C++程序設(shè)計(jì)(第4章2011924)

1、2022-3-61第第4章章 函數(shù)函數(shù) 本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)掌握內(nèi)容：本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)掌握內(nèi)容：n函數(shù)的定義函數(shù)的定義n函數(shù)的調(diào)用函數(shù)的調(diào)用n函數(shù)參數(shù)的傳遞方式函數(shù)參數(shù)的傳遞方式n內(nèi)聯(lián)函數(shù)和函數(shù)重載內(nèi)聯(lián)函數(shù)和函數(shù)重載2022-3-624.1 函數(shù)的定義函數(shù)的定義 C+C+語言函數(shù)定義的基本格式為：語言函數(shù)定義的基本格式為： 函數(shù)類型 函數(shù)名（形式參數(shù)列表） 函數(shù)體2022-3-63 函數(shù)名需符合標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則。 函數(shù)類型規(guī)定了函數(shù)返回值類型，它可以是C+語言中任何一種合法類型。如果函數(shù)沒有返回值時(shí)，必須用關(guān)鍵字void加以說明，缺省的返回值類型為int型。 形式參數(shù)列表（即形參列表）是被調(diào)函數(shù)接受調(diào)用者

2、數(shù)據(jù)的主要途徑，定義時(shí)應(yīng)分別給出各形式參數(shù)的類型，并用逗號(hào)隔開。形參表可以為空，但函數(shù)名后的一對(duì)圓括號(hào)不能省略。 函數(shù)體是由一對(duì)花括號(hào)括起來的語句序列，用于描述函數(shù)所要執(zhí)行的操作。 函數(shù)體可以為空，但此函數(shù)定義中的一對(duì)花括號(hào)不能省略。說明說明下面定義了一個(gè)空函數(shù)：void empty( ) 2022-3-64【例4.2】下面print() 函數(shù)用于輸出如下圖形。 * * *void print() cout*endl; cout *endl; cout *endl; 2022-3-654.1.2 函數(shù)的返回值函數(shù)的返回值n函數(shù)的返回值是通過函數(shù)中的return語句獲得的n當(dāng)函數(shù)有返回值時(shí)，函數(shù)

3、體內(nèi)要有一個(gè)return語句nreturn語句將被調(diào)用函數(shù)中的一個(gè)確定值帶回到調(diào)用它的函數(shù)中。n如果一個(gè)函數(shù)無返回任何值時(shí)，則將該函數(shù)的類型指定為void，這時(shí)函數(shù)體內(nèi)不必使用return語句。2022-3-66 return語句的格式有3種：n return( expression）; n return expression ; n return; 若函數(shù)體中無return語句，當(dāng)執(zhí)行到函數(shù)末尾時(shí)自動(dòng)返回到調(diào)用函數(shù)。 函數(shù)的返回值最多只有一個(gè)，可通過return 語句返回主調(diào)函數(shù)。return語句的格式語句的格式2022-3-674.2 4.2 函數(shù)的調(diào)用函數(shù)的調(diào)用n函數(shù)調(diào)用的形式：函數(shù)調(diào)用

4、的形式： 函數(shù)名（實(shí)參列表）函數(shù)名（實(shí)參列表）n說明說明n實(shí)參列表中的參數(shù)可以是常量、變量或其它構(gòu)造數(shù)據(jù)類型，也可以是表達(dá)式。n各實(shí)參之間用逗號(hào)隔開。n實(shí)參和形參的個(gè)數(shù)應(yīng)相等，類型一致，實(shí)參與形參一一對(duì)應(yīng)結(jié)合。n 對(duì)于無參函數(shù)調(diào)用時(shí)則沒有實(shí)參列表項(xiàng)。2022-3-684.2.1 4.2.1 函數(shù)的調(diào)用形式及過程函數(shù)的調(diào)用形式及過程n函數(shù)的調(diào)用過程函數(shù)的調(diào)用過程: :n為形參及函數(shù)體中的變量分配存儲(chǔ)空間；n用實(shí)參向形參傳遞數(shù)據(jù)；n中斷現(xiàn)行（調(diào)用）函數(shù)，將控制轉(zhuǎn)交給被調(diào)用函數(shù)執(zhí)行。2022-3-69n先計(jì)算出返回語句中的值n若表達(dá)式值的類型與函數(shù)類型不一致，則強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。n將計(jì)算出的表達(dá)式值返回給調(diào)

