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1、第4章 函 数在大型程序中，一个同样的程序段可能需要出现多次，这样，程序将变得十分冗长，一旦这部分程序需要调整，程序的修改工作将十分繁重。因此，C语言中提供了函数方式，利用这种方式，可以将一个复杂的问题分解为很多小问题，给每一个小问题编写一段程序（函数体），为这段程序设定名称（函数名）以及接收数据的方式（参数）。最后把很多个这样的函数通过函数调用组合成一个完成复杂功能的有机体。这就是C语言结构化设计的思想。通过这种结构化的设计，将复杂的程序任务分解为很多个更小、更简单的任务。每一个任务由一个函数完成，而函数中的变量和代码也独立于程序的其他部分，这样使得程序编写更容易。同时如果程序中有错误，可以
2、将问题缩小到特定的函数，使程序更加容易调试。C语言中的函数有两种：标准函数和自定义函数。前者由系统提供，如之前用到的printf()、puts()，数据处理函数sin(x)、cos(x)等，这类函数只要把其对应的头文件包括进来即可以直接调用；后者是程序员根据需要自己定义的函数。本章主要讨论自定义函数的使用方法。任务4.1 数学能力测试系统任务目标了解函数的功能和优点。掌握函数的定义形式。掌握函数的调用方法。掌握形参和实参的概念。掌握函数说明语句的形式和用法。掌握函数的值的概念。掌握函数返回值的用法。完成数学能力测试程序设计。4.1.1 函数的定义函数定义就是确定函数完成什么功能以及如何运行的程
3、序模块。函数必须先定义，然后才能使用。创建一个函数时，必须指定函数头作为定义的第一行，接着是这个函数放在一对大括号内的执行代码。这些代码成为函数体。函数头指明了函数的返回值类型、函数的名称和参数，函数体完成函数所有的处理操作。函数定义的一般形式为：类型标志符 函数名（形式参数表）变量说明 执行语句其中，类型标志符即函数类型，函数类型和函数返回值的类型一致，如果没有返回值，则函数类型为void。有的函数有返回值，有的函数没有返回值。函数的返回值是指函数被调用之后，执行函数体中的程序段所取得的并返回给主调用函数的值。有返回值的参数，其函数体中必须有相应的返回语句return。函数名是唯一标识一个函
4、数的名称，应为一个合法的标识符。形式参数列表由0个、1个或多个参数组成。参数之间用逗号隔开，每个参数都包括参数的类型和名称。例如int max(int a,int b);中声明了两个参数，它们均为int类型。用大括号括起来的部分为函数体，包括变量说明和执行语句，这一部分的代码表明了函数可以实现的功能。函数体内可以没有代码，但是大括号必须存在。空的函数体在调试大型程序时经常用到。出现在形式参数列表中的形参，以及出现在函数体变量说明中的变量都是局部变量，只在函数内部生效。下面是合法的函数定义的例子。【案例4-1】输出简单图形。void print()int i,j;for(i=1;i=10;i+)
5、for(j=1;j=i;j+)printf(*);printf(n);案例4-1中定义了一个void类型的无参数函数print，该函数的功能为在屏幕上打印一个10行的三角形。当函数没有返回值时，必须说明函数类型为void，这里的void不可以省略。【案例4-2】根据参数输出简单图形。void print(int x)int i,j;for(i=1;i=x;i+)for(j=1;j=i;j+)printf(*);printf(n);案例4-2中定义的函数print包含一个参数，其功能同样为在屏幕上打印一个三角形，不同的是三角形的行数是由函数的参数确定的。函数运行前首先接收通过函数调用传递的参数，
6、确定x的取值，然后执行后续操作。下面几个关于函数定义的案例是不正确的。【案例4-3】定义函数，根据输入的参数输出一个长方形。void print(int x,y)int i,j;for(i=1;i=x;i+)for(j=1;j=y;j+)if(i=1|j=1|i=x|j=y)printf(*);else printf();printf(n);在函数定义中，每一个形参都必须用一个类型说明符单独说明，不可以公用。将上述案例中的函数定义改为void print(int x,int y)，则函数定义正确。【案例4-4】定义一个函数，输出一个数的平方。void add(int x,int y)int r
