北京大学程序设计实习课程

《程序设计实习》课程(C++ProgrammingPractice)程序设计实习第四讲函数指针和高精度计算主讲教师：田永鸿[e-mail]2008年3月3日北京大学《程序设计实习》课程/702上机遇到的问题程序风格请参见第一讲《程序风格》部分常见问题：1、多个语句写在1行（特别是for语句）2、没有遵循命名规范对特定问题的分析不清晰程序设计问题数组的分配……可以选用VisualStudio.Net2003/2005或其他编译环境北京大学《程序设计实习》课程/703内容提要函数调用的内存变化示意图函数指针程序阅读练习程序设计练习作业北京大学《程序设计实习》课程/704C++组件C程序是由函数构成的。程序员编写新的函数并调用C语言的函数库中的有关函数以完成具有特定功能的程序。C++程序是由类构成的。程序员编写新的类并使用C++标准类库中的类来完成编程。C++标准类库中也提供丰富的函数（数学计算、字符串操作、字符操作、输入输出、错误检查等）供程序员使用。函数在C和C++程序中都是一个非常重要的内容。北京大学《程序设计实习》课程/705数学函数库例：计算并输出900.0的平方根，用如下语句：coutsqrt(900.0);说明：sqrt()是库函数，包含在头文件math.h中；在调用sqrt()之前必须用#includemath.h语句北京大学《程序设计实习》课程/706数学函数库在math.h中还有下列函数：ceil(x)向上取整floor(x)向下取整exp(x)log(x)底数为elog10(x)pow(x,y)x的y次方sqrt(x)sin(x)cos(x)tan(x)fabs(x)//求浮点数的绝对值fmod(x,y)//双精度数取模，即x/y的余数北京大学《程序设计实习》课程/707库函数及头文件C语言中的一些库函数assert.h//设定插入点ctype.h//字符处理float.h//浮点数处理limits.h//定义各种数据类型最值常量math.h//定义数学函数stdio.h//定义输入／输出函数stdlib.h//定义杂项函数及内存分配函数string.h//字符串处理time.h//定义关于时间的函数北京大学《程序设计实习》课程/708库函数及头文件C语言中的一些库函数iostream.h或iostream//数据流输入／输出iomapip.h//参数化输入／输出fstream.h//文件输入／输出errno.h//定义错误码wchar.h//宽字符处理及输入／输出wctype.h//宽字符分类每个头文件中包含一组函数，使用哪个头文件中的函数就必须在程序中用#include语句包含哪个头文件。北京大学《程序设计实习》课程/709函数的定义函数的定义语句如下：返回值类型函数名（[参数1类型参数名1,参数2类型参数名2,…]）{语句1；//语句可能与参数有关语句2；//语句可能与参数有关……return返回值；//如果返回值类型为void，则不用返//回语句}北京大学《程序设计实习》课程/7010函数定义的例子下面是一个函数定义的例子：intadd(intx,inty){returnx+y;}北京大学《程序设计实习》课程/7011函数说明和函数体intmultiple(intx,inty);//函数说明voidmain(){inta=0,b=0;scanf(%d%d,&a,&b);printf(%d\n,multiple(a,b));//函数调用}intmultiple(intx,inty){//函数体returnx*y;}北京大学《程序设计实习》课程/7012函数的调用intadd(intx,inty){returnx+y;}intminus(intx,inty){returnx-y;}北京大学《程序设计实习》课程/7013函数的调用voidmain(){intn1,n2;scanf(“%d%d”,&n1,&n2);n1=add(n1,n2);n2=minus(n1,n2);if(n10&&n20)printf(“%d\n”,add(n1,n2));elseprintf(“%d\n”,minus(n1,n2));}北京大学《程序设计实习》课程/7014函数调用的过程intmax(intx,inty){if(x=y)returnx;elsereturny;}voidmain(){intx=0,y=0,z=0;x=20;y=45;intz=max(x,y);……}北京大学《程序设计实习》课程/7015函数调用的过程北京大学《程序设计实习》课程/7016函数调用的过程北京大学《程序设计实习》课程/7017函数调用的过程北京大学《程序设计实习》课程/7018函数调用的过程北京大学《程序设计实习》课程/7019函数调用的过程北京大学《程序设计实习》课程/7020函数调用的过程北京大学《程序设计实习》课程/7021参数传递：传值和传地址A程序可以向B程序传递某些数值，也可以向B程序传递内存地址。北京大学《程序设计实习》课程/7022参数传递：传值intmax(intx,inty){if(x=y)returnx;elsereturny;}voidmain(){intx=0,y=0,z=0;x=20;y=45;intz=max(x,y);……}北京大学《程序设计实习》课程/7023参数传递：传地址（指针方式）intswap(int*x,int*y){inttmp=0;tmp=*x;*x=*y;*y=tmp;}北京大学《程序设计实习》课程/7024参数传递：传地址（引用方式）voidmain(){inta=0,b=0;a=20;b=45;if(ab)swap(&a,&b);……}北京大学《程序设计实习》课程/7025程序运行过程北京大学《程序设计实习》课程/7026程序运行过程北京大学《程序设计实习》课程/7027程序运行过程北京大学《程序设计实习》课程/7028程序运行过程北京大学《程序设计实习》课程/7029程序运行过程北京大学《程序设计实习》课程/7030程序运行过程北京大学《程序设计实习》课程/7031程序运行过程北京大学《程序设计实习》课程/7032函数的返回值函数执行完以后可以向调用它的程序返回一个值，表明函数运行的状况。