C 015-C 函数
在线练习： http://noi.openjudge.cn/ https://www.luogu.com.cn/
大纲要求
函数与递归 · 【 2 】函数定义与调用、形参与实参 · 【 3 】传值参数与传引用参数 · 【 2 】常量与变量的作用范围 · 【 2 】递归函数
1.函数概念
1.1 函数定义
函数是指一段可以直接被另一段程序或代码引用的程序或代码。也叫做子程序、(OOP中，面向对象程序设计Object Oriented Programming）方法。 在程序设计中，常将一些常用的功能模块编写成函数，放在函数库中供公共选用。要善于利用函数，以减少重复编写程序段的工作量。
1.2定义函数
我们来编写一个求阶乘的程序。程序如下所示： 函数名字是fact，它作用于一个整型参数，返回一个整型值。return语句负责结束fact并返回ret的值。
代码语言：javascript复制#include <iostream> //cin、cout
using namespace std;
int fact(int val)
{
int ret = 1;
while (val > 1)
ret *= val -- ;
return ret;
}
int main()
{
int j = fact(5);
cout << "5! is " << j << endl;
return 0;
}函数的调用完成两项工作：
一是用实参初始化函数对应的形参， 二是将控制权转移给被调用函数。 此时，主调函数的执行被暂时中断，被调函数开始执行。
1.3形参和实参
实参是形参的初始值。第一个实参初始化第一个形参，第二个实参初始化第二个形参，依次类推。形参和实参的类型和个数必须匹配。
代码语言：javascript复制#include <iostream> //cin、cout
using namespace std;
int fact(int val)
{
int ret = 1;
while (val > 1)
ret *= val -- ;
return ret;
}
int main()
{
int j = fact(5);
cout << "5! is " << j << endl;
//fact("hello"); // 错误：实参类型不正确
//fact(); // 错误：实参数量不足
//fact(42, 10, 0); // 错误：实参数量过多
int i = fact(3.14); // 正确：该实参能转换成int类型，等价于fact(3);
cout << "3.14! is " << i << endl;
return 0;
}形参也可以设置默认值，但所有默认值必须是最后几个。当传入的实参个数少于形参个数时，最后没有被传入值的形参会使用默认值。
1.4函数的形参列表
函数的形参列表可以为空，但是不能省略。
代码语言：javascript复制void f1() {/* …. */} // 隐式地定义空形参列表
void f2(void) {/* … */} // 显式地定义空形参列表形参列表中的形参通常用逗号隔开，其中每个形参都是含有一个声明符的声明。即使两个形参的类型一样，也必须把两个类型都写出来：
代码语言：javascript复制int f3(int v1, v2) {/* … */} // 错误
int f4(int v1, int v2) {/* … */} // 正确1.5函数返回类型
大多数类型都能用作函数的返回类型。一种特殊的返回类型是void，它表示函数不返回任何值。 函数的返回类型不能是数组类型或函数类型，但可以是指向数组或者函数的指针
1.6局部变量、全局变量与静态变量
局部变量只可以在函数内部使用，全局变量可以在所有函数内使用。当局部变量与全局变量重名时，会优先使用局部变量。
2.参数传递
2.1传值参数
当初始化一个非引用类型的变量时，初始值被拷贝给变量。此时，对变量的改动不会影响初始值。
代码语言：javascript复制#include <iostream> //cin、cout
using namespace std;
int fact(int val)
{
val = 5;
return val;
}
int main()
{
int j = 10;
fact(j);
cout << j << endl; //输出为10 不是5
return 0;
}2.2传引用参数
当函数的形参为引用类型时，对形参的修改会影响实参的值。使用引用的作用：避免拷贝、让函数返回额外信息。
代码语言：javascript复制#include <iostream> //cin、cout
using namespace std;
int fact(int &val) //&val表示取地址符号
{
val = 5;
return val;
}
int main()
{
int j = 10;
fact(j);
cout << j << endl; // 输出为5
return 0;
}2.3数组形参
在函数中对数组中的值的修改，会影响函数外面的数组。
一维数组形参的写法：
代码语言：javascript复制// 尽管形式不同，但这三个print函数是等价的
void printt(int *a) {/* … */}
void printt(int a[]) {/* … */}
void printt(int a[10]) {/* … */}案例如下
代码语言：javascript复制#include <iostream> //cin、cout
using namespace std;
void printt(int a[],int len) //
{
//函数内的a不再是一个完整的地址，a是一个指针变量
int leninner=sizeof(a)/sizeof(a[0]); // sizeof(a)的长度为8 代表int的字节数为8
cout<<sizeof(a)<<" "<<sizeof(a[0])<<" "<<leninner<<endl;
for(int i=0;i<len;i )
{
cout<<a[i]<<endl;
}
}
int main()
{
int a[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int len=sizeof(a)/sizeof(a[0]);
cout<<sizeof(a)<<" "<<sizeof(a[0])<<endl;
printt(a,len);
return 0;
}
多维数组形参的写法：
代码语言：javascript复制// 多维数组中，除了第一维之外，其余维度的大小必须指定
void printt(int (*a)[10]) {/* … */}
void printt(int a[][10]) {/* … */}#include <iostream> //cin、cout
using namespace std;
void printt(int a[][3],int len) //
{
for(int i=0;i<len;i )
{
for(int j=0;j<3;j )
{
cout<<a[i][j]<<endl;
}
cout<<""<<endl;
}
}
int main()
{
int a[2][3];
for(int i=0;i<2;i )
{
for(int j=0;j<3;j )
{
a[i][j]=j;
}
}
int len=sizeof(a)/sizeof(a[0]);
