Описание функции на языке c. Пользовательские функции в си
Пришло время, чтобы узнать о функциях. Вы уже имеете представление об использовании функции main , — это еще один пример функции. В общем, функции — это отдельные независимые блоки кода, которые выполняют ряд предопределенных команд. В языке программирования Си вы можете использовать как встроенные функции различных библиотек так и функции, которые вы создали сами, то есть свои собственные функции.
Функции, которые мы будем создавать сами, обычно требуют объявления прототипа. Прототип дает основную информацию о структуре функции: он сообщает компилятору, какое значение функция возвращает, как функция будет вызываться, а также то, какие аргументы функции могут быть переданы. Когда я говорю, что функция возвращает значение, я имею в виду, что функция в конце работы вернет некоторое значение, которое можно поместить в переменную. Например, переменная может быть инициализирована значением, которое вернет функция:
#include
Ошибкой является то, что многие начинающие программисты думают, что значение в переменной randomNumber каждый раз будет случайно меняться, это не так. Она будет инициализирована случайным значением единожды, при вызове функции , но не при каждом запуске программы.
Рассмотрим общий формат для прототипа функций:
ReturnedDataType functionName (dataType par1, ..., dataType parN);
где, returnedDataType — тип данных, возвращаемого функцией, значения;
functionName — имя функции
dataType — тип данных параметра функции, это тот же самый тип данных, что и при объявлении переменной
par1 ... parN — параметры функции.
У функции может быть более одного параметра или вообще ни одного, в таком случае круглые скобки пустые. Функции, которые не возвращают значения имеют тип данных возвращаемого значения — void . Давайте посмотрим на прототип функции:
Int mult (int x, int y);
Этот прототип сообщает компилятору, что функция принимает два аргумента, в качестве целых чисел, и что по завершению работы функция вернет целое значение. Обязательно в конце прототипа необходимо добавлять точку с запятой. Без этого символа, компилятор, скорее всего, подумает, что вы пытаетесь написать собственно определения функции.
Когда программист фактически определяет функцию, он начнет с прототипа, но точку с запятой уже ставить не надо. Сразу после прототипа идет блок с фигурными скобочками и с кодом, который функция будет выполнять. Например, как вы обычно пишите код внутри функции main . Любой из аргументов, переданных функции можно использовать, как если бы они были объявлены как обычные переменные. И, наконец, определение функции заканчивается закрывающейся фигурной скобкой, без точек с запятой.
Давайте рассмотрим пример объявления и использования функции в языке программирования Си:
#include
Эта программа начинается с включения единственного заголовочного файла, в строке 1. Следующей строкой является прототип функции умножения. Обратите внимание, что в конце объявления прототипа есть точка с запятой! Функция main возвращает целое число, в строке 16. Чтобы соответствовать стандарту функция main всегда должна возвращать некоторое значение. У вас не должно возникнуть проблем с пониманием ввода и вывода значений в функциях, если вы внимательно изучили предыдущие уроки.
Обратите внимание на то как на самом деле функция multiplication() принимает значение. Что же происходит на самом деле? А на самом деле это работает так: функция multiplication принимает два целых значения, умножает их и возвращает произведение. Результат работы этой программы будет точно таким же, как если бы мы сделали так:
Printf("Результат умножения %d\n", num1 * num2);
Функция multiplication() на самом деле определяется ниже функции main . А так как прототип этой функции объявлен выше главной функции, то при вызове функции multiplication() внутри main() компилятор не выдаст ошибку. Пока прототип присутствует, функция может использоваться даже если нет её фактического определения. Тем не менее, вызов функции не может быть осуществлен ранее, чем будет определена эта функция.
Определение прототипов функций необходимы только если фактическое определение самой функции будет располагаться после main-функции. Если же функцию определить до главной функции, то прототип не нужен.
Ключевое слово return , используется для того, чтобы заставить функцию возвращать значение. Обратите внимание на то, что вполне успешно можно объявлять функции, которые не возвращают никаких значений. Если функция возвращает значение типа void , значит фактически функция не имеет возвращаемого значения. Другими словами, для функции, которая возвращает значение типа void , утверждение return; является законным, но обычно оно избыточно. (Хотя оно может быть использовано для экстренного выхода из функции.)
Наиболее важным является понимание, для чего же нам нужна функция? Функции имеют множество применений. Например, в программе есть блок кода, который необходимо выполнять в разных местах программы около сорока раз. То есть один раз объявили функцию и уже вызываете её там где это необходимо,при этом код не дублируется, что позволит сэкономить много места, что в свою очередь сделает программу более читаемой. Кроме того, наличие только одной копии кода делает его легче для внесения изменений.
Еще одна причина для использования функций, это разделение всего кода на отдельные логические части. Таким образом сложные задачи разбиваются на более простые, это очень помогает при сопровождении кода, структуру такой программы будет намного легче понять.
P.S.: если вам нужен хороший сервер, то вы можете воспользоваться арендой серверов в Москве . Также вы можете воспользоваться другими услугами, предоставленными на сайте it-express.ru: развертывание отказоустойчивых серверов, системы хранения данных и др.
В языке Си все программы рассматриваются как функции. Обычно программы на этом языке состоят из большого числа небольших функций. Для каждой из используемых функций приводится описание и определение функции (Описание функции дает информацию о типе функции и о порядке следования параметров. При определении функции указываются конкретные операторы, которые необходимо выполнить). Функции должны иметь тот же тип, что и значения, которые они возвращают в качестве результатов. По умолчанию предполагается, что функции имеют тип int. Если функция имеет другой тип, он должен быть указан и в вызывающей программе, и в самом определении функции.
Рассмотрим описание функций: можно использовать два различных стиля описания функций (классический и современный стиль). В первом случае формат описания функции следующий:
тип имя_функции ();
Эта спецификация описывает имя функции и тип возвращаемого значения.
Современный стиль используется в конструкциях расширенной версии Си, предложенной ANSI. При описании функций в этой версии Си используются специальные средства языка, известные под названием «прототип функции». Описание функции с использованием ее прототипа содержит дополнительно информацию о ее параметрах:
тип имя_функции (пар_инф1, пар_инф2, …);
где параметр пар_инфi– информация о имени и типе формальных параметров.
