C语言实验3：函数的定义

目录

一、实验要求

二、实验原理

1.函数头

2.函数体

3.函数的定义及使用

三、实验内容

1. sum函数

代码

截图

分析

2. sum函数

代码

截图

分析

3. rank_grade函数

代码

截图

分析

4.?rank_grade函数

代码

截图

分析

5. 函数的嵌套使用

代码

截图

分析

6. inputt函数

代码

截图

分析

7.函数的递归

代码

截图

分析

---

一、实验要求

1. 熟悉定义函数的方法。
2. 熟悉声明函数的方法。
3. 熟悉调用函数时实参与形参的对应关系，以及“值传递”的方式。
4. 学习对多文件的程序的编译运行。

二、实验原理

在C语言中，函数是一种可重复使用的代码块，用于执行特定的任务。函数的定义包括函数头和函数体两部分。

1.函数头

函数头包含以下信息：

1.返回类型：指定函数返回的数据类型，如int、float、void等。
2.函数名：函数的标识符，用于在程序中调用该函数。
3.参数列表：函数接受的输入参数，可以包含零个或多个参数，每个参数都有自己的数据类型和名称。

2.函数体

函数体是函数的具体实现部分，包含一系列要执行的语句。在函数体中，可以定义局部变量、执行操作和控制流语句等。函数体内的代码在函数调用时被执行。

3.函数的定义及使用

函数的定义原理如下：

1.在程序中声明函数，包括函数头和函数体。
2.在需要调用函数的地方使用函数名和合适的参数列表进行函数调用。
3.程序执行到函数调用语句时，会跳转到函数定义的位置，并将控制权转移到函数体中。
4.在函数体中，执行函数内部的代码，包括变量的初始化、操作和控制流语句等。
5.函数执行完毕后，将返回值（如果有）返回给函数调用处，并将控制权返回给函数调用处继续执行。

函数的定义和使用可以将程序分解为更小的模块，提高代码的可读性和可维护性。通过函数的参数和返回值，可以在函数之间传递数据和结果。这样的模块化设计使得程序更易于理解、调试和修改。

三、实验内容

1. sum函数

定义一个函数，功能为返回两个整型数字的和。

代码

#include<iostream>
using namespace std;
int sum(int a,int b) {
	return a + b;
}
int main() {
	int input1, input2,answer;
	cin >> input1 >> input2;
	answer = sum(input1, input2);
	cout << answer;
	return 0;
}

截图

分析

上述代码定义了一个int型函数，叫做sum，会返回一个int型值。

在定义函数名时，不能随便定义，不能定义库中已有的函数，会发生函数重定义的错误。函数重定义错误通常会导致编译失败，并生成相应的错误消息。

由于需要输入两个数，则参数列表（即括号内部）应包含两个参数，分别为a和b，等于定义了a和b，在函数内部就可以使用a和b。

int型一定只会返回一个值，而且是int型。sum(int a,int b)相当于一个int型的值。

在函数的使用中，只需把要使用的数填补到函数中，如上述代码，将input1和input2放入。

2. sum函数

定义一个函数，功能为返回两个float型数字的和。

代码

#include<iostream>
using namespace std;
float sum(float a,float b) {	
	return a+b;
}
int main() {
	float a,b,ans;
	cin >> a >> b;
	ans = sum(a, b);
	cout << ans;
	return 0;
}

截图

分析

因为要求返回float型数字的和，只需把int改为float即可

3. rank_grade函数

定义一个函数，分数低于60评级为4，位于60-80分评级为3，位于80-90分评级为2，位于90-100分评级为1

代码

#include<iostream>
using namespace std;
int rank_grade(int a) {
	if (a < 60) {
		return 4;
	}
	else if (a < 80) {
		return 3;
	}
	else if (a < 90) {
		return 2;
	}
	else if (a < 100) {
		return 1;
	}
}
int main() {
	int grade,rank;
	cout << "请输入你的分数：";
	cin >> grade;
	rank = rank_grade(grade);
	cout << "你的等级为："<<rank;
	return 0;
}

截图

分析

这个函数只需要一个输入参数，即分数，但是可能会返回不同的值

利用if来判断最后返回哪个评级，但是这个函数有一个问题，当输入比100大的数字，即输入不规范的情况下，它会返回1，这是因为这个函数在运行过程中最后运行到return 1

