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【C语言入门】笔记六

aleck•2022-10-21•随笔•阅读5

【C语言入门】笔记六,第1张

【C语言入门】笔记六 第五章 函数 5.1 5.1.2 函数的定义

函数是一个完成特定工作的独立程序模块，包括库函数和自定义函数两种。

自定义函数：

函数类型 函数名(形式参数表){
    函数实现过程
}
1.函数首部

函数首部由函数类型、函数名和形式参数表组成。函数类型指函数返回结果的类型，一般与return语句中表达的类型一致。

参数表中给出函数计算所用到的相关已知条件，以类似变量定义的形式给出，例如：

double cylinder(double r, double h)

表示函数类型是double，也是函数的结果类型；函数名为cylinder，两个形参r和h的类型都是double，在cylinder()函数被调用时，两个形参的值将由主调函数给出。

注：形参不能写成 double r,h ！！！

2.函数体

由一对大括号和里面的若干条语句组成，用以计算，或完成特定的工作，并使用return语句返回运算结果

5.1.3 函数的调用

定义一个函数后，就可以在程序中调用这个函数，在C语言中，调用标准函数库时，只需要在程序最前面用#include 命令包含相应的头文件，调用自定义函数时，程序中要有与调用函数对应的函数定义。

...

3.参数传递

定义函数中double cylinder(double r, double h)指明两个形参r和h，而main()函数中volume=double cylinder(redius, height);中的redius和height是实参，实参redius和height的值将会传递给形参r和h。

实参要和形参一一对应，数量应该相同，顺序一致

...

注：return只能返回一个值

5.函数原型声明

C语言要求函数先定义后调用，如果自定义函数被放在主调函数的后面，就需要在函数调用前，加上函数原型声明。

函数声明一般格式为：

函数类型 函数名(参数表);

即与函数定义中的第一行（函数首部）相同，并且以分号结束

注：如果在调用函数前，既不定义，也不声明，程序编译时会出错。

练习5-1

(1)使用函数求1到n之和：输入一个正整数n，输出1~n之和。要求定义和调用函数sum(n)求1~n之和。

#include 
int sum(int n);
int main(void){
	int n;
	printf("n=");
	scanf("%d",&n);
	printf("%d",sum(n));
	return 0;
}
int sum(int n){
	int i,sum=0;
	for(i=1;i<=n;i++){
		sum+=i;
	}
	return sum;
}

(2)若要计算m~n(m 

#include 
int sum(int m, int n);
int main(void){
	int m,n;
	printf("m=");
	scanf("%d",&m);
	printf("n=");
	scanf("%d",&n);
	printf("%d",sum(m,n));
	return 0;
}
int sum(int m, int n){
	int i,sum=0;
	for(i=m;i<=n;i++){
		sum+=i;
	}
	return sum;
}

练习5-2

使用函数找最大值：输入2个数，输出其中较大的数，要求定义函数max(a, b)找出并返回a、b中较大的数。

#include 
int max(int m, int n);
int main(void){
	int m,n;
	printf("m=");
	scanf("%d",&m);
	printf("n=");
	scanf("%d",&n);
	printf("%d",max(m,n));
	return 0;
}
int max(int m, int n){
	if(m>n){
		return m;
	}else{
		return n;
	}
}

5.2 5.2.2 不返回结果的函数

不返回结果的函数定义：

void 函数名(形参表){
    函数实现过程
}

函数类型为void，表示不返回结果，函数体中可以使用没有表达式的return语句，也可以省略return。void类型的函数虽然不直接返回一个值，但它的作用通常以屏幕输出等方式体现。

在不返回结果的函数定义中，void不能省略，否则将会被默认定义成int。

5.2.3 结构化程序设计思想

一. 自顶向下分析问题的方法

  • 按自上而下，逐步细化的方法分析问题，按功能将其拆分为几个子问题，如课本P.110页的“学生成绩统计程序的层次结构图”，按照自顶向下的方法分析问题，有助于后续的模块化设计和测试，以及系统的集成

二. 模块化设计

  1. 一个模块只完成一个指定的功能
  2. 模块之间只通过参数进行调用
  3. 一个模块中只有一个入口和出口
  4. 模块中慎用全局变量

三. 结构化编码主要原则

  1. 模块化设计后，每一个模块都可以独立编码
  2. 对变量、函数、常量等命名时，要见名知义，有助于对变量含义或者函数功能的理解
  3. 在程序中添加必要的注释，增加程序的可读性
  4. 要有良好的程序层次分明、结构清楚、错落有致和更加清晰
  5. 程序要清晰易懂，语句结构要简单直接。在不影响功能和性能时，做到结构清晰第一，效率第二
  6. 程序要有良好的交互性，输入有提示，输出有说明，并且尽量采用统一整齐的输出
练习5-3

