C程序中的函数（Week 1&2）

函数

函数的定义

  • 对函数的普遍认识：y=f(x)

  • C语言中的常用函数：

    • 平方根： r = sqrt(100.0)
    • 底数x的y次幂：k = pow(x,y)
    • 字符串的长度：i = strlen(str1)
    • 比较两个字符串的大小： v = strcmp(str1,str2)
    • 把字符串转换为相应整数： n = atoi(str1)

  • 在C语言中，我们可以把所有程序都组织成函数

  • 定义一个函数：

  1. int absolute(int n)//n为形式参数，用于辅助进行函数定义，与实际参数相对
  2. {
  3.   if(n<0)
  4.     return (-n);
  5. 	else
  6.     return n;
  7. }
  9. float max(float a, float b)//2个形式参数的情况
  10. {
  11.   if(a > b)
  12.     return a;
  13.   else
  14.     retuen b;
  15. }
  17. int get_int() //无参函数的例子
  18. {
  19.   int n = 0;
  20.   cout<<"Please input an integer:"<<endl;
  21.   cin >> n;
  22.   return n;
  23. }
  25. void delay(int n) //无返回值函数的例子
  26. {
  27.   for(int i = 0; i < n* 100000;i++);
  28.   return; //可不写
  29. }
  31. void show() //既无参数也无返回值的例子
  32. {
  33.   cout<<"***************************************";
  34.   cout<<"********************show***************";
  35.   cout<<"***************************************";
  36. }
  38. #include <iostream>
  39. using namespace std;
  40. int main() //程序执行的入口
  41. {
  43.   return 0;
  44. }
  45. //用void定义的main函数是老的C标准，因为无法获知调用结果所以该方式被放弃

  • 函数调用的方式

    • 作为独立语句
    • 作为表达式的一部分（存在一个计算式中）
    • 以实际参数形式出现在其他函数的调用中

  • 函数是C程序的基本构成单位

    • 一个C程序由一个或多个源文件组成
    • 一个源程序文件可以由一个或多个函数组成

  • 函数的类型——函数的返回值的数据类型

  • 可以在main函数的后面定义函数，但必须要在main函数前面先声明

  • 函数原型&函数声明

    • 函数原型

      • 由函数的返回类型、函数名以及参数表构成的一个符号串，其中参数可不写名字

        bool checkPrime(int)

      • 函数的原型也叫函数的"Signature"

    • 函数声明

      • 函数在使用前都要声明，除非被调用函数的定义部分已经出现在主调函数之前
      • 在C语言中，函数声明=函数原型

函数的执行

  • 在main函数中调用max函数的过程

    • 在调用max函数之前

      • 初始化max()
      • 传递参数
      • 保存当前现场
    • 在调用max函数之后
      • 接受函数的返回值
      • 恢复现场，从断点处继续执行
  • 函数参数的传递
    • 实参把数据"copy"给了形参，因此对实参本身无影响
    • 实惨与形参具有不同的存储单元，实参与形参变量的数据传递是"值传递"
    • 函数调用时，系统给形参分配存储单元，并将实参的值传给形参
      • 实参与形参的类型必须相同或可以兼容
  • 思考总结
    • 值传递！值传递！值传递！

变量的作用范围

  • 变量的分类

    • 局部变量：在函数内或代码块内定义，其作用域是函数内或代码块内
    • 全局变量：所有函数外定义的变量，其作用域是从定义变量的位置开始到程序文件结束为止
  • 当全局变量与局部变量同名时，局部变量将在自己的作用域内有效，它将屏蔽同名的全局变量。