7、esult;void squart(int x);result=suqart(x)+squart(y)printf(%d,result);案例4-4中，在一个函数的函数体内又定义了另外一个函数，这种现象为函数的定义嵌套，这是不正确的。在C语言中，所有的函数定义，包括main()函数在内，都是平行的，也就是说一个函数的函数体内，不能定义另一个函数，即不能嵌套定义。是函数之间运行互相调用时，也允许嵌套调用，但main()函数除外，main()只能调用其他函数而不能被调用。因此，C程序的执行总是从main()函数开始，完成对其他函数的调用后再返回到mian()函数，最后由mian()函数结束整个程序
8、。一个程序有且只能有一个mian()函数。4.1.2 函数的调用 1函数调用形式程序中之所以定义函数，是为了在程序中其他需要的地方调用函数。在程序中是通过对函数的调用来执行函数体的。在前面的章节中，其实已经涉及到了一些函数的调用的案例，如printf函数、puts函数等的调用。函数调用时通过函数调用语句实现的，主函数就是主调函数，主函数中调用的函数为被调函数。函数调用的一般形式为：函数名（实际参数表）对无参数函数调用时无实际参数。实际参数列表中的参数可以是常数，变量或其他构造类型数据表达式，各参数之间用逗号隔开。这里的参数的个数、类型和顺序都应与被调函数定义中的参数列表中的设置相同。函数调用的
9、过程为：先计算出实际参数表中各表达式的值，然后把值传递给对应的形参，然后再将执行控制流转向被调函数的第一个语句并执行函数体。当函数执行完后，执行控制流返回到主调函数中。函数调用的结果称为函数的值，也就是函数体中return 语句返回的值。可通过“函数名（实际参数表）”的形式访问返回语句返回的值，如，有以下函数：int add(int a,int b)return a+b;其中，return语句表示返回a加b的值，即调用该函数可获得a加b的值，调用形式为add(a,b)。函数调用有三种表现形式，分别为：作为单独的函数调用语句；作为函数的部分参数；作为表达式的一部分。【案例4-5】编写程序，求三个
10、数中的最大值。#include int max(int a,int b,int c)if(ab)if(ac)return a;else return c;else if(bc)return b;else return c;void main()int a,b,c;int maxnum;printf(请依次输入三个整数：n);scanf(%d%d%d,&a,&b,&c);printf(最大值为：%dn,max(a,b,c);/函数调用作为输出参数程序运行结果如下：请依次输入三个整数：9 2 6最大值为：9案例中定义了求三个数中的最大值函数max，函数中通过比较返回三个参数中的最大值。在主程序中，
11、函数调用作为输出参数直接输出。可以将上述程序中的输出部分提取出来单独作为一个函数，则程序可变为：void print(int maxnum)printf(最大值为：%dn,maxnum);void main()int a,b,c;int maxnum;printf(请依次输入三个整数：n);scanf(%d%d%d,&a,&b,&c);print(max(a,b,c);此时对print函数的调用是作为单独的函数调用语句，函数没有返回值，只是完成独立的操作。max函数的调用结果则作为参数传递给print函数。2函数的形参和实参在函数定义中，出现在函数名括号中的参数为形式参数，简称形参；函数调用时
12、，出现在函数名后括号中的参数是实际参数，简称实参。函数调用时，形参的数量和类型要和实参的数量和类型相一致，并且实参和形参的顺序也应保持一致，所代表的意义也一致。形参和实参的功能是数据传送。发生函数调用时，主调函数把实参的值传送给被调函数的形参，从而实现主调函数向被调函数的数据传送。形参和实参的使用有以下特点：（1）形参变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时，即刻释放所分配的内存单元。因此，形参只有在函数内部有效。函数调用结束返回主调函数后则不能再使用该形参变量。（2）实参可以是常量、变量、表达式、函数等，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值，以便把这些值传送
