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函数(下)-C语言教程

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函数是C源程序的基本模块,通过对函数模块的调用实现特定的功能。C语言中的函数相当于其它高级语言的子程序。C语言不仅提供了极为丰富的库函数(如Turbo C,MS C都提供了三百多个库函数),还允许用户建立自己定义的函数。用户可把自己的算法编成一个个相对独立的函数模块,然后用调用的方法来使用函数。

 

8.7 数组作为函数参数

数组可以作为函数的参数使用,进行数据传送。数组用作函数参数有两种形式,一种是把数组元素(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。

1. 数组元素作函数实参

数组元素就是下标变量,它与普通变量并无区别。 因此它作为函数实参使用与普通变量是完全相同的,在发生函数调用时,把作为实参的数组元素的值传送给形参,实现单向的值传送。例5.4说明了这种情况。

【例8.7】判别一个整数数组中各元素的值,若大于0 则输出该值,若小于等于0则输出0值。编程如下:

 

void nzp(int v){    if(v>0)      printf("%d ",v);    else      printf("%d ",0);}main(){    int a[5],i;    printf("input 5 numbers\n");    for(i=0;i<5;i++)      {scanf("%d",&a[i]);	   nzp(a[i]);}}

    本程序中首先定义一个无返回值函数nzp,并说明其形参v为整型变量。在函数体中根据v值输出相应的结果。在main函数中用一个for语句输入数组各元素,每输入一个就以该元素作实参调用一次nzp函数,即把a[i]的值传送给形参v,供nzp函数使用。

2. 数组名作为函数参数

用数组名作函数参数与用数组元素作实参有几点不同:

1) 用数组元素作实参时,只要数组类型和函数的形参变量的类型一致,那么作为下标变量的数组元素的类型也和函数形参变量的类型是一致的。因此,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。用数组名作函数参数时,则要求形参和相对应的实参都必须是类型相同的数组,都必须有明确的数组说明。当形参和实参二者不一致时,即会发生错误。

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。在用数组名作函数参数时,不是进行值的传送,即不是把实参数组的每一个元素的值都赋予形参数组的各个元素。因为实际上形参数组并不存在,编译系统不为形参数组分配内存。那么,数据的传送是如何实现的呢?在我们曾介绍过,数组名就是数组的首地址。因此在数组名作函数参数时所进行的传送只是地址的传送,也就是说把实参数组的首地址赋予形参数组名。形参数组名取得该首地址之后,也就等于有了实在的数组。实际上是形参数组和实参数组为同一数组,共同拥有一段内存空间。

 

上图说明了这种情形。图中设a为实参数组,类型为整型。a占有以2000为首地址的一块内存区。b为形参数组名。当发生函数调用时,进行地址传送,把实参数组a的首地址传送给形参数组名b,于是b也取得该地址2000。于是a,b两数组共同占有以2000为首地址的一段连续内存单元。从图中还可以看出a和b下标相同的元素实际上也占相同的两个内存单元(整型数组每个元素占二字节)。例如a[0]和b[0]都占用2000和2001单元,当然a[0]等于b[0]。类推则有a[i]等于b[i]。

【例8.8】数组a中存放了一个学生5门课程的成绩,求平均成绩。

 

float aver(float a[5]){    int i;    float av,s=a[0];     for(i=1;i<5;i++)       s=s+a[i];    av=s/5;    return av;}void main(){    float sco[5],av;    int i;    printf("\ninput 5 scores:\n");    for(i=0;i<5;i++)      scanf("%f",&sco[i]);    av=aver(sco);    printf("average score is %5.2f",av);}

本程序首先定义了一个实型函数aver,有一个形参为实型数组a,长度为5。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的输入,然后以sco作为实参调用aver函数,函数返回值送av,最后输出av值。 从运行情况可以看出,程序实现了所要求的功能。

 

