C语言回顾(五、函数,递归,Hanoi汉诺塔,整数转字符串)——iOS开发基础

说明：

在学习UI高级知识之前，将利用最近十来天的时间回顾一下C语言，主要按照《C程序设计（谭浩强版）》来回顾。

整理一些知识点（不是细节，知识个人觉得较重要或易忘的）以及挑一些课后题目或经典习题编写代码练习。

第7章 用函数实现模块化程序设计

1、模块化程序设计思想！要善于利用函数，减少重复编写程序段的工作量，实现模块化！

2、函数调用过程：以下列程序返回大值为例说明

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
//    int maxNum(int x, int y);
    int maxNum(int,int);   //两种不同的函数声明方式，第4点有用
    int a = 2,b = 3;
    int c;
    c = maxNum(a, b);
    printf("%d And %d max = %d\n",a,b,c);
    return 0;
}

int maxNum(int x,int y) {
    return x>y?x:y;
}

output:

2 And 3 max = 3

（1）定义函数指定形参未调用时，不占内存。只有发生调用时，函数maxNum的形参被临时分配内存单元；

（2）将实参对应的值传递给形参；x得到值2，y得到值3；

（3）执行函数时，由于形参已有值，因此利用形参进行运算；

（4）通过return将函数值带回到主调函数；

（5）调用结束，形参单元被释放。（形参值改变不会改变实参值，两者是两个不同的存储单元）

注意：形参与实参的值传递是单向传递，只能实参传形参。

3、函数类型决定返回值类型。如果函数值的类型和return的值类型不一致，则以函数类型为准。对于数值类型数据，可以自动进行类型转换。空类型函数不得出现return。

4、声明：如果自定义函数位置在调用它的函数后面（同一个文件中），应该在主调函数中对被调用的函数作声明。也可以在所有函数之前，#include之后进行声明，那么在各函数中就不用再作声明了。

声明形式：在2的程序中已有说明。

作用：把函数名、形参的个数和类型等信息告知编译系统，以便遇到函数调用时，编译系统能正确识别函数并检查调用是否合法。

5、嵌套调用：较简单，不复述

递归调用：调用函数的过程中又直接或间接地调用该函数本身

练习部分有阶乘和Hanoi塔问题

6、数组作为形参的时候，是作为指针变量！！！

以下三种写法是等效的：a的作用是传递a[0]的地址，首地址！！！

[thead]
[/thead]

void func(int a[10])	void func(int a[])	void func(int *a)

（1）第一种写法：虽然定义函数时，声明数组的大小为10，但实际上，指定其大小不起任何作用，因为C语言编译系统并不检查形参数组大小，只是将实参数组的首元素的地址传给形参数组名。

（2）用数组元素作实参时，向形参传递的是数组元素的值，而用数组名作函数实参时，向形参（数组名或指针变量）传递的是数组首元素的地址。

（3）多维数组做实参和形参，可以指定每一维的大小，也可以省略第1维的大小说明，但是第2维以及其他高维的大小说明不能省！因为多维数组在内存中按行存放，必须指定列数。

7、全局变量和局部变量

[thead]
[/thead]

变量	作用域	生存周期
全局变量	全局	全局
局部变量	局部	局部
静态局部	局部	全局

（1）全局变量定义在函数外部，增加函数间数据练习的渠道，一般全局变量的第一个字母用大写表示区分于局部变量，习惯非规定。局部变量定义在函数内部

（2）静态局部变量：初始化只作用一次

（3）生存周期：从开始申请内存到释放内存

（4）在不必要的时候不要使用全局变量：整个过程都占用存储单元；降低了函数的通用性和可靠性，当函数移到另一个文件还要考虑移植外部变量；降低程序的清晰性。要限制全局变量的使用！

（5）同名问题：同一个源文件中，全局变量与局部变量同名，那么在局部变量的作用范围内，局部变量有效，全局变量被“屏蔽”，不起作用。

example说明同名问题：

#include <stdio.h>
int a = 3,b = 5;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    int maxNum(int x,int y);
    int a = 8;
    printf("%d And %d max:%d",a,b,maxNum(a, b));
    return 0;
}

int maxNum(int x,int y) {
    return x>y?x:y;
}

output:

8 And 5 max:8

8、变量存储类型

[thead]
[/thead]

