《计算机程式设计》Week4 课堂笔记

本笔记记录自 Coursera课程 《计算机程式设计》 台湾大学 刘邦锋老师

Week4 Functions

4-1 System Function

函数主要分为两大类系统定义函数与使用者定义函数，例如printf和main。

例子：(sys-function.c)呼叫系统定义函数

#include <stdio.h> /* for printf and scanf */
#include <stdlib.h> /* for abs */
#include <math> /* for sin */
main()
{
    int i, j;
    double x, y;
    scanf("%d", &i);
    j = abs(i);
    printf("%d\n", j);
    scanf("%lf", &x);
    y = sin(x);
    printf("%f\n", y);
}

需要使用的系统定义函数，可以在网络上查找到它存在于哪个库中，方便调用。比如说课程中提到的这个网址。

• 函数名称，参数，及返回值合称为函数的原型。
• 函数的原型就好像是函数的使用说明书，详细记载函数应该如何使用。
• 系统函数的原型都是定义在对应的标头档（类似python的库）内。

3 4-2 System Function Return Value

例子：(scanf-count.c)借由scanf的返回值掌握资料个数

#include <stdio.h>

int main()
{
    int sum = 0;
    int count = 0;
    int i;

    while (scanf("%d", &i) != EOF){
        sum += i;
        count++;
    }
    printf("%d\n", sum / count);
    return 0;
}

4-3 User Function Definition

如果定义一个接受一个整数参数i，并返回一个整数的函数myfuntion：

• 先写返回值的类别int，再写函数的名称myfunction，最后用小括号( )将参数的类别int，及名称i括起来。
• 此时不只描述函数的原型，也要定义函数如何操作，所以不能像函数原型直接用分号结束，而是要用一对{ }将操作的部分包起来，就像写main主程式一样。
• 因为我们要返回一个整数，所以我们申明一个整数变量value，并根据参数i计算value，最后使用return命令将value返回。

int myfunction(int i)
{
    int value;
    ...
    compute value according to i;
    ...
    return value;
}

例子：返回一个整数的main

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    return 0;
}

• main主程式是一个没有参数，担忧一个整数返回值的函数。而且通常我们将返回值设为0.
• 由于main不需要任何参数，所以main后面的( )中以void来表示。
• void表示的是没有。

例子：(leap-year-function.c)定义一个函数决定闰年

#include <stdio.h>
int leap_year(int y)
{
    int is_leap;
    is_leap = (y % 400 == 0) || ((y % 4 == 0) && !(y % 100 == 0));
    return is_leap;
}
int main(void)
{
    int year;
    int k;
    scanf("%d", &year);
    k = leap_year(year);
    printf("%d\n", k);
    return 0;
}

可以重复使用写好的函数。重复的代码不仅会让程序冗长难以理解，而且很容易在重复撰写时出错。如果使用已经过验证的函数，则可以避免这些麻烦。

4-4 User Function With Return Value

定义一个接受一个整数参数i，但不返回任何值的函数foo：

• 使用void表示foo并没有任何返回值。void不可省略，否则编译器会假设返回值类别为int。

void foo(int i)
{
    ...
    process according to i;
    ...
    return;
}

例子：(print-digits.c)印出一个数的各位数

#include <stdio.h>
void print_digits(int i)
{
    int index = 0;
    int digits[20];
    if (i < 0)
        return;
    while (i != 0){
        digits[index] = (i % 10);
        i /= 10;
        index++;
    }
    for (i = index - 1; i >= 0; i --)
        printf("%d\n", digits[i]);
    return;
}
int main(void)
{
    int i;
    scanf("%d", &i);
    print_digits(i);
    return 0;
}

4-5 Use Function to Simplify Program

其实就是把重复的代码整合在函数里，可以简化代码。

4-6 Printf Scanf for Multiple Variables and Extra Message

函数原型：printf-scanf

int printf(char *format, ...);
int scanf(char *format, ...);

• 第二个参数非常奇特，是...，意思是参数个数是不固定的。
• 之前printf及scanf都一次处理一个变量，但是"..."不固定参数个数能让我们同时对多个变量作输出入。

例子：对多个变量作输出输入

printf("%d %p %f %f\n", int, addr, float, double);
scanf("%d%f%lf", &int, &float, &double)

例子：(multi-io-message.c)输出夹杂其他字元

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i;
    float f;
    double df;
    scanf("%d%f%lf", &i, &f ,&df);
    printf("int %d adr %p flt %f dbl %f\n",i &i, f, df);
    return 0;
}

则如输入

-1 3.2 4.6

输出为

int -1 adr 0x7fff98a1f330 flt 3.200000 dbl 4.600000

4-7 Scanf with Nonspace Char in Format String

就是说scanf也可以夹杂其他字元，但是输入形式一定要与其相对应，不然会读不全。

4-8 Function Parameter Passing

• 形式参数（formal parameter)就是写在被呼叫方函数的申明部分，所以一定是一个变量的类别。例如j就是test的形式参数。

  void test(int j)
  

• 实际参数(actual parameter)是呼叫方实际用以呼叫被呼叫函数的参数。实际参数可以是一个算式，并不一定是一个变量。

  test(i);
  test(3 + 7);
  

