第三章函數(shù),清華大學(xué)鄭莉,目錄,3.1函數(shù)的定義與使用3.2內(nèi)聯(lián)函數(shù)3.3帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù)3.4函數(shù)重載3.5使用C+系統(tǒng)函數(shù)3.6深度探索3.7小結(jié),2,3.1.1函數(shù)定義,函數(shù)是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，對(duì)功能的抽象函數(shù)定義的語(yǔ)法形式類型標(biāo)識(shí)符函數(shù)名（形式參數(shù)表）語(yǔ)句序列,3,3.1函數(shù)的定義與使用,是被初始化的內(nèi)部變量，壽命和可見(jiàn)性僅限于函數(shù)內(nèi)部,若無(wú)返回值，寫(xiě)void,3.1.1函數(shù)定義（續(xù)）,形式參數(shù)表name1,name2,.,namen函數(shù)的返回值由return語(yǔ)句給出，例如：return0無(wú)返回值的函數(shù)（void類型），不必寫(xiě)return語(yǔ)句。,4,3.1函數(shù)的定義與使用,3.1.2函數(shù)的調(diào)用,調(diào)用前先聲明函數(shù)：若函數(shù)定義在調(diào)用點(diǎn)之前，則無(wú)需另外聲明；若函數(shù)定義在調(diào)用點(diǎn)之后，則需要在調(diào)用函數(shù)前按如下形式聲明函數(shù)原型：類型標(biāo)識(shí)符被調(diào)用函數(shù)名（含類型說(shuō)明的形參表）;調(diào)用形式函數(shù)名（實(shí)參列表）嵌套調(diào)用在一個(gè)函數(shù)的函數(shù)體中，可以調(diào)用另一函數(shù)，稱為嵌套調(diào)用。遞歸調(diào)用函數(shù)直接或間接調(diào)用自身。,5,3.1函數(shù)的定義與使用,例3-1編寫(xiě)一個(gè)求x的n次方的函數(shù),#includeusingnamespacestd;/計(jì)算x的n次方doublepower(doublex,intn)doubleval=1.0;while(n-)val*=x;returnval;intmain()cout5tothepower2ispower(5,2)ch;if(ch=1)value+=static_cast(power(2,i);coutDecimalvalueisvalue1e-15)doublef=e/i;r=(i%4=1)?r+f:r-f;e=e*sqr;i+=2;returnr;,10,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,例3-3（續(xù)）,intmain()doublea=16.0*arctan(1/5.0);doubleb=4.0*arctan(1/239.0);/*注意：因?yàn)檎麛?shù)相除結(jié)果取整，如果參數(shù)寫(xiě)1/5，1/239，結(jié)果就都是0*/coutPI=a-br;couts;if(r*r=s*s)k=sqrt(tsin(r)*tsin(r)+tsin(s)*tsin(s);elsek=tsin(r*s)/2;coutkendl;return0;,18,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,運(yùn)行結(jié)果：r=5s=81.37781,例3-5（續(xù)）,例3-6投骰子的隨機(jī)游戲,每個(gè)骰子有六面，點(diǎn)數(shù)分別為1、2、3、4、5、6。游戲者在程序開(kāi)始時(shí)輸入一個(gè)無(wú)符號(hào)整數(shù)，作為產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的種子。每輪投兩次骰子，第一輪如果和數(shù)為7或11則為勝，游戲結(jié)束；和數(shù)為2、3或12則為負(fù)，游戲結(jié)束；和數(shù)為其它值則將此值作為自己的點(diǎn)數(shù)，繼續(xù)第二輪、第三輪.直到某輪的和數(shù)等于點(diǎn)數(shù)則取勝，若在此前出現(xiàn)和數(shù)為7則為負(fù)。由rolldice函數(shù)負(fù)責(zé)模擬投骰子、計(jì)算和數(shù)并輸出和數(shù)。,19,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,例3.6（續(xù)）,rand函數(shù)原型：intrand(void);所需頭文件：功能和返回值：求出并返回一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)srand函數(shù)原型：voidsrand(unsignedintseed);參數(shù)：seed產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的種子。所需頭文件：功能：為使rand()產(chǎn)生一序列偽隨機(jī)整數(shù)而設(shè)置起始點(diǎn)。使用1作為seed參數(shù)，可以重新初化rand()。