字符金字塔：输入一个正整数n和一个字符ch，输出n行由字符ch构成的字符金字塔。

#include 
void tour(int n, char ch);
int main(void){
	int n;
	char ch;
	printf("n=");
	scanf("%d",&n);
	printf("ch=");
	scanf(" %c",&ch);
	tour(n,ch);
	return 0;
}
void tour(int n, char ch){
	int i,j,k;
	for(i=1;i<=n;i++){
		for(j=1;j<=(n-i);j++){
			printf(" ");
		}
		for(k=1;k<=i;k++){
			printf("%c ",ch);
		}
		printf("n"); 
	}
}

至于第九行的“scanf(" %c",&ch);”的%号前面为什么要加空格，是因为不加空格运行会出问题，具体原因还木有研究透，研究可参考别人写的博客文章：scanf（）函数对字符输入的一些问题_Lemon的博客-CSDN博客_scanf字符输入https://blog.csdn.net/qq_41282102/article/details/80246701

5.3 5.3.2 局部变量和全局变量

1.局部变量

在程序中使用的变量都定义在函数的内部，它们的有效使用范围被局限在所在的函数内。保证了各函数之间的独立性，避免函数之间互相干扰。

C语言将定义在函数内部的变量成为局部变量，形参也是局部变量

除作用于函数的局部变量，C语言还允许定义作用于复合语句中的局部变量，有效范围被局限在复合语句内：

int main(void){
    int a=1;
    {
        int b=2;
        ...
    }
    printf("%d", a);

    return 0;
}

局部变量一般定义在函数和复合语句的开始处，标准的C语言规定不能定义在中间位置

2.全局变量

局部变量保证了函数的独立性，但程序设计有时还要考虑不同函数之间的数据交流，以及函数的某些统一设置，当一些变量需要被多个函数共同使用时，会受到很大的限制，为了解决多喝函数间的变量共用，C语言中允许定义全局变量。

全局变量格式与局部变量完全一致，但是它定义的位置不同，可以定义在程序的头部，也可以定义在两个函数的中间或者程序尾部，只要在函数外部即可。（但一般情况下把全局变量定义在程序的最前面）

虽然全局变量自由度大，但是在合作开发的程序中，每个人都按照自己的想法使用全局变量，可能产生互相的干扰，一般情况下，尽量使用局部变量和函数参数

5.3.3 变量生存周期和静态局部变量

1.变量生存周期

一般程序而言，计算机都是从主函数开始的，使得main()函数中所有的局部变量一开始就在内存数据区中分配了储存单元。而其他函数在被调用之前，其局部变量并未分配储存单元，只有当函数被调用时，其形参和局部变量才被分配相应的储存单元，一旦函数调用结束返回主调函数，在函数定义的所有形参和局部变量将不复存在，相应的储存单元由系统收回，根据特性，把局部变量称为自动变量，即函数被调用时，系统自动为其局部变量的单元由系统自动回收

变量从定义开始分配储存单元，到运行结束存储单元被回收，整个过程就称为变量生存周期

自动变量的定义形式为：

auto 类型名 变量表;
如：
auto int a, b;

在自动变量定义时，auto可以省略，其形式与以前定义的普通变量完全相同，也就是定义的局部变量都是自动变量

当main()函数调用其他函数时，由于main()还未运行结束，其局部变量仍然存在，还在生存周期中，但由于变量的作用范围，使得main()中的局部变量单元不能再其他函数中使用，只有回到主函数后，那些局部变量才能继续使用。变量的作用范围和生存周期是两个不同的概念，要区分清楚

2.变量储存的内存分布

自动变量和全局变量的生存周期不同，为了便于计算机存储管理，C语言把保存所有变量的数据区分成动态储存区和静态储存区。

它们的管理方式完全不同，动态存储区是使用堆栈来管理的，适合函数动态分配和回收存储单元。而静态储存区相对固定的，管理较简单，它用于存放全局变量和静态变量。

  1. 静态存储区存放全局变量和静态局部变量
  2. 动态存储区存放函数中的局部变量（当两个函数中有相同的变量时，由于它们分数不同单位，有各自的内存单元）

3.静态变量

静态局部变量存放在静态储存区，不会像普通局部变量那样因为函数调用结束而被系统回收，它的生存周期会持续到程序结束，由于储存单元被保留，一旦含有静态局部变量的函数被再次调用，则静态局部变量会被重新激活，上一次函数调用后的值依然保存着，可供本次调用继续使用