4-9 Funtion Array Parameter Passing

例子：使用函数处理一个数组中的元素

void process_array(int array[], int n)
{
    int i;
    for (i = 0; i < n; i++)
        process element array[i];
    return;
}
int main(void)
{
    int a[10];
    process_array(a,10);
    return 0;
}

这里注意形式参数array申明要写成array[]。

4-10 Function Array Parameter Passing with Modification

例子：(partial-inc.c)增加部分阵列元素的值

#include <stdio.h>
void print_array(int array[], int n)
{
    int i;
    for (i = 0; i < n; i++)
        printf("a[%d] = %d\n", i, array[i]);
    return;
}
void inc_array(int array[], int n)
{
    int i;
    printf("inc_array: array = %p\n", array);
    for (i = 0; i < n; i++)
        array[i]++;
    return;
}
int main(void)
{
    int i;
    int a[5];
    for (i = 0; i < 5; i++)
        scanf("%d", &(a[i]));
    printf("before inc_array\n");
    print_array(a, 5);
    inc_array(a, 5);
    printf("after first inc_array\n");
    print_array(a, 5);
    inc_array(&(a[1]), 2);
    printf("after second inc_array\n");
    print_array(a, 5);
    inc_array(&(a[2]), 2);
    printf("after third inc_array\n");
    print_array(a, 5);
    return 0;
}

• 第一次实际参数是(a, 5)，所以inc_array中的形式参数array会拿到数组a的起始位址，并将整个数组加1。
• 第二次实际参数是(&(a[1]), 2)，所以inc_array中的形式参数array会拿到元素a[1]的位址，并将a[1]及a[2]加1。
• 第三次实际参数是(&(a[2]), 2)，所以inc_array中的形式参数array会拿到元素a[2]的位址，并将a[2]及a[3]加1。

4-11 Function Multi-dimension Array Parameter Passing

例子：(multi-dim-array-parameter.c)传递多维数组参数

#include <stdio.h>
void print_matrix(int a[4][3], int i, int j)
{
    printf("a[%d][%d] = %d\n", i, j, a[i][j]);
    return;
}
int main(void)
{
    int i, j;
    int array[3][4];
    for (i = 0; i < 3; i++)
        for (j = 0; j < 4; j++)
            scanf("%d", &(array[i][j]));
    printf("array[2][1] = %d\n", array[2][1]);
    print_matrix(array, 2, 1);
    printf("array[0][2] = %d\n", array[0][2]);
    print_matrix(array, 0, 2);
    return 0;
}

注意，我们在main函数中申明的array是3,4，而print_matrix函数中申明的形式参数array是4,3。

输入

0 1 2 3
4 5 6 7
8 9 10 11

输出

array[2][1] = 9
a[2][1] = 7
array[0][2] = 2
a[0][2] = 2

why？？因为

测验代码

因为不会算长方体可以分割多少个大小相等的正方体，凭感觉乱写了一个4/5的测验代码，与老师的相差那么一丢丢吧。

我的代码

#include <stdio.h>
int value(int type, int width, int height, int length)
{
	if ((type != 79) && (type != 47) && (type != 29) && (type != 82) && (type != 26) && (type != 22))
		return -1;
	if ((width <= 0) || (height <= 0) || (length <= 0))
		return -2;
	int value;
	// 找到最小的边长
	int t;
	if (width > height)
		t = height;
	else
		t = width;
	if (t > length)
		t = length;
	// 求正方体的边长和个数
	int v1, n, a, v;
	v1 = width * height * length;
	for (a = t; a > 0; a--){
		v = a * a * a;
		if ( v1 % v == 0){
			n = v1 / v;
			break;
		}
	}
	switch(type){
		case 79:
			value = v * v * n * 30;
			break;
		case 47:
			value = v * v * n * 10;
			break;
		case 29:
			value = v * v * n * 4;
			break;
		case 82:
			value = v * v * n * 5;
			break;
		case 26:
			value = v * v * n * 3;
			break;
		case 22:
			value = v * v * n * 9;
			break;
		default:
			value = 0;
	}
	return value;
}
int main ()
{
	int type, width, height, length;
	scanf ( "%d%d%d%d", &type, &width, &height, &length );
	printf ( "%d", value ( type, width, height, length ) );
	return 0;
}

老师的代码

#include <stdio.h>

int gcd ( int a, int b )
{
	if ( a < b ) return gcd ( b, a );

	if ( b == 0 )
		return a;
	else
		return gcd ( b, a % b );
}

int value ( int type, int width, int height, int length )
{
	int u_val;

	switch ( type ) {
		case 79:
			u_val = 30;
			break;
		case 47:
			u_val = 10;
			break;
		case 29:
			u_val = 4;
			break;
		case 82:
			u_val = 5;
			break;
		case 26:
			u_val = 3;
			break;
		case 22:
			u_val = 9;
			break;
		default :
			return -1;
	}

	if ( width <= 0 || height <= 0 || length <= 0 )
		return -2;

	int s = gcd ( gcd ( width, height ), gcd ( height, length ) );
	int v = s * s * s;
	int count = ( width / s ) * ( height / s ) * ( length / s );

	return v * v * count * u_val;
}