5、用函數(shù)作為返回值。n將控制由被調(diào)用函數(shù)轉(zhuǎn)向調(diào)用函數(shù)，執(zhí)行后面的語句。2022-3-610#include int max(int x,int y) /定義有參函數(shù)maxint z; z=xy?x:y; return(z);int main( )int a,b,c; coutab; c=max(a,b); /調(diào)用max函數(shù)，給定實(shí)參為a,b。 coutmax=cendl; return 0;2022-3-6114.2.2 4.2.2 函數(shù)的聲明函數(shù)的聲明n而編譯器獲得函數(shù)原型有兩種情況：而編譯器獲得函數(shù)原型有兩種情況：（）當(dāng)函數(shù)定義在調(diào)用之前時(shí)，則從定義中抽取函數(shù)原型。（）當(dāng)函數(shù)定義在調(diào)用之后時(shí)

6、，則程序員須在調(diào)用之前用函數(shù)原型對(duì)函數(shù)進(jìn)行聲明，讓編譯器獲得函數(shù)原型。2022-3-612函數(shù)聲明函數(shù)聲明n函數(shù)聲明也稱函數(shù)說明或函數(shù)原形，形式如下：函數(shù)聲明也稱函數(shù)說明或函數(shù)原形，形式如下： 函數(shù)類型函數(shù)類型 函數(shù)名（參數(shù)列表）；函數(shù)名（參數(shù)列表）；n說明：說明：n各部分的含義與函數(shù)定義相同，由于它是說明語句，沒有函各部分的含義與函數(shù)定義相同，由于它是說明語句，沒有函數(shù)體，所以需以分號(hào)結(jié)束，且可以省去參數(shù)名，因?yàn)楹瘮?shù)聲數(shù)體，所以需以分號(hào)結(jié)束，且可以省去參數(shù)名，因?yàn)楹瘮?shù)聲明只關(guān)心參數(shù)列表中參數(shù)的個(gè)數(shù)和類型。明只關(guān)心參數(shù)列表中參數(shù)的個(gè)數(shù)和類型。n對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，它是通過相應(yīng)的頭文件來加以說明的，

7、在對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，它是通過相應(yīng)的頭文件來加以說明的，在頭文件中含有標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的說明。因此使用前需在程序的開頭文件中含有標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)的說明。因此使用前需在程序的開頭用頭用#include#include命令把頭文件包含進(jìn)來。命令把頭文件包含進(jìn)來。2022-3-613函數(shù)聲明示例函數(shù)聲明示例1#include long fact(int); /函數(shù)聲明函數(shù)聲明void main() / main( )在在fact()定義的前面定義的前面 int n; long p; cinn; p=fact(n); /函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用 coutpendl;long fact( int m) /函數(shù)定義，定義函數(shù)函數(shù)

8、定義，定義函數(shù)fact求求m的階乘的階乘 int i; long s=1; for(i=1;i=m;i+) s=s*i; return(s); /函數(shù)返回函數(shù)返回 2022-3-614#include long fact( int m) / fact函數(shù)先定義，后調(diào)用 int i; long s=1; for(i=1;in; p=fact(n); /調(diào)用fact函數(shù)，求出n的階乘，放在p中 coutpendl;2022-3-615總結(jié)總結(jié) 若被調(diào)函數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)或用戶已編寫的函數(shù)（與主調(diào)函數(shù)不在同一文件中），則使用前需在程序的開頭用#include命令將被調(diào)函數(shù)的信息包含進(jìn)來。 若主調(diào)函數(shù)與被

9、調(diào)函數(shù)在同一文件內(nèi)，且主調(diào)函數(shù)在前，被調(diào)函數(shù)定義在后，則必須在主調(diào)函數(shù)的說明部分或主調(diào)函數(shù)的前面對(duì)被調(diào)函數(shù)進(jìn)行聲明。 如果被調(diào)函數(shù)在主調(diào)函數(shù)之前定義,可以省略對(duì)被調(diào)函數(shù)的說明。 通常，將所有函數(shù)的聲明集中在程序開頭；或?qū)⑺泻瘮?shù)的聲明信息寫入一個(gè)頭文件，編程時(shí)用#include 命令將其包含進(jìn)來即可。2022-3-6164.2.3 4.2.3 函數(shù)調(diào)用的參數(shù)傳遞方式函數(shù)調(diào)用的參數(shù)傳遞方式n 值調(diào)用值調(diào)用（1）實(shí)參在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，必須具有確定的值，以便把這些值傳送給形參。（2）形參變量只有在被調(diào)用時(shí)，才分配內(nèi)存單元；調(diào)用結(jié)束時(shí)，即刻釋放所分配的內(nèi)存單元。因此，形參只有在該函數(shù)內(nèi)有效。調(diào)用結(jié)束，

