c3变量、函数和控制结构

第三章　变量、函数和控制结构

已讨论机制的局限性：•只能描述由基本数据出发的简单计算；•只能描述特定计算。

我们希望：•描述更为复杂的计算过程•使程序有一定通用性，能解决一类问题，完成对不同数据的类似计算

因此需要有更多的程序机制。

3.1　语句和复合结构语句是程序的基本单位。语法：语句的形式必须符合语言要求。语义：形式合法的语句表达了某种含义（程序执行时的效果），称为语句的语义。

函数调用是一种“基本”语句。还有其他一些基本语句（下面要介绍）。

为描述复杂计算，语言提供一些组合简单语句的结构，实现对执行过程的控制。

复合结构（复合语句）语法：一对花括号，其中可有0个或多个语句。语义：顺序执行其中的各个语句。

空复合结构中没有语句，执行时立即结束。{ }

前面简单C程序的主要部分：intmain () {printf("Good morning!\n");return 0;}

3.2 变量的概念、定义和使用硬件里数据存储概念是内存单元和地址，变量是它们在高级语言里的反映。

变量：存储数据的命名对象。通过变量名可以使用存于变量中的数据。变量名是标识符。

基本操作：赋值，取值。变量能保存值。给某变量赋一个值之后，每次使用它总得到这个值，直到下次赋值。

在程序执行中，一个变量的值可以变化。

变量有固定的类型，只能保存这个类型的值。整型变量（保存int值的变量），双精度变量（保存double值），字符变量等。

变量定义：变量必须先定义后使用。

定义所需信息：变量名和类型。变量定义： intm; double x;

可以同时定义多个同类型的变量： intk, n, sum, count; long double y, z;关键字不能用做变量名。提倡采用有意义名字。

复合结构中可以定义局部的变量。1）在内部使用；2）变量定义应出现在所有语句之前： {变量定义序列 语句序列}一个复合结构里不能定义多个同名的变量。

复合结构的执行（修正）：先定义变量，后顺序执行各语句。

变量的取值与赋值取值：计算中遇到变量，取其值参与计算： x + sin(3.2 * y) -pow(x, 2)

表达式里有变量，计算结果将依赖于变量值。printf(“%d\n”, n * 2);

赋值：用赋值运算符（=，赋值号）表示：

x = 5.0左边是赋值目标，右边是表达式。赋值运算的主要效果是把表达式的值赋给左边变量。

赋值运算符优先级很低。例： x = 2 + 3 * y

赋值语句：赋值表达式后加分号（语法）是最基本的语句，完成程序里最重要的操作。程序中一般用赋值语句描述赋值动作。赋值表达式也可独立存在（后面讨论）。

例：重写由三边3、5、7求三角形面积的程序。计算中多次用半周长，定义变量保存这个值，可避免重复计算。

#include #include

intmain () {double s;s = (3. + 5. + 7.) / 2.;printf("Area: %f\n", sqrt(s*(s-3.)*(s-5.)*(s-7.)));return 0;}

变量主要用途之一：保存计算的中间结果。

赋值运算符的值与结合性•赋值运算也有值，就是右边表达式的值。•赋值表达式的值通常不用。赋值表达式的值可以用。例（不提倡）： y = (x = 5) + 8;人们有时用同一表达式为多个变量赋值。 y = (z = (x = 1.0));赋值运算符从右向左结合。上面语句可以简化（也称多重赋值）： y = z = x = 1.0;赋值与类型•被赋值变量有类型（由变量定义确定）；•赋值号右边表达式的值有类型。

规定：若表达式值与被赋值变量类型不同，该值先转换到变量类型的值，然后赋值。

在前面程序例子里把赋值语句改写成： s = (3 + 5 + 7) / 2;运行时发现程序的结果不对。

看运算在哪个类型里进行。变量初始化定义时指定初始值。可用数值或者数值表达式为类型合适的变量做初始化：

　double s = (3 + 5 + 7)/2.0;　long double x = 4.5L, y = 3.24L;