13、给形参。因此应预先用赋值、输入等办法使实参获得确定值。（3）实参和形参在数量上、类型上、顺序上应严格一致，否则会发生“类型不匹配”的错误。（4）函数调用中发生的数据传送是单向的。即只能把实参的值传送给形参，而不能把形参的值反向地传送给实参。因此，在函数调用过程中，形参的值发生改变，而实参中的值不会变化。【案例4-6】计算从1到n的和。#include int s(int n)int i;for(i=n-1;i=1;i-)n=n+i;printf(函数s中:n=%dn,n);return 0;void main()int n;printf(请输入一个正整数：n);scanf(%d,&n);pri
14、ntf(主函数中调用s前：n=%dn,n);s(n);printf(主函数中调用s后：n=%dn,n);程序运行结果如下：请输入一个正整数：100主函数中调用s前：n=100函数s中:n=5050主函数中调用s后：n=100本程序中定义了一个函数s，该函数的功能是求ni的值。在主函数中输入n值，并作为实参，在调用时传送给s函数的形参量n（注意，本例的形参变量和实参变量的标识符都为n，但这是两个不同的量，各自的作用域不同）。在主函数中调用函数s前用printf语句输出一次n值，这个n值是实参n的值。在函数s中也用printf语句输出了一次n值，这个n值是形参最后取得的n值，然后再在主函数中输出一
15、次n的值，发现n的值仍为10不变。从运行情况看，输入n值为100。即实参n的值为100。把此值传给函数s时，形参n的初值也为100，在执行函数过程中，形参n的值变为5050。返回主函数之后，输出实参n的值仍为100。可见传值调用时实参不随形参的变化而变化。在函数调用时，为形参变量n分配内存单元，并将实参n的值传递给形参n。然后在函数s内对n的值进行计算，形参n的值发生了变化。在程序结束时，要释放为形参n分配的内存空间。即形参n只在函数s内部有效，函数s的执行不会影响主函数中实参s的值，函数调用前后实参值不变。3函数的说明C语言可以由若干个文件组成，每一个文件又可以单独编译，因此当编译程序中的函
16、数调用时，如果不知道该函数参数的个数和类型，编译系统就无法检查形参和实参是否匹配。为了保证函数调用时，编译程序能够检查出调用过程中传递的参数和函数定义中的参数是否类型一致和个数匹配，以保证函数调用的成功，因此有时在主调用函数中需要对调用函数进行说明。在之前的例子中，总是先写调用函数然后再写主调函数。但是实际上组成一个程序的函数的位置是任意的，即有可能主调函数在被调函数之前，此时需要用到函数说明语句，否则将无法使用被调函数。函数说明的一般形式如下：函数类型 函数名（形式参数列表）例如：int max(int a,int b);【案例4-7】求圆的面积。#include#define PI 3.1
17、4void main()float x;float a;float area(float x);printf(请输入圆的半径：n);scanf(%f,&x);a=area(x);printf(圆的面积为：%.3fn,a);float area(float x)float a;a=PI*x*x;return a;程序运行结果如下：请输入圆的半径：6圆的面积为：113.040函数的说明除了在主调函数中，也可以出现在函数的外部，如上述程序可以改写为：#include#define PI 3.14float area(float x);void main()float x;float a;printf
18、(请输入圆的半径：n);scanf(%f,&x);a=area(x);printf(圆的面积为：%.3fn,a);float area(float x)float a;a=PI*x*x;return a;函数的说明和函数定义在形式上类似，但是函数说明并不等价于函数定义。函数的定义由两部分组成：函数首部和函数体，函数的定义中应包括实现函数功能的语句和返回值等；而函数的说明中只是一个说明，没有具体的功能实现语句。另外，函数的定义只能有一次，而函数的说明可以有多次，每次调用函数之前就应该在主调函数中说明依次。例如：#define PI 3.14void main()float area(float
19、x);void print()float area(float x);float area(float x)float a;a=PI*x*x;return a;在主函数和另外一个函数print中均用到了函数area，所以都在调用前对函数area进行了说明，但是函数area的定义只有一次，在定义中给出了函数的具体功能的实现。而函数的说明则不包括功能实现。函数说明并不是必须的，在下列情况中不需要对函数进行说明也可以使用：函数返回值为整型或字符型时，且在同一个文件中既定义函数，又调用函数；函数的定义和调用在同一个文件中，且定义在调用之前。如果函数的定义和调用在两个不同的文件中，则无论函数返回值的类型