10、返回調(diào)用函數(shù)后，則不能再使用該形參變量。（3）實(shí)參對(duì)形參的數(shù)據(jù)傳送是單向的，即只能把實(shí)參的值傳送給形參，而不能把形參的值反向地傳送給實(shí)參。（4）實(shí)參和形參占用不同的內(nèi)存單元，即使同名也互不影響。2022-3-617#include int multiple3(int n)n=n*3; /對(duì)形參n 賦值return n;void main() int n=5; coutmultiple3(2)endl;coutmultiple3(n)endl; /實(shí)參ncoutnendl; /輸出實(shí)參n2022-3-618#include void swap(int a,int b); /函數(shù)聲明函數(shù)聲明voi

11、d main()int x,y;x=6; y=8;coutx=xy=yendl; /輸出調(diào)用前輸出調(diào)用前x，y的值的值swap(x,y); /調(diào)用調(diào)用swap（）函數(shù)（）函數(shù)coutx=xy=yendl; /輸出調(diào)用后輸出調(diào)用后x，y的值的值void swap(int a,int b) int temp; temp=a; a=b; b=temp;couta=ab=bendl;2022-3-619函數(shù)調(diào)用過程存儲(chǔ)單元狀況函數(shù)調(diào)用過程存儲(chǔ)單元狀況 2022-3-620 引用調(diào)用時(shí)，實(shí)參與形參使用相同的內(nèi)存單元，形參的變化影響實(shí)參。在后面8.9.2節(jié)中使用引用的方式，可以在被調(diào)函數(shù)中直接交換實(shí)參的值

12、。2022-3-6214.3 4.3 函數(shù)的嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用函數(shù)的嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用n概念概念n所謂嵌套調(diào)用就是在調(diào)用一個(gè)函數(shù)并執(zhí)行該函數(shù)的過程中，又調(diào)用另一個(gè)函數(shù)的情況。2022-3-622main()f1()f2()#include func2(int x) int t; t=x+9; return(t);func1( int a,int b) int z; z=func2(a*b); /函數(shù)fun1又調(diào)用了fun2 return(z);void main() int x1=2,x2=5,y; y=func1(x1,x2); /main()函數(shù)調(diào)用fun1 couty1)fac(n-1)

13、 (n1) 2022-3-626程序如下：#include long fac(int n) if (n=1) return(1); /遞歸結(jié)束值 else return(n*fac(n-1); /直接遞歸調(diào)用void main() int n; coutn; coutn!=fac(n)endl; 2022-3-627n遞歸調(diào)用的執(zhí)行過程分為遞推過程和回歸過程兩部分。這兩個(gè)過程由遞歸終止條件控制，即逐層遞推，直至遞歸終止條件，然后逐層回歸。2 2遞歸調(diào)用的執(zhí)行過程遞歸調(diào)用的執(zhí)行過程2022-3-628n無論是直接遞歸還是間接遞歸都必須保證在有限次調(diào)用之后能夠結(jié)束，即遞歸有結(jié)束條件并且遞歸能向結(jié)束

14、條件發(fā)展。注意注意2022-3-629【例【例4.104.10】反序輸出一個(gè)正整數(shù)的各位數(shù)值，如輸入】反序輸出一個(gè)正整數(shù)的各位數(shù)值，如輸入321321，應(yīng)輸出，應(yīng)輸出132132。# include void conv(int n)if (n10) coutn; return;cout n%10;conv(n/10);void main( )int t;coutt; conv(t);2022-3-630【例4.11】用遞歸調(diào)用的方法編程實(shí)現(xiàn)求最大公約數(shù)。#includeint gcd1(int x,int y) if(y=0)return x;else return gcd1(y,x%y);v

15、oid main() int a,b; coutab; int g=gcd1(a,b); cout最大公約數(shù)為：gendl;2022-3-631分析： A柱只有一個(gè)盤子的情況： A柱C柱； A柱有兩個(gè)盤子的情況：小盤A柱B柱，大盤A柱C柱，小盤B柱C柱。 A柱有n個(gè)盤子的情況：將此問題看成上面n-1個(gè)盤子和最下面第n個(gè)盤子的情況。n-1個(gè)盤子A柱B柱，第n個(gè)盤子A柱C柱，n-1個(gè)盤子B柱C柱。問題轉(zhuǎn)化成搬動(dòng)n-1個(gè)盤子的問題，同樣，將n-1個(gè)盤子看成上面n-2個(gè)盤子和下面第n-1個(gè)盤子的情況，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為搬動(dòng)n-2個(gè)盤子的問題，類推下去，一直到最后成為搬動(dòng)一個(gè)盤子的問題。這是一個(gè)典型的遞歸問題

