第三章函数

第三章 函 数 [本章重点] C++中函数的定义、调用和参数传递；参数传递时的两种调用方式：传值调用和引用调用；函数的重载和递归调用；部分常见系统函数的用法。 [本章难点] 函数之间进行参数传递时两种调用方式；函数的递归调用；函数重载。

函数是Ｃ++源程序的基本模块，一个C++控制台程序一般由一个主函数main()和若干个应用函数组成。主函数main()是整个应用程序的开始执行点，正常情况下，整个C++控制台应用程序也是在main()函数中结束的。主函数可以调用应用函数，而应用函数之间也可以根据其逻辑关系相互调用。调用其他函数的函数称为主调函数，而被调用的应用函数称被调函数。我们把实现某种功能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这些函数。

第一节 函数的定义 一、函数的定义 C++语言系统自身提供了丰富的应用函数，这些函数被称为系统函数。系统函数无需用户定义，只需在源程序前连接包含有该函数原型的头文件，即可在程序中直接调用（在稍后的章节里介绍）。此外，还可以根据需求，把算法编成独立的函数模块，在源程序的适当位置进行定义和调用，这类应用函数叫做用户自定义函数。在C++语言源程序中，用户自定义函数应用遵循先定义后使用的原则。 函数定义的一般格式为： 类型标识符 函数名 ( 形式参数表 ) { 语句 } 其中：类型标识符和函数名称为函数头，类型标识符指明了本函数的类型，函数的类型实际上是函数返回值的数据类型，该类型标识符与前面介绍的各种数据类型说明符相同，一些情况下函数也可以没有返回值，此时函数类型标识符应为void。 函数名是由用户定义的标识符，函数名后有一对圆括号，括号内形式参数表中给出的参数称为形式参数（简称形参），它们由一个或多个带有数据类型说明的变量组成，变量之间用逗号间隔。在进行函数调用时，主调函数将赋予这些形式参数实际的值。函数也可以没有形式参数表，这种函数称为无参函数，尽管这种函数可以省略形式参数，但函数名后的括号不能省略。 {}中的语句称为函数体，它是用户算法的具体实现程序。

例3-1 编程实现输出n行由 * 组成的三角形的函数。 void display (int n) { int i, j; for (i=1; i<=n; i++) { for (j=1; j<=(2*i-1); j++) cout<<”*”; cout<} } 例3-1中，void display (int n)说明display函数是一个无返回值函数，形式参数n为整型变量，n的具体值由主调函数在调用时传送过来。在{}中的函数体内，首先声明了两个整形变量i和j，这两个变量仅在函数体内有效。由主调函数传递来的值n控制循环执行的次数，双重循环实现了n 行*的输出。程序执行结束已达到预期效果，所以该函数没有返回值。

例3-2 编写一个函数，将华氏温度转换为摄氏温度（转换公式：)32(95FC）。 float ftoc (float f) { float c; c=5*(f-32)/9; return c; } ftoc函数是一个单精度浮点型函数，其返回的函数值是单精度浮点型数据，形式参数f也是单精度浮点型变量，f的具体值由主调函数在调用时传递。函数体内除形式参数外还声明了变量c，用于存放温度转换的计算结果，return语句将这一结果返回到主调函数，有返回值函数中至少应有一个return语句。

例3-3 编写一个函数，用于求两个整型数据中较大的整数。 int max (int x, int y) { if (x>y) return x; else return y; } max函数是一个整型函数，该函数返回值是一个整数。形式参数x,y均为整型变量，x、y的具体值由主调函数在调用时传送。函数体中的if语句判断x、y的大小，并用return语句把x(或y)的值作为函数的值返回给主调函数。

二、函数原型声明 在Ｃ++程序中，一个函数的定义可以放在任意位置，既可放在主调函数之前，也可放在主调函数之后，为了避免由于函数定义位置的不确定性而引起的编译错误，Ｃ++要求应在应用函数调用之前为其构造原型，即在源程序中首先声明函数原型。 函数原型声明的一般格式为： 类型标识符 函数名 ( 形式参数表 )； 其中：类型标识符、函数名、形式参数表的规定与函数的定义相同。该语句最后的分号不能缺少。 例如：上节三个例题中的函数原型声明分别为： void display (int n)； float ftoc (float f)； int max(int x, int y)； 注意： 1）同一个函数的原型声明与函数定义，在类型标识、函数名称以及形式参数表上必须完全一致。 2）函数原型声明必须出现在函数调用之前。 3）函数原型声明时，形式参数表中可以不包含参数的名字，只包含参数的类型。因此，例3-1中的函数原型声明也可写为：void display ( int )；

