C语言 第八章 函数、指针与宏
一、函数
函数是一个包含完成一定功能的执行代码段。我们可以把函数看成一个"黑盒子", 你只要将数据送进去就能得到结果, 而函数内部究竟是如何工作的的, 外部程序是不知道的。外部程序所知道的仅限于输入给函数什么以及函数输出什么。函数提供了编制程序的手段,使之容易读、写、理解、排除错误、修改和维护。
计算1-n的和
#include "stdio.h" void main() {//write once only once 只写一次int i,s=0;for(i=1;i<=100;i++){s+=i;}printf("%d \n",s);s=0;for(i=1;i<=80;i++){s+=i;} printf("%d \n",s);s=0;for(i=1;i<=555;i++){s+=i;} printf("%d \n",s); }
违背“write once only once 只写一次”原则,重复。
#include "stdio.h"/* 函数定义 int 表示函数的返回值(return),没返回值void sum 表示函数的名称,符合变量命名 (int n) 参数列表,可以有0-n个 */ int sum(int n) {return n+1; }void main() {int x=sum(100);x=sum(x);printf("%d \n",x); //函数调用printf("%d \n",sum(9)); }
102
10
#include "stdio.h"/* 函数定义 int 表示函数的返回值(return),没返回值void sum 表示函数的名称,符合变量命名 (int n) 参数列表,可以有0-n个 */ int sum(int n) {int i,s=0;for(i=1;i<=n;i++){s+=i;}return s; }void main() {printf("%d \n",sum(100));printf("%d \n",sum(80));printf("%d \n",sum(555)); }
1.1、内置函数
内置函数是指像printf、scanf这类的系统库函数,在编译的过程中,编译器会根据包含的头文件查找相应的库进行连接编译,如果没有包含头文件的话,系统里面有很多库文件,编译器就无法找到对应的文件进行编译。内置函数有许多,可以参考《C语言标准库函数大全.chm》
1.2、自定义函数
1.2.1、函数定义语法
函数类型 函数名(类型 参数名,类型 参数名...)
{
函数体;
}
void show(char c) {printf("%c\n",c); }
1.2.2、函数调用
void main() {show('a');show('b');show('c'); }
write once only once
#include "stdio.h"//定义函数 //int 表示函数的返回值,无返回值void,return返回值 //sum 表示函数名称,与变量命名规则相同 //int n表示参数,可以有0-n个,形参 int sum(int n) {int s=0,i;for(i=1;i<=n;i++){s+=i;}return s; }void p(int n){printf("%d \t",n); }void l() {printf("\n"); }void main() {p(sum(100));l();p(sum(300));l();p(sum(1000)); }
1.3、递归
函数直接或间接的调用自己叫递归。
int f(int n) {if(n==1) return 1;return f(n-1)+n; }void main() {printf("%d",f(100)); }
5050
f(n)=f(n-1)+n;
斐波那契数列(Fibonacci sequence),又称黄金分割数列
//1 1 2 3 5 8 13 21 34 /* function f(n) f(5)=5 f(6)=8 f(7)=13 f(n)=f(n-1)+f(n-2) f(7)=f(6)+f(5) 13=8+5 */ int f(int n) //n第几位 {if(n==1 || n==2) return 1;return f(n-1)+f(n-2); }void main() {printf("%d",f(45)); }
二、指针
指针是C语言中非常重要的数据类型,了解指针有助于更加深刻理解C语言。
2.1、指针的概念
指针是一个特殊的变量,它里面存储的数值被解释成为内存里的一个地址。 ”指针是一种保存变量地址的变量“,指针是一个特殊的变量
#include "stdio.h" void main() {int n=100;int *p=&n;printf("%d \n",p); //输入逻辑地址printf("%p \n",p); //%p 是以16进制的形式输出内存地址 }
2.2、指针的定义
int *p; char *q;
"*"是一个说明符,用来说明这个变量是个指针变量,是不能省略的,但它不属于变量名的一部分
前面的类型标识符表示指针变量所指向的变量的类型,而且只能指向这种类型的变量
2.3、指针的初始化
// 定义int类型的变量a int a = 10;// 定义一个指针变量p int *p;// 将变量a的地址赋值给指针变量p,所以指针变量p指向变量a p = &a;
// 定义int类型的变量a int a = 10;// 定义一个指针变量p // 并将变量a的地址赋值给指针变量p,所以指针变量p指向变量a int *p = &a;
2.4、指针运算符
char a = 10; printf("修改前,a的值:%d\n", a);// 指针变量p指向变量a char *p = &a;// 通过指针变量p间接修改变量a的值 *p = 9;printf("修改后,a的值:%d", a);
取出指针所指向变量的值
char a = 10;char *p; p = &a;char value = *p; printf("取出a的值:%d", value);
练习:定义一个函数,使用指针完成两个数交换。