初始化只能一次对一个变量做。

赋值表达式有值，下面是合法语句：

x = 2.0; y = (x = 3.0) + x;执行后y的值是什么？

赋值与数学中的“等于”完全不同。例： x = x + 1;“x = x + 1”在数学里为矛盾。上语句则合法（常用）。

这个问题没有回答，第二个语句不正确。C语言未规定加法对两个运算对象的求值顺序，“这种表达式的结果无定义”。

变量的名字变量类型

35.70图3.1　变量的属性变量的值

doublex1变量存储位置　地址：0x00002f30

程序中的注释注释：为帮助人阅读/理解程序而写的起注解作用的说明性文字。注释对程序意义（执行）没有影响。（各种语言都允许写注释）

形式： /* 任何字符的序列*/程序里的注释相当于一个空格。程序中加入必要注释是一种好的编程习惯。对于复杂的大程序，注释的意义更大。

简单计算程序#include /* 如用数学函数，还要写#include */

intmain () {/* 若干变量定义（及可能的初始化）*//* 若干计算和赋值语句*//* 若干输出语句*/return 0;}

程序的基本形式，后面逐步扩充

3.3 函数定义（初步）函数可看作对C语言基本功能的扩充。函数是特定计算过程的抽象，有通用性，可按规定方式（参数个数/类型）对具体数据使用。

例：标准函数sin，类型特征是：double sin(double)

标准函数有限，需求无限程序设计中有定义函数的需求。例：求一些圆盘的面积，圆盘半径分别为：　3.24、2.13、0.865、3.746、12.3364、8.421

设圆周率用3.1416。可写出下面程序：#include intmain () {printf("radius:%f, area:%f\n", 3.24,3.24 * 3.24 * 3.1416);printf("radius:%f, area:%f\n", 2.13,2.13 * 2.12 * 3.1415);…　…/* 实际程序里不能有省略号*/}

繁琐的东西很容易弄错，上面程序就有错。

如果有以半径为参数计算圆盘面积的函数：double c_area(double)程序就可简化。如第一个语句可写为：printf("radius: %f, area:%f\n",3.24, c_area(3.24));

如有打印圆盘面积的函数pc_area，只需写：pc_area(3.24);pc_area(2.13);... ...

函数能使程序变短，易写/易理解/易修改

函数定义把一段计算定义成函数并给以命名。定义函数c_area的程序片段：double c_area (double r) {return r * r * 3.1416;}

定义后就可以通过名字调用，用在任何需要的地方。半径3.24高2.4的圆锥体积： 2.4 * c_area(3.24) / 3.0外半径5.3，内半径3.07，高4.2的空心圆柱：(c_area(5.3) -c_area(3.07))*4.2

#include /* 定义函数，重写程序*/double c_area (double r) {return r * r * 3.1416; /* 很容易修改圆周率近似值*/}

intmain () {printf("Radius:%f, area:%f\n", 3.24, c_area(3.24));printf("Radius:%f, area:%f\n", 2.13, c_area(2.13));printf("Radius:%f, area:%f\n", 0.865, c_area(0.865));printf("Radius:%f, area:%f\n", 3.746, c_area(3.746));printf("Radius:%f, area:%f\n", 12.3364, c_area(12.3364));printf("Radius:%f, area:%f\n", 8.421, c_area(8.421)); return 0; }

函数定义函数头部说明函数名和类型特征。包括：函数返回值类型，函数名，参数表。

参数表声明参数的个数和各参数的类型。参数命名是为了在函数里使用实际参数的值。c_area定义的函数头部是： double c_area (double r)

函数体：复合结构，其中定义的变量是本函数的局部变量。参数也看作局部变量。

形式：函数头部函数体函数体里的特殊语句：return/返回语句：return 表达式;return;

使函数结束：先算表达式，以其值作为函数返回值。

函数调用函数名(实际参数表)多个参数用逗号分隔。函数的执行：函数体的复合语句在参数具有特定实参值的情况下开始执行。