数组与函数

  • 数组元素做函数参数，没有什么特别（值传递）

  • 数组名做函数参数

    • 虽然仍是copy，但数组名不是变量，而是数组在内存中的地址，因此不是值传递

  • 总结

    • 传递地址是一件严重的事情

函数举例

例1 日历问题

  • 问题：给定从公元2000年1月1日开始逝去的天数，请编写程序给出这一天是哪年哪月哪日星期几

    • 注意闰年：闰年被定义为能被4整除的年份，但能被100整除而不能被400整除的年不是闰年
    • 注意每个月的天数是不同的
  • 输入输出要求
    • 输入多组数据，每组一个正整数，表示从2000年1月1日开始已经过去的天数
    • 对输入的每一个天数，输出一行，该行包含对应的日期和星期几，格式为"YYYY-MM-DD DayOfWeek"
    • 其中"DayOfWeek"必须是：Sunday,Monday,Tuesday,WWednesday,Thursday,Friday and Saturday.
    • 输入最后一行是-1，不必处理，可以假设结果的年份不会超过9999
  • 思路
    • 先记录days，再计算出星期几，再减掉每年的天数（还要判断年是不是闰年），再减掉每月的天数（每月天数是不同的），从而逐步得到最终结果。
  1. //主程序
  2. #include<iostream>
  3. using namespace std;
  4. int days;
  5. int get_dayofweek();
  6. int get_year();
  7. int get_month(int);
  8. int main()
  9. {
  10.   int year,month,dayofweek;
  11.   int leap_year;
  12.   char week[7][10] = {"Saturday","Sunday","Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday"};
  13.     while((cin>>days) && days!= -1)
  14.     {
  15.       dayofweek = get_dayofweek();
  16.       year = get_year();
  17.       leap_year = (year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0);
  18.       month = get_month(leap_year);
  19.       cout<<year<<"-"<<month<<"-"<<++days<<" "<<week[dayofweek];
  20.     }
  21.   return 0;
  22. }
  24. //计算星期几，2000年1月1日是周六
  25. int get_dayofweek()
  26. {
  27.   return days % 7;
  28. }
  30. //计算年数
  31. int get_year()
  32. {
  33.   int i = 2000, leap_year;
  34.   while(1)
  35.   {
  36.     leap_year = (i % 4 == 0 && i % 100 != 0 || i % 400 == 0);
  37.     if(leap_year == 1 && days >=366)
  38.     {
  39.       days = days - 366;
  40.       i++;
  41.       continue;
  42.     }
  43.     else if(leap_year == 0 && days >= 365)
  44.     {
  45.       days = days - 365;
  46.       i++;
  47.       continue;
  48.     }
  49.     else break;
  50.   }
  51.   return i;
  52. }
  54. //计算月份
  55. int get_month(int leap_year)
  56. {
  57.   int pmonth[12] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}
  58.   int rmonth[12] = {31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}
  59.   int j = 0;
  60.   while(1)
  61.   {
  62.     if(leap_year == 1 && days >= rmonth[j])
  63.     {
  64.       days = days - rmonth[j];
  65.       j++;
  66.     }
  67.     else if(leap_year == 0 && days >= pmonth[j])
  68.     {
  69.       days = days - pmonth[j];
  70.       j++;
  71.     }
  72.     else break;
  73.   }
  74.   return ++j
  75. }
  77. //在该程序中，定义了全局变量days
  78. //该变量在三个函数和主函数中都要使用，会带来一些问题：围绕着days的错误会影响所有函数
  79. //

总结

  • 全局变量

    • 破坏了函数的相对独立性
    • 增加了函数之间的耦合性
    • 函数之间的交互不够清晰
  • 因此
    • 在不是非常必要的情况下，不要使用全局变量

练习题目

Quiz1 寻找下标

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main()
  4. {
  5.     int n,num[100];
  6.     cin >> n;
  7.     for (int i = 0; i < n; i++) {
  8.         cin >> num[i];
  9.     }
  11.     for (int i = 0; i < n; i++) {
  12.         if(num[i] == i)
  13.         {
  14.             cout<<num[i]<<endl;
  15.             break;
  16.         }
  17.         if(i == n-1)
  18.         {
  19.             cout<<"N"<<endl;
  20.             break;
  21.         }
  23.     }
  25.     return 0;
  26. }

Quiz2 四大湖

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main()
  4. {
  5.     for (int d = 1; d <= 4; d++) {
  6.         for (int h = 1; h <= 4; h++) {
  7.             for (int t = 1; t <= 4; t++) {
  8.                 for (int p = 1; p <= 4; p++) {
  9.                     if((d!=h && d!=t && d!=p && h!=t && h!=p && t!=p) &&
  10.                             ((d==1)+(h==4)+(p==3) == 1)&&
  11.                             ((h==1)+(d==4)+(p==2)+(t==3) == 1)&&
  12.                             ((h==4)+(d==3) == 1)&&
  13.                             ((p==1)+(t==4)+(h==2)+(d==3) == 1))
  14.                     {
  15.                         cout << p << '\n' << d << '\n' << t << '\n' << h << endl;
  16.                         break;
  17.                     }
  18.                 }
  20.             }
  22.         }
  24.     }
  26.     return 0;
  28. }
  29. //这个题让我冥思苦想了好久orz
  30. //每人仅答对一个就等于所有表达式的和为1……

