第四章
模块化程序设计
?C语言的模块化功能,
?函数式的程序结构：程序整体由一个或多个函数构成，
每个函数具有各自独立的功能和明显的界面。
?允许使用不同存储类别的变量，控制模块内部和外部
的信息交换。
?具有编译预处理功能，为程序的调试、移植提供了方
便。
?支持模块化程序设计。
函数
一,C程序结构
?用 C语言编写程序的任务：编写函数。至少要有
一个 main()函数。
?C语言执行,C语言的执行就是执行 main()函数，
从开始 main()函数的第一个花括号开始，到最后
一个花括号结束。其它函数，均是在 main()被执
行时才被调 用。
?C语言程序设计方法：自顶向下、逐步细化。
?先集中考虑 main()中的算法，某些功能先用一个函数表
达式表示。
?main()设计完毕，再考虑所要用到的函数，有的直接拿
来使用，没有的就开始动手设计。
结构化程序设计举例
高校事务管理系统
…… …… …… …… …… ……
办
公
室
管
理
教
务
管
理
科
研
管
理
人
事
管
理
财
务
管
理
后
勤
管
理
图
书
管
理
……
学
藉
管
理
成
绩
管
理
排
课
管
理
……
多级管理的实现：一般用菜单方式（例 L4-1）
高校事务管理系统
1、办公室管理 2、教务管理
3、科研管理 4、人事管理
5、财务管理 6、后勤管理
7、图书管理 8,退出系统
请您选择功能（ 1-8）,
二、函数的定义与声明
? 例 4-2
main()
{…
double fun(int a,int b);
…
}
Double fun(int a,int b)
{
/*函数体 */
}
函数的声明
,；”不能少
函数的定义
不能有,；”
（一）函数的定义
? 函数名：函数名要符合 C的标识的规定。
? 形式参数,
? 要在函数名后的括号内，有多个时，以逗号分隔。
? 形式参数只有在程序运行时才临时分配存储空间，用完则释放该空
间，因此函数中的参数值的变化不返回（例 L4-2-2），称为值传递。
? 函数体：是一个分程序结构，和主程序一样，一般也由变
量定义部分和语句组成。但允许只有语句甚至整个函数为
空。
? 函数的返回值,
? 有返回值，则要声明函数的类型，并用 return返回其值。
? 没有返回值，则函数类型声明为 void型，且若函数中的 return在最
后时，可省去。
? 函数的外部特性,
? 函数不允许嵌套：函数是平等的，不能在函数中再定义函数。
（二）函数的声明
?在主调函数中，要对在本函数中将要调用的函数
事先作一声明。其作用是向编译系统提供必要的
信息：函数名，函数类型，参数的个数、类型及
排列次序。并注意这些应与函数的定义部分一一
对应（一般只要将函数的定义复制过来，并加一
个,；”即可。）
?虽然，在主调函数前定义的函数，可不声明，但
一般还是养成声明的习惯为好，这样可以清楚地
知道，在主调 函数中到底要用到哪些函数。
三、函数的嵌套调用
? C语言中允许函数中再调用函数。
{…,
u=f1(i,t)
…,
}
main( )函数
{…,
v=f2(p,q,t)
…,
}
f1( )函数
{
…,
}
f2( )函数
1 2 3
4
5
6
7
四、函数的递归调用
? 函数的递归调用就是一个函数直接或间接地调用它自身。
? 例 L4-9 求 n!