20、是什么，在调用函数时，必须给出函数的说明。【案例4-8】求长方形的面积。#include void main()int x,y;int a;printf(请输入长方形两边长：n);scanf(%d%d,&x,&y);a=area(x,y);printf(长方形的面积为：%dn,a);int area(int x,int y)int a;a=x*y;return a;程序运行结果如下：请输入长方形两边长：5 6长方形的面积为：304.1.3 函数的值函数的值指示函数调用之后，执行函数体中的程序段所取得并返回给主调用函数的值，函数值的类型为函数类型。函数的值只能通过返回值的形式返回给主调用用函数。
21、返回值语句return的形式如下：return 表达式;执行时，首先计算表达式的值（可以为常量表达式、变量或复合类型的表达式），然后将该值返回给调用函数。函数类型一般与return 语句表达式的类型一致。如果函数不提供返回值，则可以定义函数类型为空类型（void）。如果return 语句中表达式的类型与函数的类型不一致，则以函数的类型为准，返回时自动进行数据类型转换。一个程序中可以有多个return语句，但是每次调用只能执行一个return语句，因此函数只能有一个返回值。如果函数不提供返回值，且被定义为空类型时，系统默认函数类型为整型。返回值语句return 的作用为：结束本函数运行，返回到主
22、调用函数中执行下一条指定；将表达式运算结果返回到调用处。【案例4-9】编写一个函数，在屏幕上显示一个字符串。#includevoid print()char s100;printf(请输入一个字符串:n);gets(s);printf(输入的字符串为:n);puts(s);return;void main()print();printf(输出结束n);程序运行结果如下：请输入一个字符串:Hello输入的字符串为:Hello输出结束程序中定义了一个无参数函数print()，在执行完最后一个语句puts(s)，即显示字符串s 之后，遇到return语句，函数结束并返回到主调用函数中，即继续执行主函
23、数中的输出语句。在函数类型为void的情况下，通常可以省略return语句的使用，函数执行完最后一条语句后，自动结束并返回到主调用函数中【案例4-10】编写一个函数，比较a、b的大小，并返回其中较大的一个。#include int max1(int a,int b)if(a=b)return a;else return b;int max2(int a,int b)Return(ab?a:b);void main()int a,b;int m;printf(请输入两个整数：n);scanf(%d%d,&a,&b);printf(两个数中较大值为:n);m=max1(a,b);printf(调用
24、函数max1运行结果：%dn,m);m=max2(a,b);printf(调用函数max2运行结果：%dn,m);程序运行结果如下：请输入两个整数：10 15两个数中较大值为:调用函数max1运行结果：15调用函数max2运行结果：15在这个程序中定义的函数max1和max2的功能为返回两个数中的较大值。在这个两个函数中，程序并不是执行到最后一条语句之后才终止并跳出到主程序中的，而是根据比较结果，如已知ab时，则不需要执行下面的else语句就可以确定最大值，这时可以直接跳出函数。程序max1和max2的功能均为比较两个数的最大值，max2函数中只有一条return语句，max1中有两条retu
25、rn语句，但函数具体执行时都只执行其中的一条return语句，返回该函数值到主调用函数中。函数的返回值非空时，则可以将函数的值看成一个明确的数值用在任意表达式中，如将函数返回值赋给另外的变量或直接输出函数返回值。注意，用户定义的函数大部分属于以下三种类型：第一种为数据处理型，函数的主体为对数据进行计算或其他处理，最后输出数据处理结果；第二种为信息处理型，对一些信息进行处理，处理后返回一个值，这个值仅作为处理成功或失败的标记，而无具体的含义；第三种为功能独立型，完成指定的功能，没有返回值。4.1.4 任务实现1问题描述编写程序，训练儿童加、减、乘、除数学算数能力的程序。程序应该能自动生成加法、减