Quiz3 发票统计

  1. #include <iostream>
  2. #include <iomanip>
  3. using namespace std;
  4. int main()
  5. {
  6.     double sumPerson[4] = {0.0}, sumType[4] = {0.0};
  7.     char type[4] = {'\0','A','B','C'};
  8.     int person,flag = 3;
  9.     while (cin >> person)
  10.     {
  11.         int number;
  12.         char tempC;
  13.         double tempD;
  14.         cin >> number;
  15.         for (int i = 0; i < number; i++)
  16.         {
  17.             cin >> tempC >> tempD;
  18.             sumPerson[person] += tempD;
  19.             if(tempC == type[1])
  20.                 sumType[1] +=tempD;
  21.             if(tempC == type[2])
  22.                 sumType[2] +=tempD;
  23.             if(tempC == type[3])
  24.                 sumType[3] += tempD;
  25.         }
  26.         flag--;
  27.         if(flag == 0)
  28.             break;
  29.     }
  30.     for (int i = 1; i <= 3; i++)
  31.         cout<<fixed<<setprecision(2)<<i<<" "<<sumPerson[i]<<endl;
  32.     for (int i = 1; i <=3 ; i++)
  33.         cout<<fixed<<setprecision(2)<<type[i]<<" "<<sumType[i]<<endl;
  35.     return 0;
  36. }

Quiz4 Tomorrow never knows？

  1. #include <iostream>
  2. #include <iomanip>
  3. using namespace std;
  5. int get_year(int year, int month, int day)
  6. {
  7.     if(month == 12 && day == 31)
  8.         return year + 1;
  9.     else return year;
  10. }
  12. int get_month(int year, int month, int day, bool leap_year)
  13. {
  14.     if(day == 28 && month == 2 && !leap_year)
  15.         return month + 1;
  16.     if(day == 29 && month == 2 && leap_year)
  17.         return month + 1;
  18.     if(day == 30 && (month == 4 || month == 6 || month == 9 || month == 11))
  19.         return month + 1;
  20.     if(day == 31 && (month == 1 || month == 3 || month == 5 || month == 7 || month == 8 || month ==10))
  21.         return month + 1;
  22.     if(day == 31 && month == 12)
  23.         return 1;
  25.     return month;
  26. }
  28. bool leap_year(int year)
  29. {
  30.     return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0);
  31. }
  33. int main()
  34. {
  35.     int y,m,d;
  36.     char t1,t2;
  37.     cin >> y >> t1 >> m >> t2 >> d;
  38.     int ny = get_year(y,m,d);
  39.     int nm = get_month(y,m,d,leap_year(y));
  40.     int nd;
  41.     if(get_month(y,m,d,leap_year(y)) == m)
  42.         nd = d + 1;
  43.     else nd = 1;
  45.     cout<<ny<<'-'<<setw(2)<<setfill('0')<<nm<<'-'<<setw(2)<<setfill('0')<<nd;
  46.     return 0;
  47. }

Quiz5 细菌实验分组

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  4. int main()
  5. {
  6.     int rate[101] = {0}, n;
  7.     cin >> n;
  9.     int maxDiff = 0;
  10.     int index[101];
  11.     int flag;
  13.     for (int i = 1; i <= n ; i++) {
  14.         int num,before,after;
  15.         cin >> num >> before >> after;
  16.         rate[num] = after / before;
  17.         index[num] = num;
  18.     }
  20.     for (int i = 1; i <= n ; i++)
  21.         for (int j = 1; j <= n - i ; j++)
  22.         {
  23.             if(rate[j] > rate[j+1])
  24.             {
  25.                 int temp = rate[j];
  26.                 rate[j] = rate[j+1];
  27.                 rate[j+1] = temp;
  28.                 temp = index[j];
  29.                 index[j] = index[j+1];
  30.                 index[j+1] = temp;
  31.             }
  32.         }
  34.     for (int i = 1; i <= n-1 ; i++) {
  35.         if((rate[i+1]-rate[i]) > maxDiff)
  36.         {
  37.             maxDiff = rate[i+1] - rate[i];
  38.             flag = i;
  39.         }
  40.     }
  42.     cout<< n - flag <<endl;
  43.     for (int i = flag+1; i <= n ; i++)
  44.     {
  45.         cout<<index[i]<<endl;
  46.     }
  48.     cout<< flag <<endl;
  49.     for (int i = 1; i <= flag ; i++)
  50.     {
  51.         cout<<index[i];
  52.         if(i == flag)
  53.             break;
  54.         else cout<<'\n';
  55.     }
  57.     return 0;
  58.     }

