函数的递归调用
-
递归调用的含义：在一个函数中，直接或者间接调用了函数本身称之为函数的递归调用。
-
递归调用的本质：
是一种循环结构，它不同于之前所学的while，do-while，for这样的循环结构，这些循环结构是借助循环变量，而递归是利用函数自身实现循环结构，如果不加以控制，很容易产生死循环。
-
递归调用的注意事项：
- 递归调用必须要有出口，一定要终止递归（否则会产生死循环）。
- 对终止条件的判断一定要放在函数递归之前。
- 进行函数的递归调用。
- 函数递归的同时一定要将函数调用向出口逼近。
案例1
/**
* 需求：递归案例-有5个人坐在一起，问第５个人多少岁？他说比第４个人大２岁。
问第４个人岁数，他说比第３个人大２岁。
问第３个人，又说比第２个人大２岁。
问第２个人，说比第１个人大２岁。
最后问第１个人，他说是１０岁。请问第５个人多大。
*/
#include <stdio.h>
/* 求年龄的递归函数 */
int age(int n)
{
// 存放函数的返回值，也就是年龄
int c;
if(n == 1)
{
c = 10;// 第一个人的年龄是10岁
}
else if(n > 1)
{
c = age(n-1)+2; // 当前这个人的年龄 = 上一个人的年龄+2
}
return c;
}
int main()
{
printf("%d\n",age(5));
return 0;
}
案例2：
/**
* 需求：递归案例-求阶乘（n!）
*/
#include <stdio.h>
/* 编写一个函数，用来求阶乘 */
long fac(int n)
{
// 因为int型表示的数据范围小，所以乘法操作我们使用long来接收计算结果
long f;
if(n < 0)
{
printf("n的范围不能是0以下的数！\n");
}
else if(n == 0 || n==1) // 此时不满足阶乘条件
{
f = 1;
}
else
{
f = fac(n-1)*n;
}
return f;
}
int main()
{
int n;
printf("请输入一个整数：\n");
scanf("%d",&n);
printf("%d!=%ld\n",n,fac(n));
return 0;
}
数组做函数参数
注意
当用数组做函数的实际参数时，则形参应该也要用数组/指针变量来接收，但请注意，此次并不代表传递了数组中所有的元素数据，而是传递了第一个元素的内存地址（数组首地址），形参接收这个地址后，则形参和实参就代表了同一块内存空间，则形参的数据修改会改变实参的。这种数据传递方式我们可以称之为“引用传递”。
如果用数组做函数形式参数，那么我们提供另一个形参表示数组的元素个数。原因是数组形参代表的仅仅是实际数组的首地址。也就是说形参只获取到了实际数组元素的开始，并未获取元素的结束。所以提供另一个形参表示数组的元素个数，可以防止在被调函数对实际数组元素访问的越界。
但有一个例外，如果是用字符数组做形参，且实际数组中存放的是字符串数据（形参是字符数组，实参是字符串）。则不用表示数组元素的个数的形参，原因是字符串本身会自动结束符\0。
案例-数组元素做函数实参：
/**
* 需求：数组为参数案例-有两个数组ａ和ｂ，各有10个元素，将它们对应元素逐个地相比（即ａ[0]与ｂ[0]比，ａ[1]
与ｂ[1]比……）。如果ａ数组中的元素大于ｂ数组中的相应元素的数目多于b数组中元素大于a数组中相应元素的数目(例
如，a[i]>b]i]6次，b[i]>a[i] 3次，其中i每次为不同的值)，则认为a数组大于b数组，并分别统计出两个数组相应元
素大于、等于、小于的个数。
*
*/
#include <stdio.h>
/* 定义一个函数，实现两个数的比较 */
int large(int x,int y)
{
int flag;// 用来存放比较结果
if(x > y) flag = 1;
else if(x < y) flag = -1;
else flag = 0;
return flag;
}
int main()
{
// 比较用的两个数组，循环变量，最大，最小，相等
int a[10],b[10],i,max=0,min=0,k=0;
printf("请给数组a添加十个整型数据：\n");
for(i = 0;i < sizeof(a)/sizeof(int);i++)
{
scanf("%d",&a[i]);
}
printf("\n");
printf("请给数组b添加十个整型数据：\n");