在函数的最后加入一个 return 0，就会返回0

因为函数会在运行到符合条件的return处结束

4.?rank_grade函数

定义一个函数，分数低于60评级为D，位于60-80分评级为C，位于80-90分评级为B，位于90-100分评级为A

代码

#include<iostream>
using namespace std;
char rank_grade(int a) {
	if (a < 60) {
		return 'D';
	}
	else if (a < 80) {
		return 'C';
	}
	else if (a < 90) {
		return 'B';
	}
	else if (a < 100) {
		return 'A';
	}
}
int main() {
	int grade;
	char rank;
	cout << "请输入你的分数：";
	cin >> grade;
	rank = rank_grade(grade);
	cout << "你的等级为：" << rank;
	return 0;
}

截图

分析

由于要返回字符，要将int型改为char型，且一个函数不可能返回不同类型的数。

5. 函数的嵌套使用

实现函数的加减乘除，共输入三个数，返回一个数字，前两个数字是需要参加运算的数，第三个数代表运算符，输入1代表加法，输入2代表减法，输入3代表乘法，输入4代表除法。

代码

#include<iostream>
using namespace std;
int addd(int a,int b) {	
	return a+b;
}
int decc(int a, int b) {
	return a - b;
}
int mull(int a, int b) {
	return a * b;
}
int divv(int a, int b) {
	return a / b;
}
int sortt(int a,int b,int c) {
	if (c == 1) {
		return addd(a, b);
	}
	else if (c == 2) {
		return decc(a, b);
	}
	else if (c == 3) {
		return mull(a, b);
	}
	else if (c == 4) {
		return divv(a, b);
	}
}
int main() {
	int a,b,c,ans;
	cout << "请输入两个数字：";
	cin >> a>>b;
	cout << "请输入运算规则：";
	cin >> c;
	ans = sortt(a, b, c);
	cout << "答案为："<<ans;
	return 0;
}

截图

分析

定义了五个函数，前四个函数是实现加减乘除的功能，第五个函数是判断实现什么运算符的功能，第五个函数会用到前四个函数，所以定义时放在它们的后面定义，否则会报错

如下

所以要注意函数定义顺序

6. inputt函数

定义一个函数，可以实现输入输出功能

代码

#include<iostream>
using namespace std;
void inputt() {
	string s;
	cin >> s;
}
int main() {
	inputt();
	return 0;
}

截图

分析

函数不需要返回任何东西，则使用void声明函数即可，void不会返回任何东西，但这不意味着void定义的函数没什么作用，上述所有函数实现的功能都可以用void函数实现，有兴趣的同学可以试一下（全局变量）。

7.函数的递归

兔子数列问题，也称为斐波那契数列（Fibonacci sequence），是一个经典的数学问题，起源于公元13世纪的意大利数学家斐波那契（Leonardo Fibonacci）的著作《算盘书》（Liber Abaci）。

在《算盘书》中，斐波那契提出了一个理想化的问题：假设有一对刚出生的兔子，从第三个月起，每个月都会生一对新兔子（一雄一雌），而新生的兔子在出生后第三个月也开始生兔子。假设所有的兔子都不会死亡，问在第n个月时，共有多少对兔子？

斐波那契数列的定义如下：

第0个月：0对兔子
第1个月：1对兔子
第2个月：1对兔子
第3个月及以后：前两个月的兔子总数之和
用数学符号表示为：

F(0) = 0
F(1) = 1
F(2) = 1
F(n) = F(n-1) + F(n-2)，其中 n ≥ 3
斐波那契数列的前几个数字为：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ...

代码

#include<iostream>
using namespace std;
int fac(int n)
{
	if (n == 0) {
		return 0;
	}
	else if (n == 1) {
		return 1;
	}
	else if (n == 2) {
		return 1;
	}
	else {
		return fac(n - 1) + fac(n - 2);
	}
}
int main() {
	int n;
	cin >> n;
	cout << fac(n);
	return 0;
}

截图

分析

当n大于等于3时，不能直接得到结果，得通过fac(n-1)和fac(n-2)，一直推，直到可以直接从函数中得知fac的值，会不断调用fac，原理是栈（数据结构会学到）。