,20,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,#include#includeusingnamespacestd;/投骰子、計(jì)算和數(shù)、輸出和數(shù)introllDice()intdie1=1+rand()%6;intdie2=1+rand()%6;intsum=die1+die2;coutplayerrolleddie1+die2=sumseed;/輸入隨機(jī)數(shù)種子srand(seed);/將種子傳遞給rand()sum=rollDice();/第一輪投骰子、計(jì)算和數(shù),22,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,例3-6（續(xù)）,switch(sum)case7:/如果和數(shù)為7或11則為勝,狀態(tài)為WINcase11:status=WIN;break;case2:/和數(shù)為2、3或12則為負(fù),狀態(tài)為L(zhǎng)OSEcase3:case12:status=LOSE;break;default:/*其它情況,游戲尚無(wú)結(jié)果,狀態(tài)為PLAYING,記下點(diǎn)數(shù),為下一輪做準(zhǔn)備*/status=PLAYING;myPoint=sum;coutpointismyPointendl;break;,23,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,例3-6（續(xù)）,while(status=PLAYING)/只要狀態(tài)仍為PLAYING,就繼續(xù)進(jìn)行下一輪sum=rollDice();if(sum=myPoint)/某輪的和數(shù)等于點(diǎn)數(shù)則取勝status=WIN;elseif(sum=7)/出現(xiàn)和數(shù)為7則為負(fù)status=LOSE;/當(dāng)狀態(tài)不為PLAYING時(shí)上面的循環(huán)結(jié)束,以下程序段輸出游戲結(jié)果if(status=WIN)coutplayerwinsendl;elsecoutplayerlosesb;coutThesumofsquareofaandb:fun1(a,b)n;unsignedy=fac(n);coutn!=ynk;coutC(n,k)=comm(n,k)endl;return0;,35,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,運(yùn)行結(jié)果：1858568,例3-9（續(xù)）,例3-10,有三根針A、B、C。A針上有N個(gè)盤(pán)子，大的在下，小的在上，要求把這N個(gè)盤(pán)子從A針移到C針，在移動(dòng)過(guò)程中可以借助B針，每次只允許移動(dòng)一個(gè)盤(pán)，且在移動(dòng)過(guò)程中在三根針上都保持大盤(pán)在下，小盤(pán)在上。,36,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,例3-10（續(xù)）,分析：將n個(gè)盤(pán)子從A針移到C針可以分解為下面三個(gè)步驟：將A上n-1個(gè)盤(pán)子移到B針上（借助C針）;把A針上剩下的一個(gè)盤(pán)子移到C針上;將n-1個(gè)盤(pán)子從B針移到C針上（借助A針）;事實(shí)上，上面三個(gè)步驟包含兩種操作：將多個(gè)盤(pán)子從一個(gè)針移到另一個(gè)針上，這是一個(gè)遞歸的過(guò)程。hanoi函數(shù)實(shí)現(xiàn)。將1個(gè)盤(pán)子從一個(gè)針上移到另一針上。用move函數(shù)實(shí)現(xiàn)。,37,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,#includeusingnamespacestd;/把src針的最上面一個(gè)盤(pán)子移動(dòng)到dest針上voidmove(charsrc,chardest)coutdestm;coutthestepstomovingmdiskes:BC-BA-CB-AB-CA-C,例3-10（續(xù)）,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.2函數(shù)的調(diào)用,遞歸過(guò)程,41,漢諾塔問(wèn)題與或圖,42,3.1.3函數(shù)的參數(shù)傳遞,在函數(shù)被調(diào)用時(shí)才分配形參的存儲(chǔ)單元。實(shí)參可以是常量、變量或表達(dá)式。實(shí)參類型必須與形參相符。值傳遞是傳遞參數(shù)值，即單向傳遞。引用傳遞可以實(shí)現(xiàn)雙向傳遞常引用作參數(shù)可以保障實(shí)參數(shù)據(jù)的安全,43,3.1函數(shù)的定義與使用,值傳遞舉例,44,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.3函數(shù)的參數(shù)傳遞,例3-11輸入兩個(gè)整數(shù)交換后輸出,#includeusingnamespacestd;voidswap(inta,intb)intt=a;a=b;b=t;intmain()intx=5,y=10;coutx=xy=yendl;swap(x,y);coutx=xy=yendl;return0;,45,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.3函數(shù)的參數(shù)傳遞,運(yùn)行結(jié)果：x=5y=10 x=5y=10,46,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.3函數(shù)的參數(shù)傳遞,引用傳遞,引用(聲明一個(gè)引用時(shí)，必須同時(shí)對(duì)它進(jìn)行初始化，使它指向一個(gè)已存在的對(duì)象。一旦一個(gè)引用被初始化后，就不能改為指向其它對(duì)象。