/* Note:Your choice is C IDE */ #include "stdio.h" void main() {int n=99;int *p=&n; //定义指针p,可以指向int类型变量的地址//&n是取出n的地址 printf("%d\n",p);printf("%p\n",p);printf("%d \n",*p); //取出地址对应的值*p=55; //将p指向的地址对应的值修改为55 printf("%d\n",n);printf("%d \n",*p); //取出地址对应的值 }
2.5、指针与数组
int array[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value;
array就是数组的地址。
value=array[0];//也可写成:value=*array;
value=array[3];//也可写成:value=*(array+3);
value=array[4];//也可写成:value=*(array+4);
int array[10];
int (*ptr)[10]; //指向地址的地址
ptr=&array;
上例中ptr是一个指针,它的类型是int (*)[10],他指向的类型是int [10]
,我们用整个数组的首地址来初始化它。在语句ptr=&array中,array代表数组本
身。
int arrays[3]={1,2,3};
int (*ptr)[3];
ptr=&arrays;
printf("%d\n",**ptr+3); //指向地址的地址
三、宏
C语言中提供的宏定义命令,其主要目的是为程序员在编程时提供一定的方便,并能在一定程度上提高程序的运行效率。
3.1、简单宏定义
[#define指令(简单的宏)] #define 标识符替换列表
替换列表是一系列的C语言记号,包括标识符、关键字、数、字符常量、字符串字面量、运算符和标点符号。当预处理器遇到一个宏定义时,会做一个 “标识符”代表“替换列表”的记录。在文件后面的内容中,不管标识符在任何位置出现,预处理器都会用替换列表代替它。
#define STE_LEN 80
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define PI 3.14159
3.2、带参数的宏
带参数的宏定义有如下格式:
[#define指令—带参数的宏] #define 标识符(x1, x2,…,xn)替换列表
其中x1, x2,…,xn是标识符(宏的参数)。这些参数可以在替换列表中根据需要出现任意次。
在宏的名字和左括号之间必须没有空格。如果有空格,预处理器会认为是在定义一个简单的宏,其中(x1,x2,…,xn)是替换列表的一部分。
例如,假定我们定义了如下的宏:
#define MAX(x,y) ((x)>(y) ? (x) :(y)) #define IS_EVEN(n) ((n)%2==0)
现在如果后面的程序中有如下语句:
i = MAX(j+k, m-n); if (IS_EVEN(i)) i++;
预处理器会将这些行替换为
i = ((j+k)>(m-n)?(j+k):(m-n)); if (((i)%2==0)) i++;
200
#define PRINT_INT(x) printf("%d\n", x)
3.3、C语言中常用的宏
01: 防止一个头文件被重复包含
#ifndef COMDEF_H
#define COMDEF_H
//头文件内容
#endif
02: 重新定义一些类型
防止由于各种平台和编译器的不同,而产生的类型字节数差异,方便移植。
typedef unsigned char boolean; /* Boolean value type. */
typedef unsigned long int uint32; /* Unsigned 32 bit value */
typedef unsigned short uint16; /* Unsigned 16 bit value */
typedef unsigned char uint8; /* Unsigned 8 bit value */
typedef signed long int int32; /* Signed 32 bit value */
typedef signed short int16; /* Signed 16 bit value */
typedef signed char int8; /* Signed 8 bit value */
//下面的不建议使用
typedef unsigned char byte; /* Unsigned 8 bit value type. */
typedef unsigned short word; /* Unsinged 16 bit value type. */
typedef unsigned long dword; /* Unsigned 32 bit value type. */
typedef unsigned char uint1; /* Unsigned 8 bit value type. */
typedef unsigned short uint2; /* Unsigned 16 bit value type. */
typedef unsigned long uint4; /* Unsigned 32 bit value type. */
typedef signed char int1; /* Signed 8 bit value type. */
typedef signed short int2; /* Signed 16 bit value type. */
typedef long int int4; /* Signed 32 bit value type. */
typedef signed long sint31; /* Signed 32 bit value */
typedef signed short sint15; /* Signed 16 bit value */
typedef signed char sint7; /* Signed 8 bit value */
03: 得到指定地址上的一个字节或字