26、法、乘法和除法运算的算数表达式，并且通过学生输入的答案判断结果是否正确，然后给出提示。在用户选择结束程序时，可以统计共回答了多少题，得分为多少。2要点解析根据程序功能，可以将总程序分为5个模块，即add：随机输出加法表达式并判断答案是否正确。sub：随机输出减法表达式并判断答案是否正确。mul：随机输出乘法表达式并判断答案是否正确。divi：随机输出除法表达式并判断答案是否正确。mark：统计答题数目和得分情况。3程序实现#include#include#includevoid add();void sub();void mul();void divi();void mark(int c);i
27、nt count=0,sum=0;void main()int choice;char ans=y;printf(欢迎使用儿童算数运算能力测试程序nn 长时间使用计算机不利于儿童身体健康nn 每次只能做一项练习：nn);printf(t1.加法运算n);printf(t2.减法运算n);printf(t3.乘法运算n);printf(t4.除法法运算n);printf(t0.退出n);printf(请选择操作(0-4):);scanf(%d,&choice);while(ans=y|ans=Y)switch(choice)case 1:add();break;case 2:sub();brea
28、k;case 3:mul();break;case 4:divi();break;case 0:printf(欢迎下次使用，再见！nn);exit(0);default:printf(输入有误！nn);exit(0);printf(是否继续？按y继续，按n退出。n);scanf(%s,&ans);mark(choice);void add()int x,y,z,result;srand(time(NULL);x=rand()%10;y=rand()%10;result=x+y;printf(%d+%d=,x,y);scanf(%d,&z);if(z=result)printf(恭喜你，答对了，
29、加10分！nn);sum+=10;else printf(答错了，继续努力哦!nn);count+;void sub()int x,y,z,result;srand(time(NULL);x=rand()%10;y=rand()%10;result=x-y;printf(%d-%d=,x,y);scanf(%d,&z);if(z=result)printf(恭喜你，答对了，加10分！nn);sum+=10;else printf(答错了，继续努力哦!nn);count+;void mul()int x,y,z,result;srand(time(NULL);x=rand()%10;y=rand
30、()%10;result=x*y;printf(%d*%d=,x,y);scanf(%d,&z);if(z=result)printf(恭喜你，答对了，加10分！nn);sum+=10;else printf(答错了，继续努力哦!nn);count+;void divi()int x,y,z,result;srand(time(NULL);x=rand()%10;y=rand()%10;while(x%y!=0|y=0)srand(time(NULL);x=rand()%10;y=rand()%10;result=x/y;printf(%d/%d=,x,y);scanf(%d,&z);if(z
31、=result)printf(恭喜你，答对了，加10分！nn);sum+=10;else printf(答错了，继续努力哦!nn);count+;void mark(int c)switch(c)case 1:printf(本次共做加法题%d道，总得分为%d!n,count,sum);break;case 2:printf(本次共做减法题%d道，总得分为%d!n,count,sum);break;case 3:printf(本次共做乘法题%d道，总得分为%d!n,count,sum);break;case 4:printf(本次共做除法题%d道，总得分为%d!n,count,sum);brea