Определение функции. Так же, как и в описании функции, при определении функций можно использовать два стиля – классический и современный. Классический формат определения функций имеет следующий вид:
тип имя_функции (имена параметров)
определение параметров;
локальные описания;
операторы;
Формат описания в современном стиле предусматривает определение параметров функции в скобках, следующих за именем функции:
тип имя_функции (пар_инф, пар_инф, …)
где определение параметра пар_инф – содержит информацию о передаваемом параметре: тип и идентификатор.
Необходимо отметить, что ряд описаний (константы, типы данных, переменные), содержащихся внутри функции (исключение составляет главная функция main0), определены только внутри этой функции. Поэтому язык Си не поддерживает вложенность функций, т.е. одна функция не может быть объявлена внутри другой функции.
Функции могут быть размещены в программе в различном порядке и считаются глобальными для всей программы, включая встроенные функции, описанные до их использования.
Вызов функции осуществляется по имени функции, в скобках указываются фактические аргументы.
Результат выполнения функции возвращается при помощи оператора return. Общий вид:
Return(выражение);
Оператор завершает выполнение функции и передает управление следующему оператору в вызывающей функции. Это происходит даже в том случае, если оператор returnявляется не последним оператором тела функции.
Можно использовать оператор returnв виде:
Его применение приводит к тому, что функция в которой он содержится, завершает свое выполнение управление (передается) возвращается в вызывающую функцию. Поскольку у данного оператора отсутствует выражение в скобках, никакое значение при этом не передается функции.
{ floaty,x,mult(); /* описание в вызывающей программе */
floatmult(v,k) /* описание в определении функции */
for (res=0.0; k>0; k--)
return(res); } /* возвращает значение типаfloat*/
С помощью оператора returnв вызывающую программу можно передать только одну величину. Если нужно передать две величины, нужно воспользоваться указателями.
Определение функции специфицирует имя, формальные параметры и тело функции. Оно может также специфицировать тип возвращаемого значения и класс памяти функции. Синтаксис определения функции следующий:
[<спецификация КП>][<спецификация типа>]<описатель>([<список параметров>]) [<объявление параметров>] <тело функции>
Спецификация класса памяти <спец. КП> задает класс памяти функции.
<спец. типа> в совокупности с описателем определяет тип возвращаемого значения и имя функции. <Список параметров> представляет собой список (возможно, пустой) имен формальных параметров, значения которых передаются функции при вызове. <Объявления параметров> задают идентификаторы и типы формальных параметров. <Тело функции> составной оператор, содержащий объявления локальных переменных и операторы.
Современная конструкция:
[<спецификация КП>][<спецификация типа>]<описатель>([<список объявлений параметров>])<тело функции>
Объявление функции: классическая форма:
[<спецификация КП>][<спецификация типа>]<описатель>([<список типов аргументов>]);
Объявление функции специфицирует имя функции, тип возвращаемого значения и, возможно, типы ее аргументов и их число.
Современный стиль описания (объявление прототипов). В списке типов аргументов прототип может содержать также и идентификаторы этих аргументов.
float f1(float a, float b)
c=(2*pow(a,3)+sin a)/pow(a+b,4);
{ float x,y,s=0;
printf (“\n Введите x, y”);
scanf (“%f %f ”, &x, &y);
s=f1(5.6, y)+f1(2*x-1, x*y);
printf(“\n s=%6.2f ”,s);
Адресные операции. Си поддерживает две специальные адресные операции: операцию определения адреса (&) и операцию обращения по адресу (*). Операция & возвращает адрес данной переменной. Еслиsumявляется переменной типаint, то &sumявляется адресом этой переменной.
Указатели. Указатель является переменной, которая содержит адрес некоторых данных. Вообще говоря, указатель – это некоторое символическое представление адреса. &sumв данном случае означает «указатель на переменнуюsum». Фактическим адресом является число, а символическое представление адреса &sumявляется константой типа указатель. Т.обр. адрес ячейки памяти, отводимой переменнойsumв процессе выполнения программы не меняется.
В языке Си имеются и переменные типа указатель. Значением переменной типа указатель служит адрес некоторой величины. Пусть указатель обозначен идентификатором ptr, тогда оператор следующего вида присваивает адресsumпеременнойptr:ptr=&sum. В этом случае говорят, чтоptr«указывает на»sum. Итак,ptr– переменная, &sum– константа. Переменнаяptrможет указывать на какой-нибудь другой объект:
Значением ptrявляется адрес переменнойmax. Рассмотрим операцию обращения по адресу (*) или операцию косвенной адресации. предположим в переменнойptrсоержится ссылка на переменнуюmax. Тогда для доступа к значению этой переменной можно воспользоваться операцией обращения по адресу (*). Для определения значения, на которое указываетptrзапишем следующий оператор:
Res=*ptr; (Последние два оператора, взятые вместе, эквивалентны следующему:Res=max;)
Использование операции получения адреса и косвенной адресации оказывается далеко не прямым путем к результату, отсюда и появление слова «косвенная» в названии операции.).
Операция (*) – когда за этим знаком следует указатель на переменную, результатом операции является величина, помещенная в ячейку с указанным адресом.
Описание указателей. При описании переменных типа «указатель» необходимо указать на переменную какого типа ссылается данный указатель. Т.к. переменные разных типов занимают различное число ячеек, в то время как для некоторых операций, связанных с указателями, требуется знать объем отведенной памяти. Примеры правильного описания указателей:
Использование указателей для связи между функциями. Рассмотрим пример использования указателей для установления связи между функциями. В данном примере указатели используются для обмена значений переменных.
{ int x=5, y=10;
printf (“x=%d y=%d\n”, x, y);
change(&x, &y); /*передача адресов функции*/
printf (“x=%d y=%d\n”, x, y); }
int*u, *v; /*uиvявляются указателями*/
temp=*u; /*tempприсваивается значение, на которое указываетu*/
Данная функция изменяет значения переменных xиy. Путем передачи функции адресов переменных х и у мы предоставили ей возможность доступа к ним. Используя указатели и операцию (*), функция смогла извлечь величины, помещенные в соответствующие ячейки памяти, и поменять их местами.