3) 前面已经讨论过,在变量作函数参数时,所进行的值传送是单向的。即只能从实参传向形参,不能从形参传回实参。形参的初值和实参相同,而形参的值发生改变后,实参并不变化,两者的终值是不同的。而当用数组名作函数参数时,情况则不同。由于实际上形参和实参为同一数组,因此当形参数组发生变化时,实参数组也随之变化。当然这种情况不能理解为发生了“双向”的值传递。但从实际情况来看,调用函数之后实参数组的值将由于形参数组值的变化而变化。为了说明这种情况,把例5.4改为例5.6的形式。

【例8.9】题目同8.7例。改用数组名作函数参数。

 

void nzp(int a[5]){    int i;    printf("\nvalues of array a are:\n");    for(i=0;i<5;i++)    {	if(a[i]<0) a[i]=0;	printf("%d ",a[i]);    }}main(){    int b[5],i;    printf("\ninput 5 numbers:\n");    for(i=0;i<5;i++)      scanf("%d",&b[i]);    printf("initial values of array b are:\n");    for(i=0;i<5;i++)      printf("%d ",b[i]);    nzp(b);    printf("\nlast values of array b are:\n");    for(i=0;i<5;i++)      printf("%d ",b[i]);}

本程序中函数nzp的形参为整数组a,长度为5。主函数中实参数组b也为整型,长度也为5。在主函数中首先输入数组b的值,然后输出数组b的初始值。然后以数组名b为实参调用nzp函数。在nzp中,按要求把负值单元清0,并输出形参数组a的值。 返回主函数之后,再次输出数组b的值。从运行结果可以看出,数组b的初值和终值是不同的,数组b的终值和数组a是相同的。这说明实参形参为同一数组,它们的值同时得以改变。

用数组名作为函数参数时还应注意以下几点:

a. 形参数组和实参数组的类型必须一致,否则将引起错误。

b. 形参数组和实参数组的长度可以不相同,因为在调用时,只传送首地址而不检查形参数组的长度。当形参数组的长度与实参数组不一致时,虽不至于出现语法错误(编译能通过),但程序执行结果将与实际不符,这是应予以注意的。

【例8.10】如把例8.9修改如下:

 

void nzp(int a[8]){    int i;    printf("\nvalues of array aare:\n");    for(i=0;i<8;i++)    {      if(a[i]<0)a[i]=0;      printf("%d ",a[i]);    }}main(){    int b[5],i;    printf("\ninput 5 numbers:\n");    for(i=0;i<5;i++)      scanf("%d",&b[i]);    printf("initial values of array b are:\n");    for(i=0;i<5;i++)      printf("%d ",b[i]);    nzp(b);    printf("\nlast values of array b are:\n");    for(i=0;i<5;i++)      printf("%d ",b[i]);}

本程序与例8.9程序比,nzp函数的形参数组长度改为8,函数体中,for语句的循环条件也改为i<8。因此,形参数组a和实参数组b的长度不一致。编译能够通过,但从结果看,数组a的元素a[5],a[6],a[7]显然是无意义的。

c. 在函数形参表中,允许不给出形参数组的长度,或用一个变量来表示数组元素的个数。

例如,可以写为:

void nzp(int a[])

或写为

void nzp(int a[],int n)

其中形参数组a没有给出长度,而由n值动态地表示数组的长度。n的值由主调函数的实参进行传送。

由此,例8.10又可改为例8.11的形式。

【例8.11】

 

void nzp(int a[],int n){    int i;    printf("\nvalues of array a are:\n");    for(i=0;i<n;i++)      {	if(a[i]<0) a[i]=0;	printf("%d ",a[i]);      }}main(){    int b[5],i;    printf("\ninput 5 numbers:\n");    for(i=0;i<5;i++)      scanf("%d",&b[i]);    printf("initial values of array b are:\n");    for(i=0;i<5;i++)      printf("%d ",b[i]);    nzp(b,5);    printf("\nlast values of array b are:\n");    for(i=0;i<5;i++)      printf("%d ",b[i]);}

