自定義函數和結構體
- 格式
- 定義函數
返回類型 函數名(參數列表){函數體}
其中函數體的最後一條語句應該是return 表達式;，如果函數無需返回值，則返回類型應寫成void。
main函數也是有返回值的，返回0代表“正常結束”。 - 定義結構體
- 方法一
struct 結構體名稱{ 域定義 }; - 方法二
typedef struct { 域定義; }類型名;
此方法可使結構體像原生數據類型一樣使用這個自定義類型。
- 方法一
- 定義函數
- 計算組合數
編寫函數，參數是兩個非負整數n和m，返回組合數=，其中。例如，n=25，m=12時答案爲5200300。
注意函數的定義一定要定義在main函數之前，因爲程序在進行編譯時，從上到下進行編譯，如果先編譯main函數，就會識別不出調用的函數名。#include<stdio.h> // 函數定義 long long C(int n, int m){ // 保證m爲大的那個數 if(m < n-m){ m = n-m; } long long ans = 1; // 先約分數較大的階乘 for(int i=m+1; i <= n; i++){ ans *= i; } // 再除以剩下數的階乘 for(int i =1; i<= n-m; i++){ ans /= i; } return ans; } int main() { int n, m; scanf("%d%d", &n, &m); printf("%d", C(n, m)); return 0; } - 素數判定
編寫函數。參數是一個正整數n，如果它是素數，返回1，否則返回0。#include<stdio.h> #include<math.h> // 判斷素數 int is_prime(int n) { // 1 是素數 if(n <= 1) return 0; // 開方，四捨五入 int m = floor(sqrt(n)+0.5); // 判斷 for(int i=2; i<= m; i++){ if(n%i == 0){ return 0; } } return 1; } // 主函數 int main() { int n; scanf("%d", &n); if(is_prime(n)){ printf("1"); }else{ printf("0"); } return 0; }
函數調用與參數傳遞
-
形參與實參
函數的形參和在該函數裏定義的變量都稱爲該函數的局部變量。不同函數的局部變量相互獨立，即無法訪問其他函數的局部變量。需要注意的是，局部變量的存儲空間是臨時分配的，函數執行完畢時，局部變量的空間將被釋放，其中的值無法保留到下次使用。與此對應的是全局變量。 -
調用棧（gdb調試）
- 調用棧描述的是函數之間的調用關係。它由多個棧幀組成，每個棧幀對應着一個未運行完的函數。棧幀中保存了該函數的返回地址和局部變量。
- 配置gdb環境變量
DevC++自帶gdb.exe，在安裝目錄中找到路徑，如E:\Dev-Cpp\MinGW64\bin，添加到path中。 - 調試棧
-
用指針作參數
- 用函數交換變量
變量名前面加“&”得到的是該變量的地址。#include<stdio.h> void swap(int* a, int* b) { int t = *a; *a = *b; *b = t; } int main() { int a = 3, b = 4; swap(&a, &b); printf("%d %d\n", a, b); return 0; }
*a是指“a指向的變量”，而不僅僅是“a指向的變量所擁有的值”。
&取地址運算符，*取內容運算符。
- 用函數交換變量
-
初學者易犯錯誤
void swap(int* a, int* b){ int *t; *t = *a; *a = *b; *b = *t; }這個程序錯在哪裏？
t是一個指向int型指針，因此*t是一個整數。
用一個整數作爲輔助變量去交換兩個整數有何不妥？
事實上，如果用這個函數去替換上面的程序，很可能會得到“4 3”的正確結果。
問題在於，t存儲的地址是什麼？也就是說t指向哪裏？因爲t是一個變量（指針也是一個變量，只不過類型是“指針”），所以根據規則，它在賦值之前是不確定的。如果這個“不確定的值”所代表的內存單元恰好是能寫入的，那麼這段程序將正常工作；但如果它是隻讀的，程序可能崩潰。 -
數組作爲參數和返回值
如何把數組作爲參數傳遞給函數？int sum(int a[]) { int ans = 0; for(int i = 0; i < sizeof(a); i++){ ans += a[i]; } return ans; }上面的函數是錯誤的，因爲sizeof(a)無法得到數組的大小。爲什麼會這樣？
因爲把數組作爲參數傳遞給函數時，實際上只有數組的首地址作爲指針傳遞給了函數。- 計算數組的元素和
以數組爲參數調用函數時，實際上只有數組首地址傳遞給了函數，需要令加一個參數表示元素個數。除了把數組首地址本身作爲實參外，還可以利用指針加減法把其他元素的首地址傳遞給函數。int sum(int* a, int* b){ int ans = 0; for(int i = 0; i< n; i++){ ans += a[i]; } return ans; }
一般的，若p是指針，k是正整數，則p+k就是指針p後面第k個元素，p-k是p前面的第k個元素，而如果p1和p2是類型相同的指針，則p2-p1是從p1到p2的元素個數（不含p2）。 - 計算左閉右開區間內的元素和
1. 方法一 #include<stdio.h> #include<math.h> int sum(int* begin, int* end){ int n = end - begin; int ans = 0; for(int i = 0; i < n; i++){ ans += begin[i]; } return ans; } int main() { int a[] = {1, 2, 3, 4, 5}; printf("%d \n", sum(a, &a[3])); return 0; } 2. 方法二 #include<stdio.h> #include<math.h> int sum(int* begin, int* end){ int *p = begin; int ans = 0; for(int *p = begin; p!= end; p++){ ans += *p; } return ans; } int main() { int a[] = {1, 2, 3, 4, 5}; printf("%d \n", sum(a, &a[3])); return 0; }
- 計算數組的元素和
遞歸
- 遞歸定義
遞歸的定義如下：
遞歸： 參見“遞歸”
原來遞歸就是“自己用到自己”的意思。 - 遞歸函數
數學函數也可以遞歸定義。例如，階乘函數可以定義爲:
對應程序如下：
C語言支持遞歸，即函數可以直接或間接地調用自己。但要注意爲遞歸函數編寫終止條件，否則將產生無限遞歸。#include<stdio.h> int f(int n){ return n == 0 ? 1: f(n-1)*n; } int main() { printf("%d\n",f(3)); return 0; } - C語言對遞歸的支持
- 由於使用了調用棧，C語言支持遞歸。在C語言中，調用自己和調用其他函數沒有本質區別。
- 段錯誤與棧溢出
- “段”是指二進制文件內的區域。
- 在gcc生成的可執行文件中，正文段（Text Segment） 用於存儲指令，數據段（DataSegment）用於存儲已初始化的局部變量，BSS段（BSS Segment）用於存儲未賦值的全局變量所需的空間。
- 每次遞歸調用都需要往調用棧裏增加一個棧幀，久而久之就越界了。這種情況叫做棧溢出。
- 調用棧並不儲存在可執行文件中，而是在運行時，程序會動態創建一個堆棧段，裏面存放着調用棧，因此保存着函數的調用關係和局部變量。
- 那麼棧空間究竟有多大？
在Linux中，棧大小並沒有存儲在可執行程序中，只能用ulimit命令修改；在windows中，棧大小存儲在可執行程序中，用gcc編譯時可以通過-W1,--stack=<byte count>指定。 - 現在理解了在介紹數組時，建議“把較大的數組放在main函數外”，是因爲，局部變量也是放在堆棧段的。棧溢出不一定是遞歸調用太多，也可能是局部變量太大。只要總大小超過了允許的範圍，就會產生溢出。