Основная ли тература: 1осн,2осн
Дополнительная литератур а: 10доп
Контрольные вопросы:
1. Могут ли имена формальных и фактических параметров подпрограмм совпадать между собой?
2. В чем состоит отличие описания процедуры и функции?
3. Какие параметры называются формальными и какие – фактическими?
4. Какие существуют стили описания и определения функций?
5. Назовите оператор для возвращения результата выполнения функции?
Мощность языка СИ во многом определяется легкостью и гибкостью в определении и использовании функций в СИ-программах. В отличие от других языков программирования высокого уровня в языке СИ нет деления на процедуры, подпрограммы и функции, здесь вся программа строится только из функций.
Функция - это совокупность объявлений и операторов, обычно предназначенная для решения определенной задачи. Каждая функция должна иметь имя, которое используется для ее объявления, определения и вызова. В любой программе на СИ должна быть функция с именем main (главная функция), именно с этой функции, в каком бы месте программы она не находилась, начинается выполнение программы.
При вызове функции ей при помощи аргументов (формальных параметров) могут быть переданы некоторые значения (фактические параметры), используемые во время выполнения функции. Функция может возвращать некоторое (одно!) значение. Это возвращаемое значение и есть результат выполнения функции, который при выполнении программы подставляется в точку вызова функции, где бы этот вызов ни встретился. Допускается также использовать функции не имеющие аргументов и функции не возвращающие никаких значений. Действие таких функций может состоять, например, в изменении значений некоторых переменных, выводе на печать некоторых текстов и т.п..
С использованием функций в языке СИ связаны три понятия - определение функции (описание действий, выполняемых функцией), объявление функции (задание формы обращения к функции) и вызов функции.
Определение функции задает тип возвращаемого значения, имя функции, типы и число формальных параметров, а также объявления переменных и операторы, называемые телом функции, и определяющие действие функции. В определении функции также может быть задан класс памяти.
Int rus (unsigned char r) { if (r>="А" && c
В данном примере определена функция с именем rus, имеющая один параметр с именем r и типом unsigned char. Функция возвращает целое значение, равное 1, если параметр функции является буквой русского алфавита, или 0 в противном случае.
В языке СИ нет требования, чтобы определение функции обязательно предшествовало ее вызову. Определения используемых функций могут следовать за определением функции main, перед ним, или находится в другом файле.
Однако для того, чтобы компилятор мог осуществить проверку соответствия типов передаваемых фактических параметров типам формальных параметров до вызова функции нужно поместить объявление (прототип) функции.
Объявление функции имеет такой же вид, что и определение функции, с той лишь разницей, что тело функции отсутствует, и имена формальных параметров тоже могут быть опущены. Для функции, определенной в последнем примере, прототип может иметь вид
int rus (unsigned char r); или rus (unsigned char);
В программах на языке СИ широко используются, так называемые, библиотечные функции, т.е. функции предварительно разработанные и записанные в библиотеки. Прототипы библиотечных функций находятся в специальных заголовочных файлах, поставляемых вместе с библиотеками в составе систем программирования, и включаются в программу с помощью директивы #include.
Если объявление функции не задано, то по умолчанию строится прототип функции на основе анализа первой ссылки на функцию, будь то вызов функции или определение. Однако такой прототип не всегда согласуется с последующим определением или вызовом функции. Рекомендуется всегда задавать прототип функции. Это позволит компилятору либо выдавать диагностические сообщения, при неправильном использовании функции, либо корректным образом регулировать несоответствие аргументов устанавливаемое при выполнении программы.
Объявление параметров функции при ее определении может быть выполнено в так называемом "старом стиле", при котором в скобках после имени функции следуют только имена параметров, а после скобок объявления типов параметров. Например, функция rus из предыдущего примера может быть определена следующим образом:
Int rus (r) unsigned char r; { ... /* тело функции */ ... }
В соответствии с синтаксисом языка СИ определение функции имеет следующую форму:
[спецификатор-класса-памяти] [спецификатор-типа] имя-функции ([список-формальных-параметров]) { тело-функции }
Необязательный спецификатор-класса-памяти задает класс памяти функции, который может быть static или extern. Подробно классы памяти будут рассмотрены в следующем разделе.
Спецификатор-типа функции задает тип возвращаемого значения и может задавать любой тип. Если спецификатор-типа не задан, то предполагается, что функция возвращает значение типа int.
Функция не может возвращать массив или функцию, но может возвращать указатель на любой тип, в том числе и на массив и на функцию. Тип возвращаемого значения, задаваемый в определении функции, должен соответствовать типу в объявлении этой функции.
Функция возвращает значение если ее выполнение заканчивается оператором return, содержащим некоторое выражение. Указанное выражение вычисляется, преобразуется, если необходимо, к типу возвращаемого значения и возвращается в точку вызова функции в качестве результата. Если оператор return не содержит выражения или выполнение функции завершается после выполнения последнего ее оператора (без выполнения оператора return), то возвращаемое значение не определено. Для функций, не использующих возвращаемое значение, должен быть использован тип void, указывающий на отсутствие возвращаемого значения. Если функция определена как функция, возвращающая некоторое значение, а в операторе return при выходе из нее отсутствует выражение, то поведение вызывающей функции после передачи ей управления может быть непредсказуемым.
Список-формальных-параметров - это последовательность объявлений формальных параметров, разделенная запятыми. Формальные параметры - это переменные, используемые внутри тела функции и получающие значение при вызове функции путем копирования в них значений соответствующих фактических параметров. Список-формальных-параметров может заканчиваться запятой (,) или запятой с многоточием (,...), это означает, что число аргументов функции переменно. Однако предполагается, что функция имеет, по крайней мере, столько обязательных аргументов, сколько формальных параметров задано перед последней запятой в списке параметров. Такой функции может быть передано большее число аргументов, но над дополнительными аргументами не проводится контроль типов.
Если функция не использует параметров, то наличие круглых скобок обязательно, а вместо списка параметров рекомендуется указать слово void.
Порядок и типы формальных параметров должны быть одинаковыми в определении функции и во всех ее объявлениях. Типы фактических параметров при вызове функции должны быть совместимы с типами соответствующих формальных параметров. Тип формального параметра может быть любым основным типом, структурой, объединением, перечислением, указателем или массивом. Если тип формального параметра не указан, то этому параметру присваивается тип int.