要求 n!可以,
? 只先求出 (n-1)!，再乘以 n。
? 要求 (n-1)!，只先求出 (n-2)!，再乘以 n-1。
? ……
? 终于变成了求 1!（这个值是已知的，也叫递归终止条件）
? 再回推过去。
? 这就是一个递归调用问题。
例 L4-10 -2 汉诺塔问题：将 64个盘子从从 A座移至 C座，可
以借助 B座。
? 将 n个盘子从 A座移至 C座的解决的方法,
1,将上面的 n-1个盘子从 A移至 B；
2,将剩下的一个从 A移至 C；
3,将 n-1个从 B移至 C；
? 其中的将 n-1个盘子从一座移至另一座，又重复前面的过
程，只是盘子数减 1。且第 1步和第 3步性质相同，只是座
名不同而已。
A B C
void hanoi(int n,char a,char b,char c)
{
if(n>0)
{hanoi(n-1,a,c,b); /*将 n-1个盘子借助 c,从 a移至 b */
printf("\n Move disc %d from pile %c to pile %c",n,a,c);
getch(); /*将第 n个盘子从 a移至 c*/
hanoi(n-1,b,a,c); /*将 n-1个盘子借助 a,从 b移至 c*/
}
}
main()
{int n;
clrscr();
printf("n=");
scanf("%d",&n);
hanoi(n,'a','b','c');
}
变量的存储属性
?变量除类型外，还有存储属性。
?变量的存储器属性
?变量的生存周期
?变量的可用域（可见性）
存储属性 register auto static extern
存储位置 寄存器 主存
生存期 动态生存期 永久生存期
作用域 局部 局部或全局 全局
一、动态变量
? 动态变量是在程序执行的某一时刻被动态地建立，
并在另时刻被动态地撤消的一种变量。它们存在
于程序的局部，也只在这个局部中以用。有两种,
?自动变量 (auto)
?寄存器变量 (register)
?自动变量：是 C中用的最多的变量，因为建立和
撤消这些变量都是由系统在程序执行中自动完成
的。自动变量定义,
?格式,[auto] 数据类型 变量名 [=初值表达式 ],… ;
?特点,
?自动变量是局部变量。
?在对变量赋初值前，其值是不确定的。
例 L4-11-0, L4-11-1,L4-13（多次调用同一个函数）
?寄存器变量：与自动变量的性质完全相同，只是
存放的位置是在 CPU的寄存器中。通常将使用频
率高的变量定义为寄存器变量。
?寄存器变量的定义,
register 数据类型 变量名 [=初值表达式 ],… ;
?说明,
?在程序中，遇到寄存器变量时，系统会努力去实现它，但因
寄存器数量有限，不能实现时，会自动当作自动变量来处理。
?一般情况下用与不用寄存器变量很难看出差别，只有当运算
量特别大时，才会有明显差别。
例 L4-14
二、静态变量
?静态变量的存储空间在程序的整个运行期间是固
定的，并在编译时就为其分配了存储空间，直到
程序结束都存在。
?静态变量的初始化：在编译时进行，在定义时可
使用常量或常量表达式进行初始化；未初始化时，
自动取 0为其初值。
?多次调用含静态变量的函数时，静态局部变量具
有继承性。
?静态局部变量的值只能在本函数（分程序叶）中
使用。
例 L4-15 用与不用 static的区别。
三、外部变量
?外部变量：定义在所有函数之外的变量叫外部变
量。
?外部变量是全局变量，其作用域是从定义点开始，
到本文件末尾。 例 L4-16 交换两个变量的值。
?外部变量使用的几种情况,
?加 static，则静态外部变量，只能在本文件中使用。
例 L4-17
?对于位定义点之前的函数，可以用 extern说明符将变量
的作用域扩充到需要它的地方。 例 L4-18
?在其它需要用到这些外部变量的文件中，对变量用
extern作声明，可将外部变量的作用域扩充到其它文件
中。 例 File2.c file1.c
外部变量的负作用
?外部变量会使得程序的关系变得复杂，变量的取
值与变化难以控制，造成模块间联系太多，对外
部依赖太多，降低了模块的独立性，给设计、调
试、维护带来困难。因此，应限制外部变量的使
用。
?例 L4-19（ L4-19-1 L4-19-2）
预处理
?预处理是在编译前对源程序进行一些加工。
?C的预处理均以,#”开头，末尾不加分号，以区
别于 C的语句。
?它可以出现在程序的任位置，其作用域为出现处
至源程序末尾。一般放在程序首部。
?预处理的作用：能改善程序设计的环境，有助于
编写易于移植的程序，也是模块化程序设计的一
个工具。