#define MEM_B(x) (*((byte *)(x)))
#define MEM_W(x) (*((word *)(x)))
04: 求最大值和最小值
#define MAX(x,y) (((x)>(y)) ? (x) : (y))
#define MIN(x,y) (((x) < (y)) ? (x) : (y))
05: 得到一个field在结构体(struct)中的偏移量
#define FPOS(type,field) ((dword)&((type *)0)->field)
06: 得到一个结构体中field所占用的字节数
#define FSIZ(type,field) sizeof(((type *)0)->field)
07: 按照LSB格式把两个字节转化为一个Word
#define FLIPW(ray) ((((word)(ray)[0]) * 256) + (ray)[1])
08: 按照LSB格式把一个Word转化为两个字节
#define FLOPW(ray,val) (ray)[0] = ((val)/256); (ray)[1] = ((val) & 0xFF)
09: 得到一个变量的地址(word宽度)
#define B_PTR(var) ((byte *) (void *) &(var))
#define W_PTR(var) ((word *) (void *) &(var))
10: 得到一个字的高位和低位字节
#define WORD_LO(xxx) ((byte) ((word)(xxx) & 255))
#define WORD_HI(xxx) ((byte) ((word)(xxx) >> 8))
11: 返回一个比X大的最接近的8的倍数
#define RND8(x) ((((x) + 7)/8) * 8
12: 将一个字母转换为大写
#define UPCASE(c) (((c)>='a' && (c) <= 'z') ? ((c) – 0×20) : (c))
13: 判断字符是不是10进值的数字
#define DECCHK(c) ((c)>='0' && (c)<='9')
14: 判断字符是不是16进值的数字
#define HEXCHK(c) (((c) >= '0' && (c)<='9') ((c)>='A' && (c)<= 'F') \
((c)>='a' && (c)<='f'))
15: 防止溢出的一个方法
#define INC_SAT(val) (val=((val)+1>(val)) ? (val)+1 : (val))
16: 返回数组元素的个数
#define ARR_SIZE(a) (sizeof((a))/sizeof((a[0])))
17: 返回一个无符号数n尾的值MOD_BY_POWER_OF_TWO(X,n)=X%(2^n)
#define MOD_BY_POWER_OF_TWO( val, mod_by ) ((dword)(val) & (dword)((mod_by)-1))
18: 对于IO空间映射在存储空间的结构,输入输出处理
#define inp(port) (*((volatile byte *)(port)))
#define inpw(port) (*((volatile word *)(port)))
#define inpdw(port) (*((volatile dword *)(port)))
#define outp(port,val) (*((volatile byte *)(port))=((byte)(val)))
#define outpw(port, val) (*((volatile word *)(port))=((word)(val)))
#define outpdw(port, val) (*((volatile dword *)(port))=((dword)(val)))
19: 使用一些宏跟踪调试
ANSI标准说明了五个预定义的宏名。它们是:
__LINE__
__FILE__
__DATE__
__TIME__
__STDC__
C++中还定义了 __cplusplus
如果编译器不是标准的,则可能仅支持以上宏名中的几个,或根本不支持。记住编译程序也许还提供其它预定义的宏名。
__LINE__ 及 __FILE__ 宏指示,#line指令可以改变它的值,简单的讲,编译时,它们包含程序的当前行数和文件名。
__DATE__ 宏指令含有形式为月/日/年的串,表示源文件被翻译到代码时的日期。
__TIME__ 宏指令包含程序编译的时间。时间用字符串表示,其形式为: 分:秒
__STDC__ 宏指令的意义是编译时定义的。一般来讲,如果__STDC__已经定义,编译器将仅接受不包含任何非标准扩展的标准C/C++代码。如果实现是标准的,则宏__STDC__含有十进制常量1。如果它含有任何其它数,则实现是非标准的。
__cplusplus 与标准c++一致的编译器把它定义为一个包含至少6为的数值。与标准c++不一致的编译器将使用具有5位或更少的数值。
可以定义宏,例如:当定义了_DEBUG,输出数据信息和所在文件所在行
#ifdef _DEBUG
#define DEBUGMSG(msg,date) printf(msg);printf(“%d%d%d”,date,_LINE_,_FILE_)
#else
#define DEBUGMSG(msg,date)
#endif
20: 宏定义防止错误使用小括号包含。
例如:
有问题的定义:#define DUMP_WRITE(addr,nr) {memcpy(bufp,addr,nr); bufp += nr;}
应该使用的定义: #difne DO(a,b) do{a+b;a++;}while(0)
例如:
if(addr)
DUMP_WRITE(addr,nr);
else
do_somethong_else();
//宏展开以后变成这样:
if(addr)
{memcpy(bufp,addr,nr); bufp += nr;};
else
do_something_else();
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