Для формального параметра можно задавать класс памяти register, при этом для величин типа int спецификатор типа можно опустить.
Идентификаторы формальных параметров используются в теле функции в качестве ссылок на переданные значения. Эти идентификаторы не могут быть переопределены в блоке, образующем тело функции, но могут быть переопределены во внутреннем блоке внутри тела функции.
При передаче параметров в функцию, если необходимо, выполняются обычные арифметические преобразования для каждого формального параметра и каждого фактического параметра независимо. После преобразования формальный параметр не может быть короче чем int, т.е. объявление формального параметра с типом char равносильно его объявлению с типом int. А параметры, представляющие собой действительные числа, имеют тип double.
Преобразованный тип каждого формального параметра определяет, как интерпретируются аргументы, помещаемые при вызове функции в стек. Несоответствие типов фактических аргументов и формальных параметров может быть причиной неверной интерпретации.
Тело функции - это составной оператор, содержащий операторы, определяющие действие функции.
Все переменные, объявленные в теле функции без указания класса памяти, имеют класс памяти auto, т.е. они являются локальными. При вызове функции локальным переменным отводится память в стеке и производится их инициализация. Управление передается первому оператору тела функции и начинается выполнение функции, которое продолжается до тех пор, пока не встретится оператор return или последний оператор тела функции. Управление при этом возвращается в точку, следующую за точкой вызова, а локальные переменные становятся недоступными. При новом вызове функции для локальных переменных память распределяется вновь, и поэтому старые значения локальных переменных теряются.
Параметры функции передаются по значению и могут рассматриваться как локальные переменные, для которых выделяется память при вызове функции и производится инициализация значениями фактических параметров. При выходе из функции значения этих переменных теряются. Поскольку передача параметров происходит по значению, в теле функции нельзя изменить значения переменных в вызывающей функции, являющихся фактическими параметрами. Однако, если в качестве параметра передать указатель на некоторую переменную, то используя операцию разадресации можно изменить значение этой переменной.
/* Неправильное использование параметров */ void change (int x, int y) { int k=x; x=y; y=k; }
В данной функции значения переменных x и y, являющихся формальными параметрами, меняются местами, но поскольку эти переменные существуют только внутри функции change, значения фактических параметров, используемых при вызове функции, останутся неизменными. Для того чтобы менялись местами значения фактических аргументов можно использовать функцию приведенную в следующем примере.
/* Правильное использование параметров */ void change (int *x, int *y) { int k=*x; *x=*y; *y=k; }
При вызове такой функции в качестве фактических параметров должны быть использованы не значения переменных, а их адреса
Если требуется вызвать функцию до ее определения в рассматриваемом файле, или определение функции находится в другом исходном файле, то вызов функции следует предварять объявлением этой функции. Объявление (прототип) функции имеет следующий формат:
[спецификатор-класса-памяти] [спецификатор-типа] имя-функции ([список-формальных-параметров]) [,список-имен-функций];
В отличие от определения функции, в прототипе за заголовком сразу же следует точка с запятой, а тело функции отсутствует. Если несколько разных функций возвращают значения одинакового типа и имеют одинаковые списки формальных параметров, то эти функции можно объявить в одном прототипе, указав имя одной из функций в качестве имени-функции, а все другие поместить в список-имен-функций, причем каждая функция должна сопровождаться списком формальных параметров. Правила использования остальных элементов формата такие же, как при определении функции. Имена формальных параметров при объявлении функции можно не указывать, а если они указаны, то их область действия распространяется только до конца объявления.
Прототип - это явное объявление функции, которое предшествует определению функции. Тип возвращаемого значения при объявлении функции должен соответствовать типу возвращаемого значения в определении функции.
Если прототип функции не задан, а встретился вызов функции, то строится неявный прототип из анализа формы вызова функции. Тип возвращаемого значения создаваемого прототипа int, а список типов и числа параметров функции формируется на основании типов и числа фактических параметров используемых при данном вызове.
Таким образом, прототип функции необходимо задавать в следующих случаях:
1. Функция возвращает значение типа, отличного от int.
2. Требуется проинициализировать некоторый указатель на функцию до того, как эта функция будет определена.
Наличие в прототипе полного списка типов аргументов параметров позволяет выполнить проверку соответствия типов фактических параметров при вызове функции типам формальных параметров, и, если необходимо, выполнить соответствующие преобразования.
В прототипе можно указать, что число параметров функции переменно, или что функция не имеет параметров.
Если прототип задан с классом памяти static, то и определение функции должно иметь класс памяти static. Если спецификатор класса памяти не указан, то подразумевается класс памяти extern.
Вызов функции имеет следующий формат:
адресное-выражение ([список-выражений])
Поскольку синтаксически имя функции является адресом начала тела функции, в качестве обращения к функции может быть использовано адресное-выражение (в том числе и имя функции или разадресация указателя на функцию), имеющее значение адреса функции.
Список-выражений представляет собой список фактических параметров, передаваемых в функцию. Этот список может быть и пустым, но наличие круглых скобок обязательно.
Фактический параметр может быть величиной любого основного типа, структурой, объединением, перечислением или указателем на объект любого типа. Массив и функция не могут быть использованы в качестве фактических параметров, но можно использовать указатели на эти объекты.
Выполнение вызова функции происходит следующим образом:
1. Вычисляются выражения в списке выражений и подвергаются обычным арифметическим преобразованиям. Затем, если известен прототип функции, тип полученного фактического аргумента сравнивается с типом соответствующего формального параметра. Если они не совпадают, то либо производится преобразование типов, либо формируется сообщение об ошибке. Число выражений в списке выражений должно совпадать с числом формальных параметров, если только функция не имеет переменного числа параметров. В последнем случае проверке подлежат только обязательные параметры. Если в прототипе функции указано, что ей не требуются параметры, а при вызове они указаны, формируется сообщение об ошибке.
2. Происходит присваивание значений фактических параметров соответствующим формальным параметрам.
3. Управление передается на первый оператор функции.
4. Выполнение оператора return в теле функции возвращает управление и возможно, значение в вызывающую функцию. При отсутствии оператора return управление возвращается после выполнения последнего оператора тела функции, а возвращаемое значение не определено.