?已学习过的有,#include和 #define
一、宏替换
?宏替换是用预处理命令 #define指定的预 处理。有
两种,
?字符串宏替换
?带参数的宏替换
?字符串宏替换,
?格式,#define 宏名 宏体
?功能：预处理时，将程序中所有的宏名用宏体替换。
如符号常量的定义。
?好处,
?提高程序的可读性
?提高程序的易改性
例 L4-20 L4-21
?带参数宏,
?格式,#define 宏名 (形参表 ) 宏体
?例 L4-21-2
?注意,
?宏体中参数最好用括号括起来，否则易出错。
例,L4-21-3
?宏可以嵌套：例 L4-23
?宏替换只是简单的字符替换，不进行计算（与函数不同），
不太好理解（副作用）。
例,L4-25 L4-25-2
书上 P133的注意事项。
二、文件包含
?文件包含：是通过 #include 把另一个文件的整个
内容嵌入至当前文件中，实际上是宏替换的延伸。
?两种格式,
?#include,文件”,先到源文件所在目录下找，再到系
统指定的 include文件目录下找。
?#include <文件 >,只到系统指定的 include文件目录下
找。
?C中标准头文件及功能,P135表 4.3
模块化程序设计
?C语言的模块化功能,
?函数式的程序结构：程序整体由一个或多个函数构成，
每个函数具有各自独立的功能和明显的界面。
?允许使用不同存储类别的变量，控制模块内部和外部
的信息交换。
?具有编译预处理功能，为程序的调试、移植提供了方
便。
?支持模块化程序设计。
函数
一,C程序结构
?用 C语言编写程序的任务：编写函数。至少要有
一个 main()函数。
?C语言执行,C语言的执行就是执行 main()函数，
从开始 main()函数的第一个花括号开始，到最后
一个花括号结束。其它函数，均是在 main()被执
行时才被调 用。
?C语言程序设计方法：自顶向下、逐步细化。
?先集中考虑 main()中的算法，某些功能先用一个函数表
达式表示。
?main()设计完毕，再考虑所要用到的函数，有的直接拿
来使用，没有的就开始动手设计。
结构化程序设计举例
高校事务管理系统
…… …… …… …… …… ……
办
公
室
管
理
教
务
管
理
科
研
管
理
人
事
管
理
财
务
管
理
后
勤
管
理
图
书
管
理
……
学
藉
管
理
成
绩
管
理
排
课
管
理
……
多级管理的实现：一般用菜单方式（例 L4-1）
高校事务管理系统
1、办公室管理 2、教务管理
3、科研管理 4、人事管理
5、财务管理 6、后勤管理
7、图书管理 8,退出系统
请您选择功能（ 1-8）,
二、函数的定义与声明
? 例 4-2
main()
{…
double fun(int a,int b);
…
}
Double fun(int a,int b)
{
/*函数体 */
}
函数的声明
,；”不能少
函数的定义
不能有,；”
（一）函数的定义
? 函数名：函数名要符合 C的标识的规定。
? 形式参数,
? 要在函数名后的括号内，有多个时，以逗号分隔。
? 形式参数只有在程序运行时才临时分配存储空间，用完则释放该空
间，因此函数中的参数值的变化不返回（例 L4-2-2），称为值传递。
? 函数体：是一个分程序结构，和主程序一样，一般也由变
量定义部分和语句组成。但允许只有语句甚至整个函数为
空。
? 函数的返回值,
? 有返回值，则要声明函数的类型，并用 return返回其值。
? 没有返回值，则函数类型声明为 void型，且若函数中的 return在最
后时，可省去。
? 函数的外部特性,
? 函数不允许嵌套：函数是平等的，不能在函数中再定义函数。
（二）函数的声明
?在主调函数中，要对在本函数中将要调用的函数
事先作一声明。其作用是向编译系统提供必要的
信息：函数名，函数类型，参数的个数、类型及
排列次序。并注意这些应与函数的定义部分一一
对应（一般只要将函数的定义复制过来，并加一
个,；”即可。）
?虽然，在主调函数前定义的函数，可不声明，但
一般还是养成声明的习惯为好，这样可以清楚地
知道，在主调 函数中到底要用到哪些函数。
三、函数的嵌套调用
? C语言中允许函数中再调用函数。
{…,
u=f1(i,t)
…,
}
main( )函数
{…,
v=f2(p,q,t)
…,
}
f1( )函数
{
…,
}
f2( )函数
1 2 3
4
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7
四、函数的递归调用
? 函数的递归调用就是一个函数直接或间接地调用它自身。
? 例 L4-9 求 n!