for(i = 0;i < sizeof(b)/sizeof(int);i++)
scanf("%d",&b[i]);
printf("\n");
// 遍历
for(i = 0;i < sizeof(a)/sizeof(int);i++)
{
if(large(a[i],b[i])==1)
{
max++;
}
else if(large(a[i],b[i])==0)
{
k++;
}
else
{
min++;
}
}
printf("max=%d,min=%d,k=%d\n",max,min,k);
return 0;
}
案例2：
/**
* 需求：数组函数的参数案例-编写一个函数，用来分别求数组score_1（有5个元素）和数组score_2（有10个元素）
各元素的平均值 。
*/
#include <stdio.h>
/* 定义一个函数，用来求平均分 */
float avg(float scores[],int len)
{
int i;// 循环变量
float aver,sum = scores[0];// 保存平均分和总成绩
// 遍历集合
for(i = 1;i < len;i++)
{
sum += scores[i];
}
aver = sum / len;
return aver;
}
int main()
{
//准备俩测试数组
float score_1[5] = {66,34,46,37,97};
float score_2[10] = {77,88,66,55,65,76,87,98,75,34};
printf("这个班的平均分是：%6.2f\n",avg(score_1,sizeof(score_1)/sizeof(float)));
printf("这个班的平均分是：%6.2f\n",avg(score_2,sizeof(score_2)/sizeof(float)));
return 0;
}
变量的作用域
引入问题
我们在函数设计过程中，经常要考虑对参数的设计，换句话说，我们需要考虑函数需要几个参数，需要什么类型的参数，但我并没有考虑函数是否需要提供参数，如果说函数可以访问到已定义的数据，则就不需要提供函数形参，那么我么到底要不要提供函数参数，取决于什么？答案就是变量的作用域（如果函数在变量的作用域范围内，则函数可以直接访问数据）
变量的作用域
概念：变量的作用范围，也就是说变量在什么范围是有效的。
变量的分类
根据变量的作用域不同，变量可分为全局变量和局部变量
局部变量
| 序号 | 局部变量 | 作用域 |
|---|---|---|
| 1 | 形式参数（形参） | 函数作用域 |
| 2 | 函数内定义的变量 | 函数作用域 |
| 3 | 复合语句中定义的变量 | 块作用域 |
| 4 | for循环表达式1定义的变量 | 块作用域 |
全局变量
| 序号 | 全局变量 | 作用域 |
|---|---|---|
| 1 | 定义在函数之外的变量，也称为外部变量或全程变 | 从全局变量定义处到本源文件的结 |
建议在全局变量定义时初始化。如果不初始化，系统会将全局变量初始化为0（0 | \0 |0.0）。
- 使用全局变量的优缺点：
优点：
- 利用全局变量可以实现一个函数对外输出的多个结果数据。
- 利用全局变量可以减少函数形参个数，从而降低内存消耗，以及因形参传递带来的时间消耗。
缺点：
-
全局变量在程序的整个运行期间，始终占据内存空间，会引起资源消耗。
-
过多的全局变量会引起程序的混乱，造成程序结果错误。
-
降低程序通用性，特别是当我们进行函数移植时，不仅仅要移植函数，还要考虑全局变量。
-
违反了“高内聚，低耦合”的程序设计原则。
总结：我们发现弊大于利，建议尽量减少对全局变量的使用，函数之间要产生联系，仅通过实参-形参的方式产生联系。
作用域举例：
案例：
int p=1,q=5; /*外部变量p,q*/
float f1(int a) /*定义函数f1*/
{ int b,c;
…
}
char c1,c2; /*外部变量c1,c2*/
char f2 (int x, int y) /*定义函数f2*/
{ int i,j;
…
}
void main ( ) /*主函数*/
{ int m,n;
…
}
注意：
如果全局变量（外部变量）和局部变量同名，程序执行的时候， 就近原则
int a = 10;
int main()
{
int i = 20;
printf("%d\n",a); // 20 就近原则
for(int i = 0;i < 5; i++)
{