Адресное выражение, стоящее перед скобками определяет адрес вызываемой функции. Это значит что функция может быть вызвана через указатель на функцию.
int (*fun)(int x, int *y);
Здесь объявлена переменная fun как указатель на функцию с двумя параметрами: типа int и указателем на int. Сама функция должна возвращать значение типа int. Круглые скобки, содержащие имя указателя fun и признак указателя *, обязательны, иначе запись
int *fun (intx,int *y);
будет интерпретироваться как объявление функции fun возвращающей указатель на int.
Вызов функции возможен только после инициализации значения указателя fun и имеет вид:
В этом выражении для получения адреса функции, на которую ссылается указатель fun используется операция разадресации * .
Указатель на функцию может быть передан в качестве параметра функции. При этом разадресация происходит во время вызова функции, на которую ссылается указатель на функцию. Присвоить значение указателю на функцию можно в операторе присваивания, употребив имя функции без списка параметров.
Double (*fun1)(int x, int y); double fun2(int k, int l); fun1=fun2; /* инициализация указателя на функцию */ (*fun1)(2,7); /* обращение к функции */
В рассмотренном примере указатель на функцию fun1 описан как указатель на функцию с двумя параметрами, возвращающую значение типа double, и также описана функция fun2. В противном случае, т.е. когда указателю на функцию присваивается функция описанная иначе чем указатель, произойдет ошибка.
Рассмотрим пример использования указателя на функцию в качестве параметра функции вычисляющей производную от функции cos(x).
Double proiz(double x, double dx, double (*f)(double x)); double fun(double z); int main() { double x; /* точка вычисления производной */ double dx; /* приращение */ double z; /* значение производной */ scanf("%f,%f",&x,&dx); /* ввод значений x и dx */ z=proiz(x,dx,fun); /* вызов функции */ printf("%f",z); /* печать значения производной */ return 0; } double proiz(double x,double dx, double (*f)(double z)) { /* функция вычисляющая производную */ double xk,xk1,pr; xk=fun(x); xk1=fun(x+dx); pr=(xk1/xk-1e0)*xk/dx; return pr; } double fun(double z) { /* функция от которой вычисляется производная */ return (cos(z)); }
Для вычисления производной от какой-либо другой функции можно изменить тело функции fun или использовать при вызове функции proiz имя другой функции. В частности, для вычисления производной от функции cos(x) можно вызвать функцию proiz в форме
z=proiz(x,dx,cos);
а для вычисления производной от функции sin(x) в форме
z=proiz(x,dx,sin);
Любая функция в программе на языке СИ может быть вызвана рекурсивно, т.е. она может вызывать саму себя. Компилятор допускает любое число рекурсивных вызовов. При каждом вызове для формальных параметров и переменных с классом памяти auto и register выделяется новая область памяти, так что их значения из предыдущих вызовов не теряются, но в каждый момент времени доступны только значения текущего вызова.
Переменные, объявленные с классом памяти static, не требуют выделения новой области памяти при каждом рекурсивном вызове функции и их значения доступны в течение всего времени выполнения программы.
Классический пример рекурсии - это математическое определение факториала n! :
N! = 1 при n=0; n*(n-1)! при n>1 .
Функция, вычисляющая факториал, будет иметь следующий вид:
Long fakt(int n) { return ((n==1) ? 1: n*fakt(n-1)); }
Хотя компилятор языка СИ не ограничивает число рекурсивных вызовов функций, это число ограничивается ресурсом памяти компьютера и при слишком большом числе рекурсивных вызовов может произойти переполнение стека.
1.5.2. Вызов функции с переменным числом параметров
При вызове функции с переменным числом параметров в вызове этой функции задается любое требуемое число аргументов. В объявлении и определении такой функции переменное число аргументов задается многоточием в конце списка формальных параметров или списка типов аргументов.
Все аргументы, заданные в вызове функции, размещаются в стеке. Количество формальных параметров, объявленных для функции, определяется числом аргументов, которые берутся из стека и присваиваются формальным параметрам. Программист отвечает за правильность выбора дополнительных аргументов из стека и определение числа аргументов, находящихся в стеке.
Примерами функций с переменным числом параметров являются функции из библиотеки функций языка СИ, осуществляющие операции ввода-вывода информации (printf,scanf и т.п.). Подробно эти функции рассмотрены во третьей части книги.
Программист может разрабатывать свои функции с переменным числом параметров. Для обеспечения удобного способа доступа к аргументам функции с переменным числом параметров имеются три макроопределения (макросы) va_start, va_arg, va_end, находящиеся в заголовочном файле stdarg.h. Эти макросы указывают на то, что функция, разработанная пользователем, имеет некоторое число обязательных аргументов, за которыми следует переменное число необязательных аргументов. Обязательные аргументы доступны через свои имена как при вызове обычной функции. Для извлечения необязательных аргументов используются макросы va_start, va_arg, va_end в следующем порядке.
Макрос va_start предназначен для установки аргумента arg_ptr на начало списка необязательных параметров и имеет вид функции с двумя параметрами:
void va_start(arg_ptr,prav_param);
Параметр prav_param должен быть последним обязательным параметром вызываемой функции, а указатель arg_prt должен быть объявлен с предопределением в списке переменных типа va_list в виде:
va_list arg_ptr;
Макрос va_start должен быть использован до первого использования макроса va_arg.
Макрокоманда va_arg обеспечивает доступ к текущему параметру вызываемой функции и тоже имеет вид функции с двумя параметрами
type_arg va_arg(arg_ptr,type);
Эта макрокоманда извлекает значение типа type по адресу, заданному указателем arg_ptr, увеличивает значение указателя arg_ptr на длину использованного параметра (длина type) и таким образом параметр arg_ptr будет указывать на следующий параметр вызываемой функции. Макрокоманда va_arg используется столько раз, сколько необходимо для извлечения всех параметров вызываемой функции.
Макрос va_end используется по окончании обработки всех параметров функции и устанавливает указатель списка необязательных параметров на ноль (NULL).
