程序设计基础 · 第5次课 · 第2课时

函数（二）
void 与模块化设计：大任务拆解与分工协作

从多任务终端菜单到经典结构化分解，理解“动作型函数、单一职责与自顶向下设计”

本课核心问题

社区慢病管理系统终端要完成更多随访任务，代码全塞进 main() 会怎样？

第2课时学习目标

为什么需要无返回值函数？

void printReport(double bmi)
{
    if (bmi <= 0) {
        printf("Error: invalid data\n");
        return;    /* Return early */
    }
    printf("Report: BMI = %.2f\n", bmi);
}

两类函数，调用语法截然不同

double b = calcBMI(70.0, 1.75);
if (isSquare(16)) ...
printf("%f", cylinder(2, 3));

printReport(b);   /* Valid call */

/* Common syntax errors: */
x = printReport(b);              /* Error! */
printf("%d", printReport(b));    /* Error! */

有返回值函数 vs void 函数对比总结

大任务审视：三个步骤是一件事吗？

第一步：为各个模块定义清晰接口

int classifyBMI(double bmi)
{
    if (bmi <= 0)     return -1;   /* Invalid data */
    if (bmi < 18.5)   return 0;    /* Underweight */
    if (bmi <= 23.9)  return 1;    /* Normal */
    return 2;                      /* Overweight or obese */
}

从“代码堆积”到层次分明的功能树

调度层：main()
交互控制、菜单驱动、调用业务功能

→

业务展示层：printReport()
协调分类与控制台图文排版

→

算法层
calcBMI()

规则层
classifyBMI()

教材经典结构化设计：自顶向下、逐步求精、模块划分

main 负责流程协调，不塞入细节

void showMenu(void);
void handleMeasure(void);

int main(void)
{
    int choice;
    do {
        showMenu();
        scanf("%d", &choice);
        switch (choice) {
            case 1:  handleMeasure(); break;
            case 0:  printf("Exiting system.\n"); break;
            default: printf("Invalid choice, please retry.\n");
        }
    } while (choice != 0);
    return 0;
}

void showMenu(void) {
    printf("\n=== Chronic Disease Health System ===\n1. Input weight/height and evaluate BMI\n0. Exit\nChoice: ");
}

AI 协作互动：审查模块划分与接口正交性

教材例5-6 题面描述

📋 题目要求

输入一个正整数 \(n\)（\(1 \le n \le 9\)），输出 \(n\) 行数字金字塔。
要求定义和调用函数 void pyramid(int n) 输出金字塔。

金字塔排版规律：空格与数字分解

以 \(n = 5\) 为例，仔细观察第 \(i\) 行（\(i = 1 \dots n\)）的字符构成：

教材例5-6：函数实现与思考

#include <stdio.h>

void pyramid(int n);

int main(void)
{
    int n;
    scanf("%d", &n);
    pyramid(n);
    return 0;
}

void pyramid(int n)
{
    int i, j;
    for (i = 1; i <= n; i++) {
        for (j = 1; j <= n - i; j++)
            putchar(' ');
        for (j = 1; j <= i; j++)
            printf("%d ", i);
        putchar('\n');
    }
}

鲁棒性思考与 AI 协作互动

if (n < 1 || n > 9) {
    printf("Please enter an integer between 1 and 9\n");
    return;
}

教材例5-4 题面描述与算法流程

📋 教材例5-4 题目要求

输入两个正整数 \(m\) 和 \(n\)，定义并调用函数 gcd(m, n) 计算它们的最大公约数（Greatest Common Divisor）。

辗转相除法（欧几里得算法）：
用 \(m\) 除以 \(n\) 得余数 \(r\)；若 \(r = 0\)，则 \(n\) 即为最大公约数；否则令 \(m = n, n = r\)，继续求余。

辗转相除实现与致命除零漏洞

int gcd(int m, int n)
{
    int r;
    r = m % n;
    while (r != 0) {
        m = n;
        n = r;
        r = m % n;
    }
    return n;
}

教材例5-5：素数判断函数 prime(m)

int prime(int m)
{
    int i;
    if (m <= 1) return 0;   /* Numbers <= 1 are not prime */
    for (i = 2; i <= m / 2; i++) {
        if (m % i == 0)
            return 0;        /* Found factor, return 0 early */
    }
    return 1;                /* Loop finished, is prime */
}

参数安全再反思：格雷戈里公式 funpi(e)

课堂后测：两道出口诊断题

本课核心思维地图：结构化设计四原则

课后迁移练习与下节预告

函数让代码秩序井然，变量让数据各就其位。