cout<<sizeof(a)<<" "<<sizeof(a[0])<<" "<<len<<endl;
printt(a,len);
return 0;
}
3.返回类型和return语句
return 语句终止当前正在执行的函数并将控制权返回到调用该函数的地方。return语句有两种形式：
代码语言：javascript复制return;
return expression;3.1无返回值函数
没有返回值的return语句只能用在返回类型是void的函数中。返回void的函数不要求非得有return语句，因为在这类函数的最后一句后面会隐式地执行return。 通常情况下，void函数如果想在它的中间位置提前退出，可以使用return语句。return的这种用法有点类似于我们用break语句退出循环。
代码语言：javascript复制#include <iostream> //cin、cout
using namespace std;
void swap(int &v1, int &v2)
{
// 如果两个值相等，则不需要交换，直接退出
if (v1 == v2)
return;
// 如果程序执行到了这里，说明还需要继续完成某些功能
int tmp = v2;
v2 = v1;
v1 = tmp;
// 此处无须显示的return语句
}
int main()
{
int a=2,b=3;
cout<<a<<b<<endl;
swap(a,b);
cout<<a<<b<<endl;
return 0;
}
3.2有返回值的函数
只要函数的返回类型不是void，则该函数内的每条return语句必须返回一个值。return语句返回值的类型必须与函数的返回类型相同，或者能隐式地转换函数的返回类型。
代码语言：javascript复制#include <iostream> //cin、cout
using namespace std;
int max(int v1, int v2)
{
// 如果两个值相等，则不需要交换，直接退出
if (v1 >= v2)
{
return v1;
}
return v2;
}
int main()
{
int a,b;
cin>>a>>b;
cout<<max(a,b)<<endl;
return 0;
}.
4.函数递归
在一个函数内部，也可以调用函数本身。
代码语言：javascript复制#include <iostream>
void countdown(int n);
int main()
{
countdown(4); // call the recursive function
// std::cin.get();
return 0;
}
void countdown(int n)
{
using namespace std;
cout << "Counting down ... " << n << endl;
if (n > 0)
countdown(n-1); // function calls itself
cout << n << ": Kaboom!n";
}
#include <iostream>
const int Len = 66;
const int Divs = 6;
void subdivide(char ar[], int low, int high, int level);
int main()
{
char ruler[Len];
int i;
for (i = 1; i < Len - 2; i )
ruler[i] = ' ';
ruler[Len - 1] = ' ';
int max = Len - 2;
int min = 0;
ruler[min] = ruler[max] = '|';
std::cout << ruler << std::endl;
for (i = 1; i <= Divs; i )
{
subdivide(ruler,min,max, i);
std::cout << ruler << std::endl;
for (int j = 1; j < Len - 2; j )
ruler[j] = ' '; // reset to blank ruler
}
// std::cin.get();
return 0;
}
void subdivide(char ar[], int low, int high, int level)
{
if (level == 0)
return;
int mid = (high low) / 2;
ar[mid] = '|';
subdivide(ar, low, mid, level - 1);
subdivide(ar, mid, high, level - 1);
}
递归调用的说明
http://c.biancheng.net/view/1861.html
汉诺塔
代码语言：javascript复制#include<iostream>
using namespace std;
static int counts=1;
void move(char src,char dest)
{
cout<<"第"<<counts<<"步： "<<src<<"------->"<<dest<<endl;
counts ;
}
// hanoi: 从src 全部移动至 dest
void hanoi(int n,char src,char medium,char dest)
{
if(n==1)
move(src,dest);
else
{
cout<<"当前为 "<<n<<" 上层"<<endl;
// 分为两部分 上面n-1块 最下面1块
// 先把上半部分（n-1） 从src移动至medium
hanoi(n-1,src,dest,medium);
// 再把最后一部分（1）移动至dest
move(src,dest);
cout<<"当前为 "<<n<<" 中层"<<endl;
// 最后再把上半部分（n-1） 从medium移动至dest
hanoi(n-1,medium,src,dest);
cout<<"当前为 "<<n<<" 下层"<<endl;
}
}
int main()
{
int m;
//cin>>m;
cout<<"请输入汉诺塔 层数："<<endl;
cin>>m;
cout<<"步骤是："<<endl;
hanoi(m,'A','B','C');
return 0;
}
#include<bits/stdc .h>
using namespace std;
int sum=0;//步数累加
int hanoi(int n,int a,int b,int c)
{ // 盘子数 起始1 目标3 暂存2
if(n==1)//递归结束条件
{
sum ;
cout<<"第"<<sum<<"步:盘子从"<<a<<"柱移至"<<b<<"柱"<<endl;
return 0;
}
else//递归具体操作（为了使程序简洁，也可去掉else）
{
hanoi(n-1,a,c,b);
sum ;
cout<<"第"<<sum<<"步:盘子从"<<a<<"柱移至"<<b<<"柱"<<endl;
hanoi(n-1,c,b,a);
}
}
int main()
{
int x;
cin >> x;
hanoi(x,1,3,2);//调用函数
return 0;
}
在线练习：
http://noi.openjudge.cn/
总结
本系列为C 学习系列，会介绍C 基础语法，基础算法与数据结构的相关内容。本文为C 函数案例，包括相关案例练习。