引用可以作為形參voidswap(intvoidswap(int,48,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.3函數(shù)的參數(shù)傳遞,運(yùn)行結(jié)果:x=5y=10 x=10y=5,49,swap(x,y);,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.3函數(shù)的參數(shù)傳遞,例3-13值傳遞與引用傳遞的比較,/3_13.cpp#include#includeusingnamespacestd;voidfiddle(intin1,int,50,3.1函數(shù)的定義與使用3.1.3函數(shù)的參數(shù)傳遞,intmain()intv1=7,v2=12;coutThevaluesare;coutsetw(5)v1;coutsetw(5)v2endl;fiddle(v1,v2);coutThevaluesare;coutsetw(5)v1;coutsetw(5)v2endl;return0;,3.2內(nèi)聯(lián)函數(shù),聲明時(shí)使用關(guān)鍵字inline。編譯時(shí)在調(diào)用處用函數(shù)體進(jìn)行替換,節(jié)省了參數(shù)傳遞、控制轉(zhuǎn)移等開(kāi)銷。注意：內(nèi)聯(lián)函數(shù)體內(nèi)不能有循環(huán)語(yǔ)句和switch語(yǔ)句。內(nèi)聯(lián)函數(shù)的聲明必須出現(xiàn)在內(nèi)聯(lián)函數(shù)第一次被調(diào)用之前。對(duì)內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能進(jìn)行異常接口聲明。,51,例3-14內(nèi)聯(lián)函數(shù)應(yīng)用舉例,#includeusingnamespacestd;constdoublePI=3.14159265358979;inlinedoublecalArea(doubleradius)returnPI*radius*radius;intmain()doubler=3.0;doublearea=calArea(r);coutareaendl;return0;,52,3.2內(nèi)聯(lián)函數(shù),3.3帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù),函數(shù)在聲明時(shí)可以預(yù)先給出默認(rèn)的形參值，調(diào)用時(shí)如給出實(shí)參，則采用實(shí)參值，否則采用預(yù)先給出的默認(rèn)參數(shù)值。例如：intadd(intx=5,inty=6)returnx+y;intmain()add(10,20);/10+20add(10);/10+6add();/5+6,53,默認(rèn)參數(shù)值的說(shuō)明次序,有默認(rèn)參數(shù)的形參必須在形參列表的最后，也就是說(shuō)默認(rèn)參數(shù)值的右面不能有無(wú)默認(rèn)值的參數(shù)。因?yàn)檎{(diào)用時(shí)實(shí)參與形參的結(jié)合是從左向右的順序。例：intadd(intx,inty=5,intz=6);/正確intadd(intx=1,inty=5,intz);/錯(cuò)誤intadd(intx=1,inty,intz=6);/錯(cuò)誤,54,3.3帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù),默認(rèn)參數(shù)值與函數(shù)的調(diào)用位置,如果一個(gè)函數(shù)有原型聲明，且原型聲明在定義之前，則默認(rèn)參數(shù)值必須在函數(shù)原型聲明中給出；而如果只有函數(shù)的定義，或函數(shù)定義在前，則默認(rèn)參數(shù)值需在函數(shù)定義中給出。例：,55,3.3帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù),intadd(intx=5,inty=6)/只有定義，沒(méi)有原型聲明returnx+y;intmain()add();,intadd(intx=5,inty=6);/原型聲明在前intmain()add();intadd(intx,inty)/此處不能再指定默認(rèn)值returnx+y;,例3-15計(jì)算長(zhǎng)方體的體積,子函數(shù)getVolume是計(jì)算體積的函數(shù)，有三個(gè)形參：length（長(zhǎng)）、width（寬）、height（高），其中width和height帶有默認(rèn)值。主函數(shù)中以不同形式調(diào)用getVolume函數(shù)，分析程序的運(yùn)行結(jié)果。,56,3.3帶默認(rèn)參數(shù)值的函數(shù),/3_15.cpp#include#includeusingnamespacestd;intgetVolume(intlength,intwidth=2,intheight=3);intmain()constintX=10,Y=12,Z=15;coutSomeboxdatais;coutgetVolume(X,Y,Z)endl;coutSomeboxdatais;coutgetVolume(X,Y)endl;coutSomeboxdatais;coutgetVolume(X)endl;return0;intgetVolume(intlength,intwidth/*=2*/,intheight/*=3*/)coutsetw(5)lengthsetw(5)widthsetw(5)heightn;coutxy;coutTheirsumofsquare:sumOfSquare(x,y)angle;/輸入角度值doubleradian=angle*PI/180;/轉(zhuǎn)化為弧度值coutsin(angl