Quiz6 流感传染

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  4. bool zuoOK(int i,int j,char matrix[100][100])
  5. {
  6.     if(j != 0 && matrix[i][j-1] == '.')
  7.         return true;
  8.     else return false;
  9. }
  10. bool youOK(int i,int j,char matrix[100][100],int n)
  11. {
  12.     if(j+1 < n && matrix[i][j+1] == '.')
  13.         return true;
  14.     else return false;
  15. }
  16. bool shangOK(int i,int j,char matrix[100][100])
  17. {
  18.     if(i != 0 && matrix[i-1][j] == '.')
  19.         return true;
  20.     else return false;
  21. }
  22. bool xiaOK(int i,int j,char matrix[100][100],int n)
  23. {
  24.     if(i+1 < n && matrix[i+1][j] == '.')
  25.         return true;
  26.     else return false;
  27. }
  28. bool zuoShangOK(int i,int j,char matrix[100][100])
  29. {
  30.     if(i!=0 && j!= 0 && matrix[i-1][j-1] == '.')
  31.         return true;
  32.     else return false;
  33. }
  34. bool zuoXiaOK(int i,int j,char matrix[100][100],int n)
  35. {
  36.     if(i+1<n && j!=0 && matrix[i+1][j-1] == '.')
  37.         return true;
  38.     else return false;
  39. }
  40. bool youShangOK(int i,int j,char matrix[100][100],int n)
  41. {
  42.     if(j+1 < n && i != 0 && matrix[i-1][j+1] == '.')
  43.         return true;
  44.     else return false;
  45. }
  46. bool youXiaOK(int i,int j,char matrix[100][100],int n)
  47. {
  48.     if(i+1 < n && j+1 < n && matrix[i+1][j+1] =='.')
  49.         return true;
  50.     else return false;
  51. }
  52. int main()
  53. {
  54.     char room[100][100];
  55.     int n;
  56.     cin >> n;
  57.     int numFlu = 0;
  58.     for (int i = 0; i < n; i++)
  59.         for (int j = 0; j < n; j++)
  60.         {
  61.             cin>>room[i][j];
  62.             if(room[i][j] == '@')
  63.                 numFlu++;
  64.         }
  66.     int m;
  67.     cin >> m;
  68.     for (int p = 1; p < m; p++){
  69.         for (int i = 0; i < n; i++)
  70.             for (int j = 0; j < n; j++)
  71.             {
  72.                 if(zuoOK(i,j,room) && room[i][j] == '@')
  73.                 {
  74.                     room[i][j-1] = 'n';
  75.                     numFlu++;
  76.                 }
  77.                 if(youOK(i,j,room,n)&& room[i][j] == '@')
  78.                 {
  79.                     room[i][j+1] = 'n';
  80.                     numFlu++;
  81.                 }
  82.                 if(shangOK(i,j,room)&& room[i][j] == '@')
  83.                 {
  84.                     room[i-1][j] = 'n';
  85.                     numFlu++;
  86.                 }
  87.                 if(xiaOK(i,j,room,n)&& room[i][j] == '@')
  88.                 {
  89.                     room[i+1][j] = 'n';
  90.                     numFlu++;
  91.                 }
  92.             }
  94.         for (int i = 0; i < n; i++)
  95.             for (int j = 0; j < n; j++)
  96.                 if(room[i][j] == 'n')
  97.                     room[i][j] = '@';
  99.     }
  100.     cout<<numFlu<<endl;
  101. }
  103. //题目应该明说斜着不算临近啊！！！！害我白写了4个函数！！！QAQ

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