32、k;printf(欢迎下次使用，再见！n);程序运行结果如下：欢迎使用儿童算数运算能力测试程序长时间使用计算机不利于儿童身体健康每次只能做一项练习：1.加法运算 2.减法运算 3.乘法运算 4.除法运算 0.退出请选择操作(04):19+8=17恭喜你，答对了，加10分！是否继续？按y继续，按n退出。y2+5=7恭喜你，答对了，加10分！是否继续？按y继续，按n退出。y5+1=6恭喜你，答对了，加10分！是否继续？按y继续，按n退出。y4+8=10答错了，继续努力哦!是否继续？按y继续，按n退出。n本次共做加法题4道，总得分为30!欢迎下次使用，再见！任务4.2 汉诺塔问题 任务目标掌握函数的
33、递归调用方法。掌握函数嵌套调用方法。掌握变量局部变量和全局变量的概念和用法。掌握变量的静态和动态存储方式。掌握全局变量和局部变量的存储方式。完成汉诺塔程序设计4.2.1 嵌套调用和递归调用 1函数的嵌套调用在C 语言中，各函数的定义是平等的，独立的，不允许在一个函数的函数体内定义另外一个函数，即函数的定义不允许嵌套。但是C 语言中，运行在一个函数的定义中会出现另外一个函数的调用，即函数的嵌套调用。当出现这样的调用时，在执行第一个函数的函数体过程中会出现第二个函数的调用和执行。【案例4-11】函数的嵌套调用。#include void fun1()void fun2();printf(-n);f
34、un2();printf(-n);void fun2()printf(*n);void main()void fun1();void fun2();printf(&n);fun1();printf(&n);程序运行结果如下：&-*-&其中，函数的执行过程为：（1）执行main函数的开头部分。（2）遇到fun1函数的调用语句，转向fun1函数的执行。（3）执行fun1的开头部分。（4）遇到fun2函数的调用语句，转向fun2函数的执行。（5）执行fun2函数。（6）fun2函数执行结束，返回其调用处，即fun1。（7）继续执行fun1函数。（8）fun1函数执行结束，返回到main函数的执行。（
35、9）main函数执行结束，程序终止。程序执行流程如图4-1所示。图4-1 嵌套函数执行流程 2函数的递归调用在调用一个函数的过程中又出现了直接或间接地调用该函数自身，这种函数调用方式称为递归调用例如：void fun()fun();在函数体内直接有本函数的调用，这种方式为直接递归调用。void fun1()fun2();void fun2()fun1()在一个函数的函数体内调用了另外一个函数，但是该函数又有对本函数的调用，这种方式为嵌套递归调用。由于算法的有穷性特点，不能让一个函数无休止地调用其函数自身，这样会导致死循环。因此，必须采用某些手段来终止递归调用，常用的方法是在递归调用前添加判断条
36、件，条件不满足之后就跳出该递归调用。【案例4-12】使用递归调用求一个数的阶乘。设定f(n)=n！，则可知f(n-1)=nf(n-1)，f(1)=1，f(0)=1。源程序如下：#include int f(int n)int s;if(n0)printf(输入错误!n);return 0;if(n=0|n=1)s=1;else s=f(n-1)*n;return s;void main()int n;int s;printf(请输入一个正整数:);scanf(%d,&n);s=f(n);printf(%d!=%dn,n,s);程序运行结果如下：请输入一个正整数:55!=120主函数调用scan
37、f函数得到一个正整数，然后调用f函数，并且f中n的值为5，此时n的值不满足n0或者n=0|n=1，所以继续调用函数f。第二次调用f时，形参n接收到的实参值为4，然后继续调用，直到第五次调用，接收到的形参值为1，满足条件n=1，则执行s=1，然后执行return语句。这样第4次调用f收到第5次调用的返回值f(1)，并计算f(2)=2f(1)=2，并将这个值返回给第3次调用，第4次调用结束；第3次调用根据第4次调用的返回值f(2)计算f(3)3f(2)=6，结束本次调用并返回给第2次调用；第2次调用计算f(4)=4f(3)=24；第一次调用计算f(5)=5f(4)=120，然后返回给主程序并输出。