很多函数的功能就是对参数进行某种运算，之后通过函数返回值给出运算结果。函数的返回值可以有不同的类型，返回值类型在函数定义时说明。北京大学《程序设计实习》课程/7033函数的返回值intmin(intx,inty);//返回值类型为int，有两个整型参数，函数名为mindoublecalculate(inta,doubleb);//返回值类型为double，有一个整型参数，一个double型参数，函数名为calculatecharjudge(void);//返回值类型为char，没有参数，函数名为judgevoiddoit(inttimes);//返回值类型为void，表示不返回任何值，有一个整型参数，函数名为doit北京大学《程序设计实习》课程/7034函数指针的定义在C语言中，函数本身不是变量，但可以定义指向函数的指针，这种指针可以被赋值、存放于数组之中，传递给函数及作为函数的返回值返回值类型（*函数指针名）（参数表）；例1：intsquare(int);int(*f)(int)=square;例2：voidf1(int);voidf2(int);voidf3(int);void(*f[3])(int)={f1,f2,f3};北京大学《程序设计实习》课程/7035函数指针的使用#includestdio.hintsquare(intx){printf(0%d\n,x);return0;};int(*f)(int)=square;voidf1(intx){printf(1%d\n,x);};voidf2(intx){printf(2%d\n,x);};voidf3(intx){printf(3%d\n,x);};void(*fp[3])(int)={f1,f2,f3};voidmain(){(*f)(0);(*fp[0])(1);(*fp[1])(2);(*fp[2])(3);}北京大学《程序设计实习》课程/7036函数指针作为参数传递intsum(inta,intb,int(*term)(int)){if(ab)return0;return(*term)(a)+sum(a+1,b,(*term));}intterm(inta){returna;}voidmain(){coutsum(69,90,term)endl;ints=0;for(inti=69;i=90;i++)s+=i;coutsendl;}北京大学《程序设计实习》课程/7037程序阅读理解intsum(inta,intb,int(*term)(int)){if(ab)return0;return(*term)(a)+sum(a+1,b,(*term));}intcube_term(inta){returna*a*a;}voidmain(){coutsum(1,3,cube_term)endl;cout1*1*1+2*2*2+3*3*3endl;}北京大学《程序设计实习》课程/7038程序阅读理解#includeiostream.hdoublesum(inta,intb,double(*term)(int)){if(ab)return0;return(*term)(a)+sum(a+1,b,(*term));}doublepi_term(inta){return(1.0/(4*(a-1)+1))*(1.0/(4*(a-1)+3));}voidmain(){coutsum(2,5,pi_term)endl;cout1.0/(5*7)+1.0/(9*11)+1.0/(13*15)+1.0/(17*19)endl;}北京大学《程序设计实习》课程/7039函数模板不同数据类型用不同程序逻辑进行类似的操作。如果每种数据类型的程序逻辑和操作相同，那么用函数模板（functiontemplate）完成这项工作更加简洁和方便。程序员编写函数模板定义，编译器根据函数调用中的参数类型自动生成不同的模板函数（templatefunction）来处理不同类型的调用。一个函数模板定义了一系列解决方案。templateclassTTsum(inta,intb,T(*term)(int)){if(ab)return0;return(*term)(a)+sum(a+1,b,(*term));}intterm1(inta){returna;}intterm2(inta){returna*a*a;}doubleterm3(inta){return(1.0/(4*(a-1)+1))*(1.0/(4*(a-1)+3));}voidmain(){coutsum(1,3,term1)endl;coutsum(1,3,term2)endl;coutsum(1,3,term3)endl;}北京大学《程序设计实习》课程/7041C语言库函数中的几个带函数参数的函数#includestdlib.hqsort//快速排序Bsearch//数组的二分法搜索#includesearch.h_lfind//线性搜索_lsearch//线性搜索_lfind与_lsearch不同点在于，当找不到关键数据时_lfind仅会返回NULL，_lsearch会主动把该笔数据加入数组尾端。北京大学《程序设计实习》课程/7042qsortvoidqso