    本程序nzp函数形参数组a没有给出长度,由n 动态确定该长度。在main函数中,函数调用语句为nzp(b,5),其中实参5将赋予形参n作为形参数组的长度。

d. 多维数组也可以作为函数的参数。在函数定义时对形参数组可以指定每一维的长度,也可省去第一维的长度。因此,以下写法都是合法的。

      int MA(int a[3][10])

int MA(int a[][10])。

 

8.8 局部变量和全局变量

在讨论函数的形参变量时曾经提到,形参变量只在被调用期间才分配内存单元,调用结束立即释放。这一点表明形参变量只有在函数内才是有效的,离开该函数就不能再使用了。这种变量有效性的范围称变量的作用域。不仅对于形参变量,C语言中所有的量都有自己的作用域。变量说明的方式不同,其作用域也不同。C语言中的变量,按作用域范围可分为两种,即局部变量和全局变量。

 

8.8.1 局部变量

    局部变量也称为内部变量。局部变量是在函数内作定义说明的。其作用域仅限于函数内, 离开该函数后再使用这种变量是非法的。

例如:

int f1(int a)        /*函数f1*/

{

int b,c;      

……

}

a,b,c有效

int f2(int x)        /*函数f2*/

{

int y,z; 

……

}

x,y,z有效

    main()

    {

int m,n; 

……

      }

m,n有效

在函数f1内定义了三个变量,a为形参,b,c为一般变量。在 f1的范围内a,b,c有效,或者说a,b,c变量的作用域限于f1内。同理,x,y,z的作用域限于f2内。m,n的作用域限于main函数内。关于局部变量的作用域还要说明以下几点:

1) 主函数中定义的变量也只能在主函数中使用,不能在其它函数中使用。同时,主函数中也不能使用其它函数中定义的变量。因为主函数也是一个函数,它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) 形参变量是属于被调函数的局部变量,实参变量是属于主调函数的局部变量。

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。如在前例中,形参和实参的变量名都为n,是完全允许的。

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。

例如:

    main()

    {

 int s,a;

 ……

{

 int b;

 s=a+b;

 ……                 /*b作用域*/

}

    ……                   /*s,a作用域*/

}

【例8.12】

 

main(){    int i=2,j=3,k;    k=i+j;    {      int k=8;      printf("%d\n",k);    }    printf("%d\n",k);}

本程序在main中定义了i,j,k三个变量,其中k未赋初值。而在复合语句内又定义了一个变量k,并赋初值为8。应该注意这两个k不是同一个变量。在复合语句外由main定义的k起作用,而在复合语句内则由在复合语句内定义的k起作用。因此程序第4行的k为main所定义,其值应为5。第7行输出k值,该行在复合语句内,由复合语句内定义的k起作用,其初值为8,故输出值为8,第9行输出i,k值。i是在整个程序中有效的,第7行对i赋值为3,故以输出也为3。而第9行已在复合语句之外,输出的k应为main所定义的k,此k值由第4 行已获得为5,故输出也为5。

 

8.8.2 全局变量

 

全局变量也称为外部变量,它是在函数外部定义的变量。它不属于哪一个函数,它属于一个源程序文件。其作用域是整个源程序。在函数中使用全局变量,一般应作全局变量说明。 只有在函数内经过说明的全局变量才能使用。全局变量的说明符为extern。但在一个函数之前定义的全局变量,在该函数内使用可不再加以说明。

例如:

    int a,b;          /*外部变量*/

    void f1()         /*函数f1*/

    {

      ……

    }

    float x,y;        /*外部变量*/

    int fz()          /*函数fz*/

    {

      ……

    }

    main()           /*主函数*/

    {

      ……

    }

从上例可以看出a、b、x、y 都是在函数外部定义的外部变量,都是全局变量。但x,y 定义在函数f1之后,而在f1内又无对x,y的说明,所以它们在f1内无效。a,b定义在源程序最前面,因此在f1,f2及main内不加说明也可使用。

 