38、案例4-12也可以不用递归的方法，而是直接使用循环语句来实现，且比递归法更加易于理解和容易实现。但是有些问题则比较适合用递归法来实现，比如：（1）可以将问题转化为与原问题解决方法相同的新问题，通常新问题的规模和复杂度较原问题递减。（2）简化之后的问题是易于实现的或者已知解决方法的。（3）递归必须有一个出口，即终止递归语句的条件。【案例4-13】输入一个正整数序列，以相反的顺序输出该序列，以递归的方法实现。将原问题分解为解决方法相同的几个小问题：假设输出的正整数只有一位，则问题简化为反向输出一位正整数。这样只要输出这一位正整数即可。对于一个位数大于1的正整数，则可以将其在逻辑上分为两部分：个位数
39、的数字和个位数之前的所有数字。则问题分解为：（1）先输出个位数的反向序列。（2）再输出其他部分的反向序列。显然前面一个问题是已经可以解决的，问题转化为输出个位数之前的反向序列。对于个位数之前的数字，可以继续按上述规则将其分解，直到完成整个正整数序列的反向输出。程序源代码如下：#include void change(int num)int n=num;if(n=0&n=9)/若n为一位整数 printf(%d,n);/直接输出 else printf(%d,n%10);/输出n的个位数 change(n/10);/输出n的个位数之外的其他数字 void main()int num;printf
40、(请输入一个正整数序列:n);scanf(%d,&num);printf(该整数的反向序列为:n);change(num);printf(n);程序运行结果如下：请输入一个正整数序列:123456789该整数的反向序列为:987654321上述问题的解决方案为将问题进行分解，然后用较小的问题来解决较大的问题，即递归的思想。4.2.2 局部变量和全局变量在C语言中，变量的不同定义形式和定义位置，使得变量有不同的有效范围，这个有效范围即变量的作用域。从变量的作用域来划分，变量可以分为局部变量和全局变量。1局部变量局部变量也称内部变量，是指在函数内定义的变量。局部变量的作用域仅限于本函数内，即只能在
41、本函数中使用，在函数执行结束后即释放该变量的内存空间，离开函数之后再使用这种变量是非法的。局部变量的形式有以下三种。（1）在函数体内定义的变量：其作用范围只能在所处的函数内，一旦超出这个范围，变量不起作用。（2）在函数形式参数列表中定义的变量：其作用范围只在函数内部。（3）在符合语句中定义的变量：其作用范围仅在所处的复合语句中。例如：int f1(int i)int j,k;int f2(int x)int y,z;函数f1中定义了三个变量，i为形参，j和k为变量，i、j、k仅在f1内部有效，或者i、j、k的作用域仅限于f1内部。同理，f2中定义的x、y、z的作用域f2内部，仅在f2内部有效。
42、允许在不同函数中使用相同的变量名和形参名。复合语句中也可以定义变量，其作用域只在复合语句范围内，如：void fun()-int x,y;-x和y的作用域 int z;z的作用域 z=x+y;-同一函数体内或同一层的复合语句内，应先进行所有的声明，然后再写执行语句。不同层的复合语句，变量之前可以重名。此时执行到内层语句时，同名变量中内层定义的变量有限，外层变量被屏蔽，结束内层语句后才有效【案例4-14】局部变量的作用域。#include int add(int x,int y)int sum;sum=x+y;return sum;int plu(int x,int y)return x-y;v
43、oid main()int x=3;int y=3;printf(x=%d,y=%dn,x,y);int x=5;printf(x=%dn,x);y+;printf(x=%d,y=%dn,x,y);printf(x+y=%dn,add(x,y);printf(x-y=%dn,plu(x,y);程序运行结果如下：x=3,y=3x=5x=3,y=4x+y=7x-y=-1请读者自行分析上述程序中各个变量的作用域 2全局变量在任何函数体外定义的变量为全局变量。全局变量的作用域比较宽，它的有效范围为从其定义的位置开始到所在源文件的结束，在这个区域内任意函数都可以调用它。例如：int a,b;/外部变量v
44、oid fun1()int x,y;void fun2()void main()其中a、b、x和y都是外部变量，a和b的作用域为从其开始定义到fun1、fun2和main函数，而x和y的定义在fun1之后，所以其作用域为fun2和main函数。全局变量可以加强函数模块之间的数据联系，但是会使函数之间的独立性降低，这在程序模块化设计的观点看是不利的。全局变量的使用还容易导致程序错误，因为全局变量为多个函数共享，因此全局变量的错误将会传递给其作用域所在的所有函数。因此在程序设计时应尽量避免全局变量的使用，加强函数的独立性。在同一个源文件中，允许全局变量和局部变量同名。在局部变量的作用范围之内，全部
