调用主函数调用其他函数，其他函数也可以互相调用。函数不能嵌套定义，但可嵌套调用

例：编写求组合数的函数。(1-6.c) 组合数的计算公式为： → 从程序中可以看到： (1)在定义函数时，函数fac、comb是互相独立的； (2)二个函数的定义均在主函数之前，所以在主函数中不必再对它们进行声明(说明)；

main函数 comb函数 fac函数调用comb函数调用fac函数输出c (3)程序从主函数main()开始执行，首先执行的scanf( ),输入数，然后调用comb(n,m),调用comb的过程中，要调用fac( )。fac( )的调用是嵌套在函数comb( )的调用中进行的，其嵌套调用过程如下：

例1：任何一个整数n的立方都可以表示为n个相邻奇数之和。其中最大奇数为d=2m-1，而m=1+2+3+…+n。 (1-7-0.c) 算法： • 从键盘输入整数n; • 求m=1+2+3+…+n的值； • 求d=2m-1的值； • 求所有奇数d, d-2, d-4, …, d-2*(n-1)。例2：定义函数max（a,b,c)，功能为求三个整型数中的最大值。利用该函数，编程求五个数的最大数(1-7.c) 。

1.2变量作用域及存储类型 一、变量作用域　　　根据变量的有效作用范围，变量可分为局部变量和全局变量。 1、局部变量凡在函数(含main 函数)内部定义的变量称为局部变量。局部性: 局部变量仅在函数内部有效,它包括：

1. 函数中定义的变量； 不同的函数可具有同名的变量, 它们占不同的内存单元, 互不影响。 2. 形式参数； 3. 在复合语句中可定义仅复合语句中有效的临时变量。(1-11.c )

2、全局变量 一个源文件中,在所有函数之外定义的变量为全局变量。有效性:自定义位置开始至文件结尾全部有效。

例: int p=1, q=5; float f1(int a) {int b, c;  } char c1, c2; p,q的作用范围 char f2(int x,int y); { int i, j;  } main ( ) }  } c1, c2的作用范围

1. 全局变量可以增强各函数间数据的联系。同一文件中的所有函数都能引用全局变量的值。当一个函数对其值进行改变后,另一个函数使用该变量的值亦相应改变。好处: 函数之间值传递。 2.不要随意使用全局变量。一是始终占据内存单元；二是由于函数依赖于外部定义的变量，降低了通用性。 3.不在全局变量作用域内的函数。若要使用全局(外)变量，需在函数体内加上extern保留字予以说明。 4.全局和局部变量同名时,局部变量有效。

例： float f1 (int x) {extern int a, b;  } int a＝0； b= –1 main ( ) {  } a, b作用域

int m=13; • int fun(int x, int y) • {int m=3; • printf("m1=%d\n",m); • return(x*y-m); } • main() • {int a=6,b=7; • printf("m2=%d\n",m); • printf("%d\n",fun(a,b)/m); } x, y m 全局变量m的作用范围 a, b 例：分析m作为全局变量和局部变量在程序中各个部分时的值。(1-12.c )

程序区 静态存储区动态存储区内存分配数据,变量存放二、变量的存储类型 1、变量的存储类型说明变量占用存储空间的区域。

静态存储变量: 存放于静态存储区,在程序整个运行过程中,始终占据固定的内存单元。动态存储变量: 存放于动态存储区,根据程序的运行状态(如：函数调用)而临时分配的单元，且单元并不固定。

常用的变量存储类型有三种： 1.自动 (auto)型 2.静态(static)型 3.外部(extern)型

2、局部变量存储形式 局部变量既可以静态方式 , 又可以动态方式存储。动态方式: auto int a, b; 则: a, b为自动型，存入动态区。在该函数被调用时才分配单元，函数调用结束时释放。 auto一般省略。以前用到的变量均为auto型, (除加static说明的之外)。在变量初始化方面，auto型变量在每次函数调用时都赋一次初值。其默认初值不确定。例：auto型变量的初始化 (1-13-0.c  )

静态方式: static int a, b; 则: a, b存入静态区。函数中的a, b始终占据固定存储单元。如果希望在函数调用结束后仍然保留函数中的局部变量的值，则可以把该变量定义为静态局部变量。在变量初始化方面，静态局部变量是在第一次调用函数时赋初值的，且只赋一次初值。默认初值为0。例：static局部变量的初始化 (1-13-0.c  ) 例：求n! (1-13.c )

2、全局变量存储形式 在函数外部中定义，它们一定存放在静态存贮区中。全局变量既可被本文件中各函数用,亦可被其它源文件中的函数引用。 (1)只被本文件中的函数引用全局变量本身一定是存放在静态区的。但若加上 static. 即:

static int a, b; float f1(x) int { } 则表明a,b只被本文件中各函数引用，即使与其它文件中的全局变量同名，也互不影响。

(2)可被其它文件中的函数引用（外部类型，默认）(2)可被其它文件中的函数引用（外部类型，默认） extern int a; fac(x) int x {  z=a  } int a; main( ) {  } 文件f2.c用到f1.c 中的a 文件f1.c f2.c中的extern在函数外说明,在函数内说明已叙述过。

函数内 函数外存储类别存在性作用域作用域存在性 auto     static 局部     (只限本文件) static 全局    不加static 全局(外部)     总结例：静态局部变量的作用域与存在性 (1-13-1.c )

1.3内部函数与外部函数 函数本身在一个文件中为全局的。即函数可被其所在文件的所有其它函数引用。但函数能否被其它文件中的函数所引用呢? 为此分为: 内部函数、外部函数一、内部函数–––只能在本文件中调用 static 类型标识符函数名(形参表)

例: static int max (int a, int b) {  } 则该函数max只能被本文件中的其它函数引用,而不能被其它文件中的函数引用。即如果在不同的文件中有同名的内部函数，将互不干扰。

二、外部函数 既可被本文件中的函数调用，也可被其它文件中的函数调用。 extern 类型标识符函数名(形参表) extern 可省略一般系统在调用外部函数的函数中用extern说明外部函数。

例: (1-14.c 1-15.c ) /*file2.c*/ extern int add(int m, int n) { return (m+n); } /*file1.c*/ #include<stdio.h> int mod(int a, int b); extern int add(int m, int n); main() { int x,y,result; scanf(“%d%d”,&x,&y); result=add(x,y); if (result>0) result=result-mod(x,y); printf(“result=%d\n”,result); } int mod(int a,int b) { return (a%d); }

由多个源文件组成一个程序： 1. 命令方式。 2. 建立项目文件。 3. 使用文件包含命令。

首先要生成两个源文件(file1.c 和file2.c)。再构造project文件，在编辑状态下，编辑一个后缀为prj的文件（文件名可由用户选择，如：ff.prj)此文件内容如下： file1 file2 后缀.c可有可无，file1,file2顺序无关，如果是file1.c和file2.c不在一个目录中时，可在project文件ff.prj中给出各自的路径。选择project功能项，在project name输入ff.prj。然后按F9，产生相应的执行文件ff.exe 。

1.4 递归函数设计和调用 递归调用: 在函数内调用函数本身，称为函数的递归调用。函数直接调用本身，称为直接递归。函数调用其他函数，其他函数又调用了本函数，称为间接递归。

直接调用 int f(int x) { int y, z;  z=f (y);  } 间接调用 int f1 (int x) { int y, z;  z=f2 (y);  } int f2 (int t) { int a, b;  a=f1 (y);  } 以上仅给出了递归的概念.

第一章 函数与宏定义