16、，遞歸結(jié)束于只搬動(dòng)一個(gè)盤子。算法可以描述為： n-1個(gè)盤子A柱B柱，借助于C柱； 第n個(gè)盤子A柱C柱； n-1個(gè)盤子B柱C柱，借助于A柱；漢諾塔問題漢諾塔問題2022-3-632 其中步驟和步驟繼續(xù)遞歸下去，直至搬動(dòng)一個(gè)盤子為止。 由此，可以定義兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)是遞歸函數(shù)，命名為hanoi(int n, char source, char temp, char target)，實(shí)現(xiàn)將n個(gè)盤子從源柱source借助中間柱temp搬到目標(biāo)柱target；另一個(gè)命名為move(char source, char target)，用來輸出搬動(dòng)一個(gè)盤子的提示信息。 2022-3-633#include v

17、oid move(char source,char target) coutsourcetargetendl; void hanoi(int n,char source,char temp,char target) if(n=1) move(source,target); else hanoi(n-1,source,target,temp); /將n-1個(gè)盤子搬到中間柱 move(source,target); /將最后一個(gè)盤子搬到目標(biāo)柱 hanoi(n-1,temp,source,target); /將n-1個(gè)盤子搬到目標(biāo)柱 void main() int n; cout輸入盤子數(shù)：n; h

18、anoi(n,A,B,C);2022-3-6344.4 4.4 內(nèi)聯(lián)函數(shù)和函數(shù)重載內(nèi)聯(lián)函數(shù)和函數(shù)重載1 1內(nèi)聯(lián)函數(shù)的引入內(nèi)聯(lián)函數(shù)的引入 內(nèi)聯(lián)函數(shù)也稱為內(nèi)嵌函數(shù)，在使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí)，C+編譯器直接將被調(diào)函數(shù)的函數(shù)體中的代碼插入到調(diào)用該函數(shù)的語句處，在程序運(yùn)行時(shí)不再進(jìn)行函數(shù)調(diào)用，從而消除函數(shù)調(diào)用時(shí)的系統(tǒng)開銷，提高程序執(zhí)行效率 2022-3-6352 2內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義n內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義的格式：內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義的格式：inline inline 類型標(biāo)識(shí)符類型標(biāo)識(shí)符 函數(shù)名（參數(shù)列表）函數(shù)名（參數(shù)列表）n例例: :將求兩個(gè)將求兩個(gè)intint型數(shù)之和的函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)型數(shù)之和的函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)

19、inline int add(int a,intb) return a+b;2022-3-6364 4使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)應(yīng)注意的事項(xiàng)使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)應(yīng)注意的事項(xiàng)n內(nèi)聯(lián)函數(shù)不同于一般函數(shù)，主要體現(xiàn)在用替換代替了調(diào)用，從而提高了運(yùn)行效率。在使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：n內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體內(nèi)不允許有循環(huán)語句和開關(guān)switch語句。如果內(nèi)聯(lián)函數(shù)內(nèi)含有這些語句，則按普通函數(shù)處理。n內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體內(nèi)不能包含任何靜態(tài)變量和數(shù)組說明，也不能有遞歸調(diào)用。1.內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體中語句不宜過多，一般以1至5行為宜。因?yàn)?，?nèi)聯(lián)函數(shù)是一種用空間換時(shí)間的措施，若內(nèi)聯(lián)函數(shù)較長(zhǎng)，且調(diào)用太頻繁，程序的目標(biāo)代碼將加長(zhǎng)很多。2022-3-6

20、374.4.2 4.4.2 函數(shù)重載函數(shù)重載1 1函數(shù)重載的引入函數(shù)重載的引入n在C+中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的函數(shù)可以重名，但要求函數(shù)的參數(shù)說明不同，如參數(shù)的類型不同，參數(shù)的個(gè)數(shù)不同等。這種共享同名函數(shù)稱為函數(shù)重載。n重載函數(shù)的意義就在于，可以用同一個(gè)函數(shù)名字訪問多個(gè)相關(guān)函數(shù)，編譯器能夠根據(jù)參數(shù)的具體情況決定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。函數(shù)重載有助于解決復(fù)雜問題。2022-3-638n對(duì)于函數(shù)重載問題，要區(qū)分函數(shù)名相同的函數(shù)，只有從它的參數(shù)上進(jìn)行區(qū)分。具體地說，要實(shí)現(xiàn)函數(shù)重載，它們的參數(shù)必須滿足以下兩個(gè)條件之一： 參數(shù)的個(gè)數(shù)不同。參數(shù)的個(gè)數(shù)不同。 參數(shù)的類型不同參數(shù)的類型不同2022-3-639#include