静态变量定义格式：

static 类型名 变量表

例5-9： 

#include 
double fact_s(int n);
int main(void){
	int i, n;
	printf("Input n:");
	scanf("%d", &n);
	for(i=1; i<=n; i++){
		printf("%3d!=%.0fn", i, fact_s(i));
	}
	return 0;
}
double fact_s(int n){
	static double f=1;
	f=f*n;
	return(f);
}

fact_s()函数并没有循环语句，而是考静态变量 f 保存上次函数调用时计算的到的 (n-1)! 的值，再乘上 n ，实现 n! 的计算

静态变量赋初值只在函数第一次调用时起作用，若没有赋初值，系统将自动赋值为 0 

练习5-4

将例5-9中的静态变量 f 定义为普通局部变量，还能实现计算 n! 吗？请上级检验。若把 f 换成全局变量又会如何？

答：当定义为普通局部变量时，每次调用函数时变量 f 都会是1，既无法实现计算 n! ，若将 f 换成全局变量，变量 f 的值不会随函数的调用而使它的值变为1，所以当变量 f 换成全局变量时，可以实现 n! 的计算

习题5 程序设计题1

使用函数计算分段函数的值：输入x，计算并输出下列分段函数f(x)的值，要求定义和调用函数sign(x)实现该分段函数。

0 & \ 0 & x=0 & \ -1 & x<0 & end{matrix}right." src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?f%28x%29%3D%5Cleft%5C%7B%5Cbegin%7Bmatrix%7D%201%20%26%20x%3E0%20%26%20%5C%5C%200%20%26%20x%3D0%20%26%20%5C%5C%20-1%20%26%20x%3C0%20%26%20%5Cend%7Bmatrix%7D%5Cright." />

#include 
int sign(int num);
int main(void){
	int x;
	printf("x=");
	scanf("%d",&x);
	printf("%d",sign(x));
	return 0;
}
int sign(int num){
	if(num>0){
		return 1;
	}else if(num==0){
		return 0;
	}else{
		return -1;
	}
}
程序设计题2

使用函数求奇数和：输入一批正整数（以零或者负数为结束标志），求其中的奇数和。要求定义和调用函数even(n)判断的奇偶性，当n为偶数时返回1，否则返回0

#include 
int even(int n);
int main(void){
	int num,sum=0;
	printf("输入整数：n");
	do{
		scanf("%d",&num);
		if(even(num)==0){
			sum+=num;
		}
	} while(num>0);
	printf("奇数和为：%d",sum);
	return 0;
}
int even(int n){
	if(n%2==0){
		return 1;
	}else{
		return 0;
	}
}

程序设计题3

使用函数计算两点间的距离：给定平面任意两点的坐标(x1, y1)和(x2, y2)，求这两点之间的距离（保留两位小数）。要求定义和调用函数dist(x1, y1, x2, y2)计算两点间的距离

#include 
#include 
double dist(double x1, double y1, double x2, double y2);
int main(void){
	double x1,y1,x2,y2; 
	printf("输入第一个坐标：");
	scanf("%lf %lf", &x1, &y1);
	printf("输入第二个坐标：");
	scanf("%lf %lf", &x2, &y2);
	printf("距离为：%.2f",dist(x1,y1,x2,y2));
	return 0; 
}
double dist(double x1, double y1, double x2, double y2){
	double s;
	s=sqrt(pow((x1-x2),2)+pow((y1-y2),2));
	return s;
}

程序设计题4

利用函数计算素数个数并求和：输入两个正整数m和n（1<=m，n<=500），统计并输出m和n之间的素数的个数以及这些素数的和。要求定义函数prime(m)判断m是否为素数。

#include 
int prime(int m);
int main(void){
	int i,m,n,num=0,sum=0;
	printf("m=");
	scanf("%d",&m);
	printf("n=");
	scanf("%d",&n);
	for(i=m;i<=n;i++){
		if(prime(i)==1){
			num++;
			sum+=i;
		}
	}
	printf("素数的个数：%d 素数和：%d",num,sum);
	return 0;
}
int prime(int m){
	int i,result=1;
	if(m==2){ //特例，2为素数 
		result=1;
	}else if(m!=1){
		for(i=2;i 