要求 n!可以,
? 只先求出 (n-1)!，再乘以 n。
? 要求 (n-1)!，只先求出 (n-2)!，再乘以 n-1。
? ……
? 终于变成了求 1!（这个值是已知的，也叫递归终止条件）
? 再回推过去。
? 这就是一个递归调用问题。
例 L4-10 -2 汉诺塔问题：将 64个盘子从从 A座移至 C座，可
以借助 B座。
? 将 n个盘子从 A座移至 C座的解决的方法,
1,将上面的 n-1个盘子从 A移至 B；
2,将剩下的一个从 A移至 C；
3,将 n-1个从 B移至 C；
? 其中的将 n-1个盘子从一座移至另一座，又重复前面的过
程，只是盘子数减 1。且第 1步和第 3步性质相同，只是座
名不同而已。
A B C
void hanoi(int n,char a,char b,char c)
{
if(n>0)
{hanoi(n-1,a,c,b); /*将 n-1个盘子借助 c,从 a移至 b */
printf("\n Move disc %d from pile %c to pile %c",n,a,c);
getch(); /*将第 n个盘子从 a移至 c*/
hanoi(n-1,b,a,c); /*将 n-1个盘子借助 a,从 b移至 c*/
}
}
main()
{int n;
clrscr();
printf("n=");
scanf("%d",&n);
hanoi(n,'a','b','c');
}
变量的存储属性
?变量除类型外，还有存储属性。
?变量的存储器属性
?变量的生存周期
?变量的可用域（可见性）
存储属性 register auto static extern
存储位置 寄存器 主存
生存期 动态生存期 永久生存期
作用域 局部 局部或全局 全局
一、动态变量
? 动态变量是在程序执行的某一时刻被动态地建立，
并在另时刻被动态地撤消的一种变量。它们存在
于程序的局部，也只在这个局部中以用。有两种,
?自动变量 (auto)
?寄存器变量 (register)
?自动变量：是 C中用的最多的变量，因为建立和
撤消这些变量都是由系统在程序执行中自动完成
的。自动变量定义,
?格式,[auto] 数据类型 变量名 [=初值表达式 ],… ;
?特点,
?自动变量是局部变量。
?在对变量赋初值前，其值是不确定的。
例 L4-11-0, L4-11-1,L4-13（多次调用同一个函数）
?寄存器变量：与自动变量的性质完全相同，只是
存放的位置是在 CPU的寄存器中。通常将使用频
率高的变量定义为寄存器变量。
?寄存器变量的定义,
register 数据类型 变量名 [=初值表达式 ],… ;
?说明,
?在程序中，遇到寄存器变量时，系统会努力去实现它，但因
寄存器数量有限，不能实现时，会自动当作自动变量来处理。
?一般情况下用与不用寄存器变量很难看出差别，只有当运算
量特别大时，才会有明显差别。
例 L4-14
二、静态变量
?静态变量的存储空间在程序的整个运行期间是固
定的，并在编译时就为其分配了存储空间，直到
程序结束都存在。
?静态变量的初始化：在编译时进行，在定义时可
使用常量或常量表达式进行初始化；未初始化时，
自动取 0为其初值。
?多次调用含静态变量的函数时，静态局部变量具
有继承性。
?静态局部变量的值只能在本函数（分程序叶）中
使用。
例 L4-15 用与不用 static的区别。
三、外部变量
?外部变量：定义在所有函数之外的变量叫外部变
量。
?外部变量是全局变量，其作用域是从定义点开始，
到本文件末尾。 例 L4-16 交换两个变量的值。
?外部变量使用的几种情况,
?加 static，则静态外部变量，只能在本文件中使用。
例 L4-17
?对于位定义点之前的函数，可以用 extern说明符将变量
的作用域扩充到需要它的地方。 例 L4-18
?在其它需要用到这些外部变量的文件中，对变量用
extern作声明，可将外部变量的作用域扩充到其它文件
中。 例 File2.c file1.c
外部变量的负作用
?外部变量会使得程序的关系变得复杂，变量的取
值与变化难以控制，造成模块间联系太多，对外
部依赖太多，降低了模块的独立性，给设计、调
试、维护带来困难。因此，应限制外部变量的使
用。
?例 L4-19（ L4-19-1 L4-19-2）
预处理
?预处理是在编译前对源程序进行一些加工。
?C的预处理均以,#”开头，末尾不加分号，以区
别于 C的语句。
?它可以出现在程序的任位置，其作用域为出现处
至源程序末尾。一般放在程序首部。
?预处理的作用：能改善程序设计的环境，有助于
编写易于移植的程序，也是模块化程序设计的一
个工具。
?已学习过的有,#include和 #define
一、宏替换
?宏替换是用预处理命令 #define指定的预 处理。有
两种,
?字符串宏替换
?带参数的宏替换
?字符串宏替换,
?格式,#define 宏名 宏体
?功能：预处理时，将程序中所有的宏名用宏体替换。
如符号常量的定义。
?好处,
?提高程序的可读性
?提高程序的易改性
例 L4-20 L4-21
?带参数宏,
?格式,#define 宏名 (形参表 ) 宏体
?例 L4-21-2
?注意,
?宏体中参数最好用括号括起来，否则易出错。
例,L4-21-3
?宏可以嵌套：例 L4-23
?宏替换只是简单的字符替换，不进行计算（与函数不同），
不太好理解（副作用）。
例,L4-25 L4-25-2
书上 P133的注意事项。
二、文件包含
?文件包含：是通过 #include 把另一个文件的整个
内容嵌入至当前文件中，实际上是宏替换的延伸。
?两种格式,
?#include,文件”,先到源文件所在目录下找，再到系
统指定的 include文件目录下找。
?#include <文件 >,只到系统指定的 include文件目录下
找。
?C中标准头文件及功能,P135表 4.3