printf("i=%d ",i); // 0 1 2 3 4 就近原则
}
}
变量的生命周期
- 概念：变量在程序运行中的存在时间。
- 根据变量存在的时间不同，变量可分为静态存储方式和动态存储方式。
-
变量的存储类型
变量的完整定义格式：[存储类型] 数据类型 变量列表;
存储类型
auto
auto存储类型只能修饰局部变量，被auto修饰的局部变量是存储在动态存储区的。auto也是局部变量默认的存储类型。
int a = 10; 等价于 auto int a = 10;
static
- 修饰局部变量：局部变量会被存储在静态存储区。局部变量的生命周期被延长，但是作用域不发生改变。
- 修改全局变量：全局变量的生命周期不变，但作用域被衰减。一般限制全局变量只能在本文件内。
demo01.c
#include "demo01.h"
// 全局变量
static int fun_a = 10;
int fun1()
demo02.c
#include "demo01.h"
main()
{
// 此时fun_a就不能被其他文件访问
fun_a = 20;
}
extern
外部存储类型：只能修饰全局变量，次全局变量可以被其他文件访问。相当于扩展了全局变量的作用域。
extern修饰外部变量，往往是外部变量进行声明，声明该变量是在外部文件中定义的；不是变量定义。
demo01.c
#include "demo01.h"
int fun_a = 10;
int fun1(){..}
demo02.c
#include "demo01.h"
// 声明外部文件的变量
extern int fun_a;
// 声明外部文件的函数
extern int fun1();
main()
{
fun_a = 20;
fun1();
}
register
寄存器存储类型：只能修饰局部变量，用register修饰的局部变量会直接存储到CPU的寄存器中，往往将循环变量设
置为寄存器存储类型。
面试题
static关键字的作用
-
static修饰局部变量，延长其生命周期，但不影响局部变量的作用域。
-
static修饰全局变量，不影响全局变量的生命周期，会限制全局变量的作用域仅限本文件内使用；
-
static修饰函数：此函数就称为内部函数，仅限本文件内调用。 static int funa(){…}
值传递与引用传递
-
值传递：发生在整型、浮点型、字符型，数据传递，传递的是数值，也就是内存空间只能被当前变量独享。
-
引用传递：发生在数组、指针、结构体…，数据传递，传递的是地址值，也就是内存空间可以被多个变量共享。
// 值传递（整型、浮点型、字符型..）
fun(int x)
{
printf("%d\n",x); // x = 10
x = 20; // x = 20
}
main()
{
int a = 10; // a = 10
fun(a);
printf("%d\n",a);// a = 10
}
-------------------------------------------------------------------------------------
// 引用传递（数组、指针、结构体..）
fun(int x[10])
{
printf("%d\n",x[9]);// x[9] = 0
x[9] = 20; // x[9] = 20
}
main()
{
int a[10] = {1,2,3};
fun(a);
printf("%d\n",a[9]);// a[9] = 20
}
内部函数和外部函数
- 内部函数：使用static修饰的函数，称作内部函数，内部函数只能在当前文件中调用。
fun(a);
printf(“%d\n”,a);// a = 10
}
// 引用传递（数组、指针、结构体…）
fun(int x[10])
{
printf(“%d\n”,x[9]);// x[9] = 0
x[9] = 20; // x[9] = 20
}
main()
{
int a[10] = {1,2,3};
fun(a);
printf(“%d\n”,a[9]);// a[9] = 20
}
## 内部函数和外部函数
- 内部函数：使用static修饰的函数，称作内部函数，内部函数只能在当前文件中调用。
- 外部函数：使用extern修饰的函数，称作外部函数，extern是默认的，可以不写，也就是说本质上我们所写的函数都是外部函数，建议外部函数在被其他文件调用的时候，在其他文件中声明的时候，加上extern关键字。