【例8.13】输入正方体的长宽高l,w,h。求体积及三个面x*y,x*z,y*z的面积。

 

int s1,s2,s3;int vs( int a,int b,int c){    int v;    v=a*b*c;    s1=a*b;    s2=b*c;    s3=a*c;    return v;}main(){ int v,l,w,h; printf("\ninput length,width and height\n"); scanf("%d%d%d",&l,&w,&h); v=vs(l,w,h); printf("\nv=%d,s1=%d,s2=%d,s3=%d\n",v,s1,s2,s3);}

【例8.14】外部变量与局部变量同名。

 

int a=3,b=5;     /*a,b为外部变量*/max(int a,int b) /*a,b为外部变量*/{int c; c=a>b?a:b; return(c);}main(){int a=8; printf("%d\n",max(a,b));}

如果同一个源文件中,外部变量与局部变量同名,则在局部变量的作用范围内,外部变量被“屏蔽”,即它不起作用。

8.9 变量的存储类别

8.9.1 动态存储方式与静态动态存储方式

前面已经介绍了,从变量的作用域(即从空间)角度来分,可以分为全局变量和局部变量。

从另一个角度,从变量值存在的作时间(即生存期)角度来分,可以分为静态存储方式和动态存储方式。

静态存储方式:是指在程序运行期间分配固定的存储空间的方式。

动态存储方式:是在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式。

用户存储空间可以分为三个部分:

1) 程序区;

2) 静态存储区;

3) 动态存储区;

 

全局变量全部存放在静态存储区,在程序开始执行时给全局变量分配存储区,程序行完毕就释放。在程序执行过程中它们占据固定的存储单元,而不动态地进行分配和释放;

动态存储区存放以下数据:

1) 函数形式参数;

2) 自动变量(未加static声明的局部变量);

3) 函数调用实的现场保护和返回地址;

对以上这些数据,在函数开始调用时分配动态存储空间,函数结束时释放这些空间。

在c语言中,每个变量和函数有两个属性:数据类型和数据的存储类别。

 

8.9.2 auto变量

 

函数中的局部变量,如不专门声明为static存储类别,都是动态地分配存储空间的,数据存储在动态存储区中。函数中的形参和在函数中定义的变量(包括在复合语句中定义的变量),都属此类,在调用该函数时系统会给它们分配存储空间,在函数调用结束时就自动释放这些存储空间。这类局部变量称为自动变量。自动变量用关键字auto作存储类别的声明。

例如:

int f(int a)         /*定义f函数,a为参数*/

{auto int b,c=3;     /*定义b,c自动变量*/

 ……

}

a是形参,b,c是自动变量,对c赋初值3。执行完f函数后,自动释放a,b,c所占的存储单元。

关键字auto可以省略,auto不写则隐含定为“自动存储类别”,属于动态存储方式。

8.9.3 用static声明局部变量

有时希望函数中的局部变量的值在函数调用结束后不消失而保留原值,这时就应该指定局部变量为“静态局部变量”,用关键字static进行声明。

【例8.15】考察静态局部变量的值。

 

f(int a){auto b=0; static c=3; b=b+1; c=c+1; return(a+b+c);}main(){int a=2,i; for(i=0;i<3;i++) printf("%d",f(a));}

对静态局部变量的说明:

1) 静态局部变量属于静态存储类别,在静态存储区内分配存储单元。在程序整个运行期间都不释放。而自动变量(即动态局部变量)属于动态存储类别,占动态存储空间,函数调用结束后即释放。

2) 静态局部变量在编译时赋初值,即只赋初值一次;而对自动变量赋初值是在函数调用时进行,每调用一次函数重新给一次初值,相当于执行一次赋值语句。

3) 如果在定义局部变量时不赋初值的话,则对静态局部变量来说,编译时自动赋初值0(对数值型变量)或空字符(对字符变量)。而对自动变量来说,如果不赋初值则它的值是一个不确定的值。

【例8.16】打印1到5的阶乘值。

 

int fac(int n){static int f=1; f=f*n; return(f);}main(){int i; for(i=1;i<=5;i++) printf("%d!=%d\n",i,fac(i));}