Рассмотрим применение этих макросов для обработки параметров функции вычисляющей среднее значение произвольной последовательности целых чисел. Поскольку функция имеет переменное число параметров будем считать концом списка значение равное -1. Поскольку в списке должен быть хотя бы один элемент, у функции будет один обязательный параметр.
#include int main() { int n; int sred_znach(int,...); n=sred_znach(2,3,4,-1); /* вызов с четырьмя параметрами */ printf("n=%d",n); n=sred_znach(5,6,7,8,9,-1); /* вызов с шестью параметрами */ printf("n=%d",n); return (0); } int sred_znach(int x,...); { int i=0, j=0, sum=0; va_list uk_arg; va_start(uk_arg,x); /* установка указателя uk_arg на */ /* первый необязятельный параметр */ if (x!=-1) sum=x; /* проверка на пустоту списка */ else return (0); j++; while ((i=va_arg(uk_arg,int))!=-1) /* выборка очередного */ { /* параметра и проверка */ sum+=i; /* на конец списка */ j++; } va_end(uk_arg); /* закрытие списка параметров */ return (sum/j); }
1.5.3. Передача параметров функции main
Функция main, с которой начинается выполнение СИ-программы, может быть определена с параметрами, которые передаются из внешнего окружения, например, из командной строки. Во внешнем окружении действуют свои правила представления данных, а точнее, все данные представляются в виде строк символов. Для передачи этих строк в функцию main используются два параметра, первый параметр служит для передачи числа передаваемых строк, второй для передачи самих строк. Общепринятые (но не обязательные) имена этих параметров argc и argv. Параметр argc имеет тип int, его значение формируется из анализа командной строки и равно количеству слов в командной строке, включая и имя вызываемой программы (под словом понимается любой текст не содержащий символа пробел). Параметр argv это массив указателей на строки, каждая из которых содержит одно слово из командной строки. Если слово должно содержать символ пробел, то при записи его в командную строку оно должно быть заключено в кавычки.
Функция main может иметь и третий параметр, который принято называть argp, и который служит для передачи в функцию main параметров операционной системы (среды) в которой выполняется СИ-программа.
Заголовок функции main имеет вид:
int main (int argc, char *argv, char *argp)
Если, например, командная строка СИ-программы имеет вид:
A:\>cprog working "C program" 1
то аргументы argc, argv, argp представляются в памяти как показано в схеме на рис.1.
Argc [ 4 ] argv --> --> --> --> --> argp --> --> --> --> --> Рис.1. Схема размещения параметров командной строки
Операционная система поддерживает передачу значений для параметров argc, argv, argp, а на пользователе лежит ответственность за передачу и использование фактических аргументов функции main.
Следующий пример представляет программу печати фактических аргументов, передаваемых в функцию main из операционной системы и параметров операционной системы.
Пример: int main (int argc, char *argv, char *argp) { int i=0; printf ("\n Имя программы %s", argv); for (i=1; i>=argc; i++) printf ("\n аргумент %d равен %s", argv[i]); printf ("\n Параметры операционной системы:"); while (*argp) { printf ("\n %s",*argp); argp++; } return (0); }
Доступ к параметрам операционной системы можно также получить при помощи библиотечной функции geteuv, ее прототип имеет следующий вид:
char *geteuv (const char *varname);
Аргумент этой функции задает имя параметра среды, указатель на значение которой выдаст функция geteuv. Если указанный параметр не определен в среде в данный момент, то возвращаемое значение NULL.
Используя указатель, полученный функцией geteuv, можно только прочитать значение параметра операционной системы, но нельзя его изменить. Для изменения значения параметра системы предназначена функция puteuv.
Компилятор языка СИ строит СИ-программу таким образом, что вначале работы программы выполняется некоторая инициализация, включающая, кроме всего прочего, обработку аргументов, передаваемых функции main, и передачу ей значений параметров среды. Эти действия выполняются библиотечными функциями _setargv и _seteuv, которые всегда помещаются компилятором перед функцией main.
Если СИ-программа не использует передачу аргументов и значений параметров операционной системы, то целесообразно запретить использование библиотечных функций _setargv и _seteuv поместив в СИ-программу перед функцией main функции с такими же именами, но не выполняющие никаких действий (заглушки). Начало программы в этом случае будет иметь вид:
Setargv() { return ; /* пустая функция */ } -seteuv() { return ; /* пустая функция */ } int main() { /* главная функция без аргументов */ ... ... renurn (0); }
В приведенной программе при вызове библиотечных функций _setargv и _seteuv будут использованы функции помещенные в программу пользователем и не выполняющие никаких действий. Это заметно снизит размер получаемого exe-файла.
[До сих пор мы писали программы единым, функционально неделимым, кодом. Алгоритм программы находился в главной функции, причём других функций в программе не было. Мы писали маленькие программы, поэтому не было потребности в объявлении своих функций. Для написания больших программ, опыт показывает, что лучше пользоваться функциями. Программа будет состоять из отдельных фрагментов кода, под отдельным фрагментом кода понимается функция. Отдельным, потому, что работа отдельной функции не зависит от работы какой-нибудь другой. То есть алгоритм в каждой функции функционально достаточен и не зависим от других алгоритмов программы. Однажды написав функцию, её можно будет с лёгкостью переносить в другие программы. Функция (в программировании) — это фрагмент кода или алгоритм, реализованный на каком-то языке программирования, с целью выполнения определённой последовательности операций. Итак, функции позволяют сделать программу модульной, то есть разделить программу на несколько маленьких подпрограмм (функций), которые в совокупности выполняют поставленную задачу. Еще один огромнейший плюс функций в том, что их можно многократно использовать. Данная возможность позволяет многократно использовать один раз написанный код, что в свою очередь, намного сокращает объем кода программы!
