C语言函数调用技巧-C语言程序设计基础教程

任务描述

计算机编译或运行时，使用某个函数来完成相关功能。对无参函数调用时则无实际参数表。对有参函数调用时实际参数表中的参数可以是常数、变量或其他构造类型数据及表达式。各实参之间用逗号分隔。除了项目1 中3 种基本的函数调用形式以外，还有其他的函数调用形式。本项目主要目的是掌握函数的嵌套调用和递归调用。

知识学习

（1）函数的嵌套调用

C语言中不允许作嵌套的函数定义。因此各函数之间是平行的，不存在上一级函数和下一级函数的问题。但是C语言允许在一个函数的定义中出现对另一个函数的调用。这样就出现了函数的嵌套调用，即在被调函数中又调用其他函数。这与其他语言的子程序嵌套的情形是类似的。简单归纳：嵌套调用就是某个函数调用另外一个函数。例如下面程序就是在主函数中调用自定义函数：

y=f(n);

例5.10　任意输入一个正整数给n，求n 的阶乘。要求将求解某个正整数的阶乘功能用自定义函数来实现，运行结果如图5.9所示。

图5.9　程序运行结果

说明：该程序从main 函数开始执行，当输入n 的值之后，调用f 函数来实现求解n 的阶乘，这就是函数的嵌套调用。包括在main 函数中还调用了printf 和scanf 函数实现输入与输出功能，这也是函数的嵌套调用。在程序设计中，函数的嵌套调用是最常见的一种。

（2）函数的递归调用

函数的递归调用是一种特殊的嵌套调用，是某个函数调用自己或者是调用其他函数后再次调用自己的函数，只要函数之间互相调用能产生循环的则一定是递归调用，递归调用是一种解决方案，另外一种是逻辑思想，将一个大工作分为逐渐减小的小工作，比如说一个和尚要搬50 块石头，他想，只要先搬走49 块，那剩下的1 块就能搬完了，然后再考虑那49 块，只要先搬走48 块，那剩下的一块就能搬完了，递归是一种思想，只不过在程序中，是依靠函数嵌套这个特性来实现的。简单归纳：函数的递归调用就是调用一个函数过程中又调用该函数本身。

例5.11　任意输入一个正整数给n，求n 的阶乘。要求将求解某个正整数的阶乘功能必须使用函数的递归调用实现，运行结果如图5.10所示。

图5.10　程序运行结果

分析：

程序：

说明：通过程序的分析大家可以发现当计算5 的阶乘时，f 函数前后被调用了5 次。第1次是主函数中调用f 函数计算f（5）的值，当执行f 函数的时候根据提交执行的是5*f（4）；第2 次调用f 函数计算4 的阶乘，当执行f 函数的时候根据提交执行的是4*f（3）；第3 次调用f函数计算3 的阶乘，当执行f 函数的时候根据提交执行的是3*f（2）；第4 次调用f 函数计算2的阶乘，当执行f 函数的时候根据提交执行的是2*f（1）；第2 次调用f 函数计算1 的阶乘，当执行f 函数的时候根据提交执行的是1，到此截止，递推结束。然后在先后调用5 次return 语句实现递归，将f（1）的结果1 返回给2*f（1），从而计算出f（2）的结果；接着将f（2）的结果2返回给3*f（2），从而计算出f（3）的结果；接着将f（3）的结果6 返回给4*f（3），从而计算出f（4）的结果；接着将f（4）的结果24 返回给5*f（4），从而计算出f（5）的结果；将f（5）的结果返回给主函数中y=f（n）处；最后输出结果。把上述利用文字对递归的解释过程描述为如图5.11所示。

图5.11　利用递归函数求5 的阶乘的计算过程

例5.12　Hanoi 塔问题。一块板上有3 根针，A、B、C。A 针上套有64 个大小不等的圆盘，大的在下，小的在上，如图5.12所示。要把这64 个圆盘从A 针移动C 针上，每次只能移动一个圆盘，移动可以借助B 针进行。但在任何时候，任何针上的圆盘都必须保持大盘在下，小盘在上。求移动的步骤。

(www.xing528.com)

图5.12　Hanoi 塔示意图

分析：

①如果有1 个圆盘从A 到C，1 步完成。

②如果有2 个圆盘从A 到C，将分3 步完成：A→B，A→C，B→C。那么任意2 个圆盘从其中一个起始针到终止针都应该是3 步完成。

③如果有3 个圆盘从A 到C，使用递归思想，利用2 个圆盘的移动方法帮助完成。步骤如下：

第1 步：将顶端的前2 个圆盘从A 到B；

第2 步：再将最底端的1 个圆盘从A 到C；

第3 步：最后将原顶部2 个圆盘从B 到C。

注意，其中第1 步和第3 步都要利用2 个圆盘的移动方法帮助完成。

换成函数形式来表达，3 表示3 个圆盘，A 表示起始针，B 表示借助针，C 表示目标针。

Hanoi（3，A，B，C）应该分解为3 步，如图5.13所示。

图5.13　以3 个圆盘为例从A 到C 的移动过程分析

归纳总结：

程序运行结果如图5.14所示。

图5.14　程序运行结果

任务总结

本任务主要学习函数的递归调用，所谓递归调用就是在调用一个函数的过程中又调用该函数本身。通过上述实例分析和演示，总结归纳出函数的递归调用在程序设计中必须具备的2 个要素（缺一不可）：

①递归算法：

②终结条件：