8.9.4 register变量

为了提高效率,C语言允许将局部变量得值放在CPU中的寄存器中,这种变量叫“寄存器变量”,用关键字register作声明。

【例8.17】使用寄存器变量。

 

int fac(int n){register int i,f=1; for(i=1;i<=n;i++)f=f*i return(f);}main(){int i; for(i=0;i<=5;i++) printf("%d!=%d\n",i,fac(i));}

说明:

1) 只有局部自动变量和形式参数可以作为寄存器变量;

2) 一个计算机系统中的寄存器数目有限,不能定义任意多个寄存器变量;

3) 局部静态变量不能定义为寄存器变量。

 

8.9.5 用extern声明外部变量

外部变量(即全局变量)是在函数的外部定义的,它的作用域为从变量定义处开始,到本程序文件的末尾。如果外部变量不在文件的开头定义,其有效的作用范围只限于定义处到文件终了。如果在定义点之前的函数想引用该外部变量,则应该在引用之前用关键字extern对该变量作“外部变量声明”。表示该变量是一个已经定义的外部变量。有了此声明,就可以从“声明”处起,合法地使用该外部变量。

【例8.18】用extern声明外部变量,扩展程序文件中的作用域。

 

int max(int x,int y){int z; z=x>y?x:y; return(z);}main(){extern A,B; printf("%d\n",max(A,B));}int A=13,B=-8;

说明:在本程序文件的最后1行定义了外部变量A,B,但由于外部变量定义的位置在函数main之后,因此本来在main函数中不能引用外部变量A,B。现在我们在main函数中用extern对A和B进行“外部变量声明”,就可以从“声明”处起,合法地使用该外部变量A和B。

 