 
程序设计题5 

使用函数统计指定数字的个数：读入一个整数，统计并输出该数中“2”的个数，要求定义并调用函数countdigit(number, digit)，它的功能是统计整数number中的数字digit的个数。
 

#include 
#include 
int countdigit(int number, int digit); 
int main(void){
	int number,digit;
	printf("number=");
	scanf("%d",&number);
	printf("digit=");
	scanf("%d",&digit);
	printf("%d 中共有 %d 个 %d",number,countdigit(number,digit),digit);
	return 0;
}
int countdigit(int number, int digit){
	int n=0,remainder,i=0,p=1,temp,sum=0,num;
	do{ //判断数字的位数 
		remainder=number/p;  
		if(remainder!=0){
			n++;
		} 
		i++;
		p=pow(10,i);
	} while(remainder!=0);
	temp=number;
	for(i=n;i>0;i--){ //将每一位数都提取判断 
		num=temp/pow(10,i-1);
		temp=temp-num*pow(10,i-1);
		if(num==digit){
			sum++;
		}
	}
	return sum;
} 
 

 

 

（感觉可以再优化优化的...
 
程序设计题6 

使用函数输出水仙花数：输入两个正整数m和n（1≤m，n≤1000），输出m~n之间的所有满足各位数字的立方等于它本身的数，要求定义并调用函数is(number)判断number的各位数字的立方和是否等于它本身。
 

#include 
#include 
int is(int number);
int main(void){
	int m,n,i;
	printf("m=");
	scanf("%d",&m);
	printf("n=");
	scanf("%d",&n);
	if(m>=1&&n<=1000&&m<=n){
		for(i=m;i<=n;i++){
			if(is(i)==1){
				printf("%dn",i);
			}
		}
	}else{
		printf("Invalid.");
	}
	return 0;
}
int is(int number){
	int n=0,remainder,i=0,p=1,temp,sum=0,num;
	do{ //判断数字的位数 
		remainder=number/p;  
		if(remainder!=0){
			n++;
		} 
		i++;
		p=pow(10,i);
	} while(remainder!=0);
	temp=number;
	for(i=n;i>0;i--){ //将每一位数都提取判断 
		num=temp/pow(10,i-1);
		temp=temp-num*pow(10,i-1);
		sum+=pow(num,3);
	}
	if(sum==number){
		return 1;
	}else{
		return 0;
	}
}
 

 
程序设计题7  

使用函数求余弦函数的近似值：输入精度e，用下列公式求cosx的近似值，精确到最后一项的绝对值小于e。要求定义和调用函数funcos(e,x)求余弦函数的近似值。
 

 

#include 
#include 
double funcos(double e,double x);
int main(void){
	double e,x;
	printf("e=");
	scanf("%lf",&e);
	printf("x=");
	scanf("%lf",&x);
	printf("cos(%f) ≈ %f",x,funcos(e,x));
	return 0;
}
double funcos(double e,double x){
	int i=0,j,flag=1;
	double sum=0,last,fact;
	do{
		fact=1;
		for(j=1;j<=i;j++){ //求阶乘 
			fact*=j;
		}
		last=pow(x,i)/fact;
		sum+=flag*last;
		flag=-flag; 
		i+=2;
	} while(last>=e);
	return sum; 
}
 

 

 

 
程序设计题8 

输入一个正整数n，输出n行空心的数字金字塔。要求定义和调用函数hollow_pyramid(n)输出n行空心的数字金字塔。当n=5时，5行空心的金字塔如下所示：
 

 

#include 
void hollow_pyramid(int n);
int main(void){
	int n;
	printf("n=");
	scanf("%d",&n);
	hollow_pyramid(n);
	return 0;
}
void hollow_pyramid(int n){
	int i,j;
	for(i=1;i<=n;i++){
		for(j=n-i;j>0;j--){ //负责每一行的空格 
			printf(" ");
		}
		if(i==1){ //第一行放一个 
			printf("%dn",i);
		}else if(i!=n){ //中间行 
			printf("%d",i);
			for(j=1;j<=2*(i-1)-1;j++){
				printf(" ");
			}
			printf("%dn",i);
		}else{ //最后一行 
			for(j=1;j<=2*(i-1)+1;j++){
				printf("%d",i);
			}
		}
	}
}
 

 

 

- 第5章结束 -
 

（多学习，多练习，多注意细节）
 

整理自书籍《C语言程序设计》
 

如有错误，欢迎纠正！
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