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自定义函数与封装思维导图

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自定义函数与封装

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思维导图大纲

自定义函数与封装思维导图模板大纲

函数与结构化程序设计

主函数相当于总调度,用来控制流程机构(顺序、选择、循环),调用各个函数(标准库函数、用户自定义函数等)实现具体的功能。

函数是程序设计的基本单位,是对一个问题的抽象,一般只包含一个独立的功能。

自定义函数包括3个部分:

函数原型声明(一般在主函数定义的前面)

函数调用(在主函数或其他自定义函数中的函数调用语句)

函数定义(一般在主函数定义的后面)

函数的参数传递

参数的值传递

方式

值传递、址传递(C语言)

值传递、址传递、引用传递(C++)

址传递(C$C++特有)

参数的值传递

形参变量单向接收实参的值,形参变量的任何修改都不会影响实参的值。

参数的值传递增强了函数的独立性,避免了调用函数时对主调函数内部变量值的修改。

C++的引用传递

引用型变量在定义时必须初始化。

优点

函数在调用时定义形参变量为实参变量的别名,形参与实参在函数内部操作同一块内存空间,免去了内存空间的分配以及赋值的过程,提高了效率。

改变形参的值就是修改实参的值,因此可以快速实现主调函数与被调用函数之间的信息传递。

引用传递语法简单,效率高。

const修饰引用形参

变量的作用域与生存期

局部变量的作用域与生存期

局部变量(local variable):在函数、语句等代码块中声明的变量。

局部变量的作用域(scope)是从声明开始直到所属代码块结束。

局部变量存储在栈内存中,当变量所属的代码块(函数、语句)执行完毕后,变量的内存被操作系统自动回收。

全局变量的作用域与生存期

全局变量(global variable):在函数外部声明的变量。

作用域是从变量声明直到程序结束。

全局变量存储在全局数据区中,当程序执行结束后回收内存。

全局变量一般声明在文件头部,方便使用;但破坏了函数的封装性,因此在特殊情况下使用。

静态变量的作用域与生存期

函数内部的局部变量在每次被调用时获得 内存,调用结束时释放内存。如果下次调 用时希望保留上一次的局部变量的值,要用关键字 static 将局部变量定义为静态变量 (static variable)。

静态变量存储在全局数据区 中,在声明时必须初始化,函数调用结束后 不会回收内存,下次调用时直接使用变量(初始化只在第一次调用时执行一次),当程序执行结束后回收内存。

既保存变量的作用域不变(保证函数的发展性),又延长变量的生存周期到程序结束。

自定义函数

函数声明

一种原型声明,不包含任何代码。只是声明函数定义中的函数名称、函数返回值的数据类型以及函数参数的类型。

函数声明语句一般与函数定义头部完全相同,末尾增加一个分号。

函数定义

定义格式与main函数的定义格式相同,一般为:返回类型 函数名称(形式参数列表) { 函数体;}

包括两部分:函数头和函数体

函数头

返回类型、函数名称、形式参数列表(不以分号结尾)

函数体

一条复合语句。由一对大括号括起0或若干条语句。

函数需要返回值时,至少包含一条return语句;不需要时,返回类型为空(void),不需要return语句,或者写成return ;

函数返回值

使用关键字return从函数返回一个值,可以是常量、变量、表达式或调用函数的返回值,也可以是空语句。

陷阱:函数声明与定义的常见问题

函数声明与定义中的常见错误

形参变量与局部变量重名问题

语句块的变量定义问题

函数的调用

一个函数被使用。函数调用前必须有函数声明。

函数调用的格式: 函数名称(实际参数)

调用函数时,函数名称右边的()不能省略。

调用语法

无参函数:“函数名()”

有参函数:”函数名(实参列表)“

实参(必须是确切的值):变量、常量、表达式、函数调用等。

陷阱:函数调用的常见问题

常见错误

用途

可以用于在合适的表达式中参与计算。

可以作为另一个函数调用的实参。

可以用在输入语句中,直接输出结果。

可以用在流程控制语句中,控制程序的执行。

函数的嵌套调用:在函数定义内部允许调用另一个函数。

函数的调用过程

参数传递:将实参值赋给形参变量。

执行函数体的语句。

返回函数调用表达式的位置。

C++的函数重载与默认参数

C++的函数重载

函数的签名

在函数声明中,函数名称、参数类型及其排列顺序构成了函数的签名

函数签名几种情况

函数的数据类型不同

参数的个数不同

参数的数据类型和个数都不同

陷阱:函数重载的调用失败问题

需要注意,由于同一个函数名有多个函 数签名,调用时会根据实参的数据类型或个数选择完全匹配的那个函数。

如果没有找到完 全匹配的数据类型,会自动进行类型转换后再次寻找匹的函数。如果类型转换后仍然找不到匹配的函数,会出现编译错误,提示信息如: TError] no matching function for call to'具体的函数声明"

如果函数调用时发现有多个函数可以匹配,就会出现混淆,系统不知道该调用哪个函数,也会出现编译错误,提示信息如下: [Error] call of overloaded '具体的函类数声明,is ambiguous

C++的默认参数

一般形式:返回数据类型 函数名称(形参1=默认值1,形参2=默认值2,...);

函数声明与调用举例

函数原型声明 函数调用举例及说明 int fun(int a, int b, int c); int n = fun(1, 2,3);无默认参数,实参必须有3个 int fun(int a=1,int b=2,int c=3); intn =fun(1,2,3); a的值是1,b的值是2,c的值是3 intn =fun(1,2); a的值是1,b的值是2,c的值是1 intn =fun(5); a的值是5,b的值是2,c的值是3 intn =fun(); a的值是1,b的值是2,c的值是3

递归思想——递归函数

递归函数

在函数定义中直接或间接调用自身的函数。

定义的一般形式:返回类型 函数名(形成列表) { if(条件) return值;... 包含调用自身的语句 ... }

调用过程

递归函数的调用过程很复杂,要经历多次函数调用、返回的过程,每次调用都要记住函数名(在内存中保存函数名,函数名是一个地址值)、分配形参变量、接收实参的值等,内存消耗比较大。如果没有递归截止的条件,函数会不断调用自身最终会耗尽内存,导致程序异常结束。

递归调用中的栈

栈是一种数据结构,具有后进先出的特点。

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