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B、C都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:0H=2:5.小成受到的重力为60 在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧的伸长量成正比.这句话不是对的吗 用大水泵抽水5小时,再用小水泵抽水6小时,共抽水430吨,已知小水泵5小时抽水量等于大水泵3小时抽水量.小水泵每小时抽多少吨水?(用一元一次方程答) 在图26所示的装置中,质量可忽略不计的杠杆CD可绕转轴O点自由转动,OC:OD=2:1,A、B两个滑轮的质量均为2kg,E是边长为20 cm 、密度为1的正方体合金块,合金块E通过滑轮A用轻细线悬吊着全部 初二物理杠杆的题有一杠杆,秤砣质量为1kg秤杆和秤盘总质量为0.5kg,顶盘星到提纽的距离为2cm,秤盘到提纽的距离为10cm.若有人用此秤杆换了一个质量为0.8kg的秤砣,售出2.5kg的物品,物品的实际 在一定范围内,弹簧的伸长量与他收到的拉力成正比.小海在研究弹簧的弹力与弹簧伸长量…………(初中物理)在一定范围内,弹簧的伸长量与他收到的拉力成正比.小海在研究"弹簧的弹力 如图,灯重30N,灯挂在水平横杆的C端,O为杠杆的支点水平杆OC长2m,BC长0.5m绳子BD作用在横杆上的拉力是?(角DBO=30°) 一辆洒水车每分钟行驶50米,洒水的宽度是8米.洒水车行驶3分钟,能给多大的地面洒上水?带算式单位,三年级解法,一定要全,急 初二物理:“在一定的弹性范围内,弹簧的伸长量与弹力成正比.”这个结论在实际生活中的应用是什么? 1.5v的干电池与1.5v的纽扣电池是否可以互换 一辆洒水车每分钟行驶50米,洒水的宽度是6米,洒水车行驶了23分钟能给多大地面洒水 把一个用木条钉成的长方形拉成一个平行四边形它的()变小了 电动车里程表1.5V的纽扣电池可以换成5号的或者1号的1.5V的电池吗电动车里程表1.5V的纽扣电池可以换成(替换,外接,外挂)5号的或者1号的1.5V的电池吗,会不会把里程表烧毁,损坏 一辆洒水车,每分钟行驶250米,洒水的宽度是8米.洒水车行驶13分钟,可以给多大的地面洒上水? 探究弹力和弹簧伸长量的关系【实验数据的处理】小红采用如图所示的实验装置做【探究弹力和弹簧伸长量的关系】实验,所用的钩码每只的质量都是30g,将五个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次 如何将钮扣电池的3V电压变成1.5V的自己有个计算器,用的是GPA76电池,后来没电了,恰好手里有十几个全新的CR2032电池,但GPA76是1.5V的,CR2032是3V的,现在如何将CR2032的3V电压输出成1.5V的.本来不想这 平面上三个力F1,F2,F3作用于一点处于平衡状态,|F1|=1N,|F2|=(根号6+根号2)/2N,F1与F2的夹角为45°,求F3与F1夹角的大小.【用余弦定理和正弦定理,我先解出|F3|²=4+2根号3,怎么开方,如果不开方怎么 电瓶车怎么骑 产品使用说明书英文怎么写? 平面上三个力F1,F2,F3作用于一点处于平衡状态,|F1|=1N,|F2|=(根号6+根号2)/2N,|F3|=根号3+1N若是这三个力作用于点O处于平衡状态,这三个力之间的夹角分别为多少? 高中物理某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺前面都会做了,就是最后的那个填空做错了,请帮我写一下最后一个填空为(10g)的详解过程,我怎么算的是0 产品使用说明书用英文怎么写? 平面上三个力F1,F2,F3作用于一点处于平衡状态 (连下面),|F1|=1N,|F2|=(根号6+根号2)/2N,|F3|=根号3+1N若是这三个力作用于点O处于平衡状态,这三个力之间的夹角分别为多少? 某同学探究弹力和弹簧伸长量的关系(高中物理,只是第③个空觉得不对,①竖直 ②稳定 L3 1mm③ L0④ 4.9 10 他告诉我这些产品没有说明书,用英文怎么说? 为什么弹簧弹力做功为1/2kx^2 东岳泰山,西岳华山,南岳衡山,北岳恒山,中岳嵩山的海拔各是多少米?拜托了各位 谢谢 东岳泰山,西岳什么山,南岳什么山,北岳什么山 新买的电动车,夏天中午,在太阳底下晒一个小时,此时电动车塑料外壳一定会有老化吗? 探究弹力伸长量的关系时,把弹簧水平放置与悬挂放置的区别. 电池容量为什么会与放电状态有关“同样的电池,小电流、间断性放电就比大电流、连续放电的容量大”的现象的原因解释一下 问下杠杆平衡的一个问题.f1 f2 f3什么关系 为什么弹簧弹力与弹簧伸长量的关系图像上端是曲线 做30%核对性放电试验所需时间很长,怎么办?我们有几个机房的直流负载相对蓄电池容量显得很小,电流80A,蓄电池两组2000AH.这样的话做30%核对性放电试验所需时间很长,2000AH×2×30%=1200AH,1200 要使杠杆处于静止状态,在A点分别作用的 四个力中,最小的是 A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 已知Rt三角形ABO的顶点A是一次函数y=x+m和反比例函数y=n/x的图像在第一象限内的交点,且S三角形ABO=3能否写出一次函数和反比例函数的解析式?如果能,请写出来理由,如果不能请说明理由 什么叫全核对性充放电 在研究弹簧的伸长跟所受拉力的关系是所用的一根轻弹簧,原长12cm,上端固定, 如图,RT三角形ABO(角ABO=90度)的顶点A是直线y=x+m与双曲线y=m/x在第一象限的交点,且三角形ABO的面积=2 核对性放电试验是什么意思 探究弹力和弹簧伸长的关系.在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16M;悬挂20N的重物时,弹性长度为0.18M,则弹簧原长L和劲度系数K分别为多少? 3000毫安时移动电源电池,接功耗2.5W,电压5V的用电器能用多久?
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