Кроме того, что в С++ предусмотрено объявление своих функций, также можно воспользоваться функциями определёнными в стандартных заголовочных файлах языка программирования С++. Чтобы воспользоваться функцией, определённой в заголовочном файле, нужно его подключить. Например, чтобы воспользоваться функцией, которая возводит некоторое число в степень, нужно подключить заголовочный файл
// inc_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
//действие 1 - подключаем заголовочный файл
// код Code::Blocks
// код Dev-C++
// inc_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
//действие 1 - подключаем заголовочный файл
Подключение заголовочных файлов выполняется так, как показано в строке 5
, т. е. объявляется препроцессорная директива #include , после чего внутри знаков <> пишется имя заголовочного файла. Когда подключен заголовочный файл, можно использовать функцию, что, и сделано в строке 9
.Функция pow() возводит число 3.14
в квадрат и присваивает полученный результат переменной power , где
pow — имя функции;
числа 3.14 и 2 — аргументы функции;
Всегда после имени функции ставятся круглые скобочки, внутри которых, функции передаются аргументы, и если аргументов несколько, то они отделяются друг от друга запятыми. Аргументы нужны для того, чтобы функции передать информацию. Например, чтобы возвести число 3.14 в квадрат используя функцию pow() , нужно как-то этой функции сообщить, какое число, и в какую степень его возводить. Вот именно для этого и придуманы аргументы функций, но бывают функции, в которых аргументы не передаются, такие функции вызываются с пустыми круглыми скобочками. Итак, для того, чтобы воспользоваться функцией из стандартного заголовочного файла С++ необходимо выполнить два действия:
- Подключить необходимый заголовочный файл;
- Запустить нужную функцию.
Кроме вызова функций из стандартных заголовочных файлов, в языке программирования С++ предусмотрена возможность создания собственных функций. В языке программирования С++ есть два типа функций:
- Функции, которые не возвращают значений
- Функции, возвращающие значение
Функции, не возвращающие значения, завершив свою работу, никакого ответа программе не дают. Рассмотрим структуру объявления таких функций.
// структура объявления функций не возвращающих значений void /*имя функции*/(/*параметры функции*/) // заголовок функции { // тело функции }
Строка 2 начинается с зарезервированного слова void — это тип данных, который не может хранить какие-либо данные. Тип данных void говорит о том, что данная функция не возвращает никаких значений. void никак по-другому не используется и нужен только для того, чтобы компилятор мог определить тип функции. После зарезервированного слова void пишется имя функции. Сразу за именем функции ставятся две круглые скобочки, открывающаяся и закрывающаяся. Если нужно функции передавать какие-то данные, то внутри круглых скобочек объявляются параметры функции, они отделяются друг от друга запятыми. Строка 2 называется заголовком функции. После заголовка функции пишутся две фигурные скобочки, внутри которых находится алгоритм, называемый телом функции. Разработаем программу, в которой объявим функцию нахождения факториала, причём функция не должна возвращать значение.
// код Code::Blocks
// код Dev-C++
После того, как были подключены все необходимые заголовочные файлы, можно объявлять функцию нахождения факториала.Под объявлением функции подразумевается выбор имени функции, определение параметров функции и написание алгоритма, который является телом функции. После выполнения этих действий функцию можно использовать в программе. Так как функция не должна возвращать значение, то тип возвращаемых данных должен быть void . Имя функции — faktorial , внутри круглых скобочек объявлена переменная numb типа int . Эта переменная является параметром функции faktorial() . Таким образом, все объявления в строке 8 в совокупности составляют заголовок функции. Строки 9 — 14 составляют тело функции faktorial() . Внутри тела в строке 10 объявлена переменная rezult , которая будет хранить результат нахождения n! После чего, в строках 11-12 Объявлен оператор цикла for для нахождения факториала. В строке 13 объявлен оператор cout , с помощью которого значение факториала будет печататься на экране. Теперь, когда функция объявлена можно воспользоваться ею. В строке 21 запускается функция faktorial(digit) , внутри скобочек функции передаётся аргумент, т. е. значение, содержащееся в переменной digit . Результат работы программы (см. Рисунок 1).
Рисунок 1 — Функции в С++
Итак, после запуска программы, было введена цифра 5, и программа вычислила, что значение 120 это 5!.
Функции, возвращающие значение, по завершению своей работы возвращают определённый результат. Такие функции могут возвращать значение любого типа данных. Структура функций, возвращающих значение будет немного отличатся от структуры функций рассмотренных ранее.
// структура объявления функций возвращающих значения /*возвращаемый тип данных*/ /*имя функции*/(/*параметры функции*/) // заголовок функции { // тело функции return /*возвращаемое значение*/; }
Структура объявления функций осталась почти неизменной, за исключением двух строк. В заголовке функции сначала нужно определять возвращаемый тип данных, это может быть тип данных int , если необходимо возвратить целое число или тип данных float — для чисел с плавающей точкой. В общем, любой другой тип данных, всё зависит от того, что функция должна вернуть. Так как функция должна вернуть значение, то для этого должен быть предусмотрен специальный механизм, как в строке 5 . C помощью зарезервированного слова return можно вернуть значение, по завершении работы функции. Всё, что нужно, так это указать переменную, содержащую нужное значение, или некоторое значение, после оператора return . Тип данных возвращаемого значения в строке 5 должен совпадать с типом данных в строке 2 . Переделаем программу нахождения факториала так, чтобы функция faktorial() возвращала значение факториала.
// struct_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
#include
// код Code::Blocks
// код Dev-C++
// struct_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include
Теперь функция faktorial() имеет возвращаемый тип данных — int , так как n! — это целое число.В строке 13 объявлен оператор return , который возвращает значение, содержащееся в переменной rezult . В строке 21 выполняем запуск функции faktorial() ,возвращаемое значение которой отправляем в поток вывода с помощью оператора cout . Можно было бы написать так int fakt = faktorial(digit); — переменной типа int присваиваем возвращаемое значение функции faktorial() , после чего в переменной fakt будет храниться значение n! . Результат работы программы не изменился (см. Рисунок 2).
Enter number: 5 5! = 120 Для продолжения нажмите любую клавишу. . .
Рисунок 2 — Функции в С++
Мы рассмотрели два типа функций, причём объявление функций выполняли в области программы, после подключения заголовочных файлов, но до начала функции main() . Существует несколько способов объявления функций (см. Рисунок 3).
Рисунок 3 — Функции в С++
На рисунке 3 показаны 4 способа объявления функций в языке программирования С++. Рассмотрим структуры объявления функций в одном файле, с главной функцией. Функции можно объявлять в двух областях, до начала функции main() , после функции main() . До сих пор мы объявляли функции в одном файле, перед функцией main() — это самый простой из способов.
