函数与编译预处理实验报告

函数与编译预处理实验报告
一、实验目的
本次实验旨在通过编写程序，掌握函数与编译预处理的相关知识，了解函数的调用和返回机制以及编译预处理的作用。

二、实验环境
操作系统：Windows 10
开发工具：Code::Blocks 17.12
编程语言：C语言
三、实验内容
1. 函数的定义和调用
函数是C语言中的一个重要概念，它可以将一段代码封装成一个功能单元，方便代码重用和维护。

在本次实验中，我们需要掌握如何定义函数，并且了解函数的调用过程。

在C语言中，函数通常由以下几部分组成：
返回类型函数名(参数列表)
{
函数体;
return 返回值;
}
其中，返回类型指定了函数返回值的类型；函数名是唯一标识符，用于调用该函数；参数列表指定了该函数需要传入的参数；函数体是一段具体的代码逻辑；return语句则将结果返回给调用者。

在调用一个函数时，我们需要按照以下格式进行：
返回值变量 = 函数名(参数列表);
其中，返回值变量接收该函数返回的结果；参数列表则按照定义顺序传入相应参数。

如果该函数不需要传入任何参数，则可以省略参数列表。

2. 函数指针
除了直接调用一个已经定义好的函数外，我们还可以使用函数指针来间接调用一个函数。

函数指针和普通指针类似，它指向的是一个函数
的地址。

通过函数指针，我们可以在运行时动态地确定需要调用哪个函数。

在C语言中，声明一个函数指针的方法如下：
返回类型 (*指针变量名)(参数列表);
其中，括号中的*表示这是一个指针变量；指针变量名则是该变量的标识符；参数列表和返回类型与被指向的函数相同。

通过以下代码可以将一个已经定义好的函数赋值给一个函数指针：
int max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
int (*p)(int, int) = max;
在上述代码中，p就是一个用于存储max函数地址的函数指针。

3. 编译预处理
编译预处理是C语言中一项重要的功能，在编译过程中会对源代码进
行一些预处理操作。

预处理器会扫描源代码，并根据一些特定规则进
行替换、删除或添加操作。

常见的预处理命令包括#define、#include、#ifdef等。

#define命令用于定义宏，可以将一些常量或者表达式定义为宏，并
且在程序中使用该宏时会自动替换为对应值。

例如：
#define PI 3.1415926
float area = PI * r * r;
在上述代码中，PI就是一个宏，它的值为3.1415926。

当程序运行到area = PI * r * r;时，预处理器会将PI自动替换为3.1415926。

#include命令用于包含头文件，可以将其他文件中定义的函数和变量
引入到当前文件中。

例如：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Hello, world!");
return 0;
}
在上述代码中，#include <stdio.h>表示引入了stdio.h头文件，其中定义了printf函数。

因此，在main函数中可以直接调用printf函数。

四、实验过程
1. 函数的定义和调用
本次实验我们需要编写一个简单的程序来演示函数的定义和调用。

具体步骤如下：
1）在Code::Blocks中新建一个C语言项目。

2）在项目中新建一个源文件，并编写如下代码：
#include <stdio.h>
int max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
int main()
{
int a = 5, b = 7;
int c = max(a, b);
printf("max(%d, %d) = %d", a, b, c);
return 0;
}
在上述代码中，我们先定义了一个max函数，该函数接收两个参数a 和b，并返回它们之间较大的值。

然后，在main函数中调用了max 函数，并打印了结果。

3）编译并运行程序，观察输出结果。

2. 函数指针
本次实验我们需要编写一个简单的程序来演示函数指针的使用。

具体步骤如下：
1）在Code::Blocks中新建一个C语言项目。

2）在项目中新建一个源文件，并编写如下代码：
#include <stdio.h>
int max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
int main()
{
int (*p)(int, int) = max;
int a = 5, b = 7;
int c = (*p)(a, b);
printf("max(%d, %d) = %d", a, b, c);
return 0;
}
在上述代码中，我们定义了一个函数指针p，并将其赋值为max函数的地址。

然后，在main函数中通过*p(a, b)来调用max函数，并打印了结果。

3）编译并运行程序，观察输出结果。

3. 编译预处理
本次实验我们需要编写一个简单的程序来演示宏和头文件的使用。

具体步骤如下：
1）在Code::Blocks中新建一个C语言项目。

2）在项目中新建两个源文件：main.c和circle.c，并分别编写如下代码：
main.c:
#include <stdio.h>
#include "circle.h"
int main()
{
float r = 2.0;
float area = PI * r * r;
printf("area of circle with radius %.1f is %.2f", r, area);
return 0;
}
circle.c:
#define PI 3.1415926
circle.h:
#ifndef CIRCLE_H_INCLUDED
#define CIRCLE_H_INCLUDED
float PI;
#endif // CIRCLE_H_INCLUDED
在上述代码中，我们首先定义了一个宏PI，并将其值设置为
3.1415926。

然后，在main.c文件中引入了circle.h头文件，并使用了该文件中定义的PI宏。

3）编译并运行程序，观察输出结果。

四、实验总结
通过本次实验，我们深入了解了函数的定义和调用机制、函数指针的
使用以及编译预处理的作用。

这些知识点是C语言编程中非常重要的
基础，也是进行高级开发和优化的必备技能。

在今后的学习和实践中，
我们应该不断地巩固和拓展这些知识点，以便更好地应对各种编程需求。