45、变量被屏蔽，不起作用。例如：int x=0;void fun(int x)x=x+1;Void main()fun(x);printf(x=%d,x);程序中定义了一个全局变量x，它的作用范围为从定义到文本结束。而fun函数中也定义了一个同名的变量x，则在fun内部，全局变量x不起作用。程序执行时，调用函数fun(x)，这里的 x为全局变量，即x=0。程序转向fun函数时，fun函数内的x被赋值为0，并执行x=x+1的操作，局部变量x变为1。函数fun执行结束之后，继续执行main函数，输出x的值。此时fun函数中改变的x的值为局部变量x，全局变量x的值不变，输出结果应为x=1。【案例4-15
46、】全局变量的使用。#include int max,min,avg;void process(int num)int score,sum=0;int count=0;printf(请输入学生%d的成绩:n,num);scanf(%d,&score);max=min=score;do sum=sum+score;if(scoremax)max=score;count+;scanf(%d,&score);while(score=0);avg=sum/count;void main()int i;for(i=1;i=3;i+)process(i);printf(*学生1*n);printf(最高分t
47、最低分t平均分n);printf(%dt%dt%dn,max,min,avg);程序运行结果如下：请输入学生1的成绩:78 90 86 74 92-1*学生1*最高分 最低分 平均分92 74 84请输入学生2的成绩:89 93 82 85 71-1*学生1*最高分 最低分 平均分93 71 84请输入学生3的成绩:78 92 94 65 99-1*学生1*最高分 最低分 平均分99 65 854.2.3 变量的存储类型C语言中的每一个变量都有两个属性：变量类型和存储类型。变量的作用域从变量在什么空间内有效的角度划分，可以分为全局变量和局部变量。变量的存储类别则是以变量在内存中存在的时间角度划
48、分的，可以分为动态存储方式和静态存储方式两种。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。而动态存储方式则是在程序运行期间根据需要动态分配存储空间的方式。编译后的C程序有4个不同的逻辑内存区域，它们分别有不同的功能。程序区：用来存放程序代码的区域。静态存储区：用来存储程序中的全局变量和局部变量。栈区：程序运行时用来存放临时数据，可以用来保存函数调用时的现场和返回地址，也可以用来存放形式参数变量和自动局部变量等。堆区：是一个自由存储区域，程序通过C语言的动态存储分配函数来使用它，用于存储链表等。栈和堆的内容是动态变化的，因此也称为动态存储区。数据可以存放在动态存储区和静态存储区，变量
49、的存储相应地可以分为动态存储类型和静态存储类型。由于全局变量可以供程序中所有函数使用，所以全局变量的值需要在整个运行期间进行保存，全部变量应该安排在静态存储区内。局部变量可以放在静态存储区内，也可以放在栈区。一个变量属于静态存储还是动态存储，并不能仅从其作用域来看，还应该考虑其存储类别说明。在C语言中，变量的存储类别如表4-1所示。表4-1 变量存储类别auto自动变量动态存储方式register寄存器变量extern 外部变量静态存储方式static静态变量下面详细介绍上述4种存储类别。1auto自动变量auto的变量类型为动态存储变量，其一般形式为：auto 数据类型 变量名；例如：aut
50、o int a；函数中的变量如果不做特殊说明，系统都是动态地分配内存空间，数据存储在动态存储区中，函数的形参和在函数中定义的变量都属于此类。在调用变量时系统为其分配内存空间，在函数调用结束后自动释放内存空间，这类变量为自动变量。auto只能用来说明函数体内的局部变量，不能说明形参、全局变量。函数中的形参虽然不用auto来说明，但是形参也是auto类型变量。函数被调用运行期是该函数自动局部变量的生存期。自动局部变量的有限生存期可以节省内存单元，而且使函数独立性增强。变量类型为auto时，auto也可以省略，省略是默认为auto类型。2registerregister定义的变量值存放在CPU的寄存