存储泪别	作用域	生存周期
auto/register	局部	局部
静态局部	局部	全局
静态外局	全局(仅本文件)	全局
外部变量	全局	全局

C语言有四种存储类别：自动的(auto)，静态的(static)，寄存器的(register)，外部的(extern)

（1）如果定义局部变量时不赋初值，对于静态局部变量，编译时自动赋初值0(对数值型变量)或空字符’\0’(对字符变量)。而auto变量，值不确定，因为每次调用结束存储单元被释放，下次会重新分配，而新的存储单元内容未知。

（2）register：如果变量使用频繁(例如一个函数10000次循环，每次都要用该变量)，那么可以设定为register类型存在CPU的寄存器中，因为寄存器的读取速度远高于对内存的读取速度，执行效率较高。

不过register声明变量必要性不大，因为目前优化的编译系统能够识别使用频繁地变量，自动放在寄存器中，不需要程序设计者指定。

（3）extern

a、在一个文件内扩展外部变量的作用域

main（）
{
    extern int A;
}
int A;
int func() {
    return 0;
}

本来A的作用范围是定义处到文件结束，上述做法可以在定义点前的函数内引用该外部变量。(用处较少，一般建议把外部变量放在所有函数之前，避免多一个extern声明)。

b、将外部变量作用于扩展到其他文件

file1.c
int A;
main()
{ }

file2.c
extern A;
void func()
{ }

如果两个文件都用到同一外部变量，不能两个都定义，程序连接时会出现“重复定义”的错误。正确的做法如上述，系统在编译连接时会知道该变量是“外部连接”，从别处找已定义的该变量，并扩展作用域。

用此方法要特别注意，因为在执行一个文件的操作时可能改变该全局变量的值，会影响到另一个文件中全局变量的值，影响函数的执行结果

c、把外部变量的作用于限制在本文件中

file1.c
static int A;
main()
{ }

file2.c
extern A;   //出错！
void func()
{ }

上述做法是不可行的，static声明后只能用于本文件，即使用extern声明也没用。（这是static对全局变量的作用，对局部变量static就是不释放，一直存在，分配在静态存储空间）

9、内部函数：

static int func(int a)

只能被本文件调用

外部函数：

extern int func(int a)

可供其他文件调用。C语言规定，在定义函数时省略extern，则默认为外部函数。

10、练习：利用递归的思想求 n！

#include <stdio.h>

int factorial(unsigned int n) {
    int f = 1;
    if (n == 0 || n == 1) {
        return 1;
    }
    else {
        f = factorial(n-1)*n;
    }
    return f;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    printf("%5d",factorial(0));
    printf("%5d",factorial(1));
    printf("%5d",factorial(5));
    return 0;
}

output:

1    1  120

11、练习：Hanoi（汉诺塔）问题：给出塔数，移动步骤。

算法分析：将n个盘子从A座移到C座分解步骤

（1）将A上n-1个盘子借助C移到B

（2）将A座剩下的一个盘子移到C座

（3）将n-1个盘从B座借助于A移到C做

好好理解里面的递归思想，可以从盘子数小的汉诺塔自己移动理解

#include <stdio.h>

void hanoi(int n,char plateA,char plateB,char plateC) {
//    n个盘子从plateA借助plateB移动到plateC
    if (n < 1) {
        printf("Please input number > 0 !");
    }
    if (n == 1) {
        printf("move %c to %c\n",plateA,plateC);
    }
    else {
        hanoi(n-1, plateA, plateC, plateB);
        printf("move %c to %c\n",plateA,plateC);
        hanoi(n-1, plateB, plateA, plateC);
    }
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    int n;
    printf("Please input plates number:");
    scanf("%d",&n);
    hanoi(n,'A','B', 'C');
    return 0;
}

output：

Please input plates number:3
move A to C
move A to B
move C to B
move A to C
move B to A
move B to C
move A to C

n个盘子最少要移动(2^n-1)次。

12、用递归法将一个整数n转换成字符串。例如输入483，应输出字符串“483”。n的位数不确定，可以使任意位数的整数。

#include <stdio.h>

void convert(int n) {
    int i;
    if (n < 0) {
        putchar('-');
        n = -n;
    }
    if ((n/10) != 0) {
        i = n/10;
        convert(i);
    }
    putchar(n%10 +'0');
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    convert(-248);
    return 0;
}

output:

-248