第二节 函数的调用 一、函数的调用 函数被定义以后，只有在主调函数的适当位置对它进行调用，才能发挥其作用。函数调用实际上就是转去执行这段用函数名命名的程序代码，它包括参数传递、执行代码、返回函数值等操作。 函数调用的一般格式如下： 函数名 ( 实际参数表 ) 其中：函数调用中的函数名称应与函数定义中的函数名称相一致；实际参数表中给出的实际参数（简称实参），是主调函数转去执行被调函数了时，希望参与被调函数运算的实际值，它们可以是常量、变量或表达式。

例3-4 对例3-1中函数的调用如下。 #include void display (int n); //函数原型声明 void main() { int x; display (3); //调用函数display，实参为常量3 cout<<”请输入x:”; cin>>x; display (x); //调用函数display，实参为变量x } void display (int n) { int i, j; for (i=1; i<=n; i++) { for (j=1; j<=(2*i-1); j++) cout<<”*”; cout<} } 程序运行结果如下： * *** ***** 请输入x：5 * *** ***** ******* ********* 现在我们可以从函数定义、函数原型声明以及函数调用的角度来分析整个程序，从中进一步了解函数的各种特点。 程序中首先声明了函数display的原型，然后定义主函数main, main函数之后定义并实现函数display。程序运行时，从main函数开始执行，程序运行到display(3)语句时，调用函数display，并将常数3传递给函数display的变量n，程序转去执行display函数，输出3行*，之后返回main函数，继续执行main函数中的语句，接收用户键盘输入的数值（本次执行该数值为5）赋给变量x，然后再次调用函数display，并将x的值5传递给函数display的变量n，程序转去执行display函数，输出5行*，display函数结束返回主函数main，之后主函数结束。

例3-5 编写程序，利用例 3-2定义的函数ftoc，将用户输入的华氏温度转换为摄氏温度。 #include float ftoc (float f); void main() { float x,y; cout<<"请输入华氏温度："; cin>>x; y=ftoc(x); cout<<"华氏温度"<} float ftoc (float f) { float c; c=5*(f-32)/9; return c; } 程序运行结果如下： 请输入华氏温度：50 华氏温度50度 = 摄氏温度10度 从函数定义以及函数原型声明中都能看出，这是一个有返回值的函数，其返回值的数据类型为单精度浮点型，形式参数f的数据类型也是单精度浮点型。主程序中首先声明了两个单精度浮点型变量x、y，x的值在程序运行时由用户键盘输入，调用ftoc函数时将主函数中x的值传递给ftoc函数中形参变量f，转去执行ftoc 函数，根据公式计算并将结果存入变量c，return语句将变量c的值带回到主函数，主函数将得到的结果赋予变量y，最后输出计算结果，整个程序结束。 函数调用时应注意以下几点： 1）函数的调用既可以独立成句，也可以作为其他语句的成分元素。 2）实际参数表中的参数必须与形式参数表中的参数在类型、个数等方面一一对应。 3）实际参数表中的参数可以是变量、常量或表达式。

二、函数的返回值 要将被调函数的计算结果，有效的传递到主调函数中去（即返回函数值），采用return语句实现。 return语句的一般格式为： return 表达式 ; 该语句的功能是终止函数的执行，并向主调函数返回函数值，返回的函数值就是return语句中表达式的值。该语句的表达式可以省略，若省略表达式，return语句仅表示终止函数的执行，并将系统控制权交给主调用函数。

例3-6 编程用例3-3中定义的max函数，求任意输入的4个整数中的最大数。 #include int max(int x,int y); void main() { int a,b,c,d,m; cout<<”请输入4个整数：”; cin>>a>>b>>c>>d; m=max(a,b); m=max(m,c); m=max(m,d); cout<} int max(int x,int y) { if(x>y) return x; else return y; } 程序运行结果如下： 请输入4个整数：3 2 5 1 3 、2 、5 、1中最大的数是 5

max函数是一个整型函数，其返回的函数值也是一个整数。形式参数x、y均为整型变量。x、y的具体值是由主调函数在调用时传送过来的，在{}中的函数体内， return语句把x(或y)的值作为函数的值返回给主调函数。上述例题中max函数被主函数调用三次，主函数接收用户由键盘输入的a、b、c、d四个数后，第一次调用将a、b的值作为实际参数传递给max函数的形式参数x、y，max函数比较出其中较大的一个，并返回这个值给主函数，