21、int max(int a,int b) /求兩個(gè)整數(shù)的最大值 if(ab) return a; else return b;float max(float a,float b) /求兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的最大值 if(ab) return a; else return b;double max(double a,double b) /求兩個(gè)雙精度數(shù)的最大值 if(ab) return a; else return b;void main() int a=7,b=9; float c=5.6f,d=7.4f; double e=78.54,f=6.759; couta與b的最大值：max(a,b)end

22、l; coutc與d的最大值：max(c,d)endl; coute與f的最大值：max(e,f)endl;2022-3-640#includemax(int a,int b);max(int a,int b,int c);max(int a,int b,int c,int d);void main( ) coutmax(3,5)endl; coutmax(-7,9,0)endl; coutmax(8,6,1,2)b?a:b); max(int a,int b,int c) int t=max(a,b); return max(t,c);max(int a,int b,int c,int d)

23、 int t1,t2; t1=max(a,b); t2=max(c,d); return max(t1,t2);2022-3-6412 2重載函數(shù)的匹配順序重載函數(shù)的匹配順序n重載函數(shù)選擇的規(guī)則順序重載函數(shù)選擇的規(guī)則順序（1）尋找一個(gè)嚴(yán)格的匹配，即：調(diào)用與實(shí)參的數(shù)據(jù)類型、個(gè)數(shù)完全相同的那個(gè)函數(shù)。（2）通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換尋求一個(gè)匹配，即：通過（1）的方法沒有找到相匹配的函數(shù)時(shí)，則由C+系統(tǒng)對(duì)實(shí)參的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行內(nèi)部自動(dòng)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完畢后，如果有匹配的函數(shù)存在，則執(zhí)行該函數(shù)。（3）對(duì)實(shí)參進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，以此作為查找相匹配的函數(shù)。 2022-3-642#include void print(double d

24、) coutthis is a double dn; void print(int i) coutthis is an integer in; void main( ) int x=1,z=10; float y=1.0; char c=a; print(x); print(y); print(c); print(double(z); 2022-3-6433. 3. 定義重載函數(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)定義重載函數(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)（1 1）重載函數(shù)的區(qū)別不能只是函數(shù)的返回值不同，應(yīng)至少在形參的）重載函數(shù)的區(qū)別不能只是函數(shù)的返回值不同，應(yīng)至少在形參的個(gè)數(shù)、參數(shù)類型或參數(shù)順序上有所不同。個(gè)數(shù)、參數(shù)類型或參數(shù)順序上

25、有所不同。（2 2）應(yīng)使所有的重載函數(shù)的功能相同。如果讓重載函數(shù)完成不同的）應(yīng)使所有的重載函數(shù)的功能相同。如果讓重載函數(shù)完成不同的功能，會(huì)破壞程序的可讀性。功能，會(huì)破壞程序的可讀性。void myfun(int i)void myfun(int i) int myfun(int i)int myfun(int i) 2022-3-6444.5 4.5 函數(shù)的參數(shù)函數(shù)的參數(shù)1 1 函數(shù)參數(shù)的求值順序函數(shù)參數(shù)的求值順序 函數(shù)的求值順序會(huì)因編譯系統(tǒng)的不同而不同，有的編譯系統(tǒng)采用自左至右的順序計(jì)算參數(shù)的值，而有的編譯系統(tǒng)采用自右至左的順序計(jì)算參數(shù)的值。2022-3-645 在C+語言中可以設(shè)置函數(shù)形參的默認(rèn)值，在調(diào)用函數(shù)時(shí)，若明確給出了實(shí)參的值，則使用相應(yīng)實(shí)參的值；若沒有給出相應(yīng)實(shí)參的值，則使用默認(rèn)的值。這將為函數(shù)調(diào)用帶來方便和靈活。4.5.2 4.5.2 具有默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)具有默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)2022-3-646【例【例4.184.18】編寫具有默認(rèn)參數(shù)值的求三個(gè)整數(shù)最大值函數(shù)?！烤帉懢哂心J(rèn)參數(shù)值的求三個(gè)整數(shù)最大值函數(shù)。 #include int max(int x=70,int y=60,int z=50) int m; if(xy) m=x; else m=y; if(zm) m=z; return m