// struct_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" /*область 1 - объявление функций до начала main() место для объявления функций функциям объявленным в этой области не нужны прототипы */ int main(int argc, char* argv) { return 0; }
Если функции объявлять в области 1 , перед главной функцией, то прототипы для этих функций не нужны. Хорошему стилю программирования соответствует способ объявления функций после main() . Рассмотрим структуру такого объявления функций.
// struct_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" // место для объявления прототипов функций int main(int argc, char* argv) { return 0; } /*область 2 - объявление функций после main() место для объявления функций */
// код Code::Blocks
// код Dev-C++
// struct_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. // место для объявления прототипов функций int main(int argc, char* argv) { return 0; } /*область 2 - объявление функций после main() место для объявления функций */
Область объявления функций переместилась в самый конец программы, после main() . Что касается самого способа объявления функций, то он не поменялся. Но так как функции объявлены после main() , использовать их не получится, ведь порядок объявлений изменился и функция main() просто не будет видеть функции объявленные после. Так вот для того, чтобы эти функции можно было увидеть в main() существует понятие прототипа. Прототип функции — это заголовок функции, который объявляется перед функцией main() . И если объявить прототип функции, тогда функцию можно будет увидеть в main() .
// синтаксис объявления прототипа /*тип возвращаемых данных функции*/ /*имя функции*/(/*параметры функции*/);
Структура объявления прототипа очень схожа со структурой объявления функции. Разработаем программу, которая определяет, является ли введённое пятизначное число палиндромом. Палиндром — это число или текст, который читается одинаково как слева, так и справа: 93939; 49094; 11311.
// palindrom_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
#include // код Code::Blocks // код Dev-C++ // palindrom_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include В строке 7
объявлен прототип функции нахождения палиндрома пятизначных чисел. Обратите внимание на то, что прототип полностью должен совпадать с заголовком функции, но некоторые отличия все же есть. Например, то, что в прототипе имена параметров перечислять не надо, достаточно объявить их типы данных. В конце объявления прототипа всегда нужно ставить точку с запятой. В остальном объявление прототипа совпадает с объявлением заголовка одной функции. Прототип необходимо объявлять для каждой функции отдельно. Переменная out_number служит для временного хранения введённого числа. В строке 16
в условии оператора выбора if выполняется запуск функции palindrom5() . Аргументом для неё является переменная in_number . функция вернёт значение типа bool , и если функция вернёт true , то условие будет истинно, в противном случае — ложно. Можно было бы сначала присвоить значение, возвращаемое функцией, некоторой переменной, а потом эту переменную подставить в условие оператора выбора if , но это бы увеличило код программы на одну строку. В строках 23 — 40
объявлена функция palindrom5() , с одним параметром, через который функции передаётся пятизначное число. Переменные balance1 , balance2 , balance4 , balance5 объявлены в строке 25
, и необходимы для хранения разрядов пятизначного числа: первого, второго, четвёртого, пятого (нумерация — справа на лево). В строках 26, 29, 32, 35 выполняется одна и та же операция — остаток от деления. Операция остаток от деления отсекает по одному разряду справа налево и сохраняет их в переменные balance1 , balance2 , balance4 , balance5 соответственно. Причём операция остаток от деления чередуется с операцией обычного деления. Операция деления выполняется в строках 27
, 30
, 33
, и уменьшает введённое пятизначное число за шаг на один разряд. В строке 30
операция деления уменьшает введённое число сразу на два разряда, потому, что число пятизначное и средний разряд нас не интересует, он может быть любым. В строках 36 — 39
объявлен оператор выбора if , который сравнивает разряды пятизначного числа, и если они, соответствующим образом, равны, то функция вернёт значение true , иначе — false . Результат работы программы (см. Рисунок 4). Enter 5zn-e chislo: 12321
Number 12321 - palendrom
Для продолжения нажмите любую клавишу. . . Рисунок 4 — Функции в С++ До сих пор мы объявляли функции в одном файле, с основной программой, то есть там, где находится функция main() . В С++ существует возможность поместить объявления функций в отдельный файл, тогда необходимо будет подключать файл с функциями, как в случае с подключением стандартных заголовочных файлов. Есть два способа: К хорошему стилю программирования относится второй способ. Таким образом, если объявлять функции в другом файле, то делать это согласно способу два. Переделаем программу нахождения палиндрома так, чтобы объявление функции palindrom5() находилось в отдельном файле *.cpp . Файл *.h нужен для того, чтобы скрыть реализацию функций, т. е. в файле *.h будут содержаться прототипы функций. С помощью обозревателя решений MVS создаём файл типа *.h и называем его palendrom . // код файла palendrom.h
#ifndef palendrom
#define palendrom
bool palindrom5(int); // прототип функции нахождения палиндрома пятизначных чисел
#endif Директивы в строках 2,3,5
необходимо всегда объявлять в файлах с прототипами функций, причём прототипы функций всегда объявляются в файлах типа *.h . После директив записанных в строках 2,3
, но до директивы #endif объявляются прототипы функций. В строке 4 объявлен прототип функции palindrom5() . Объявление данной функции находится в файле palendrom.cpp , который предварительно тоже был создан с помощью обозревателя решений MVS. // содержимое файла palendrom.cpp
#include "stdafx.h"
#include "palendrom.h"
bool palindrom5(int number) // функция нахождения палиндрома пятизначных чисел
{
int balance1, balance2, balance4, balance5; // переменные хранящие промежуточные результаты
balance1 = number % 10; // переменной balance1 присвоили первый остаток
number = number / 10; // уменьшаем введённое число на один разряд
balance2 = number % 10; // переменной balance2 присвоили второй остаток
number = number / 100; // уменьшаем введённое число на два разряда
balance4 = number % 10; // переменной balance4 присвоили четвёртый остаток
number = number / 10; // уменьшаем введённое число на один разряд
balance5 = number % 10; // переменной balance5 присвоили пятый остаток
if ((balance1 == balance5) && (balance2 == balance4))
return true; // функция возвращает истинное значение
else
return false; // функция возвращает ложное значение
} // код Code::Blocks // код Dev-C++ // содержимое файла palendrom.cpp
#include "palendrom.h"
bool palindrom5(int number) // функция нахождения палиндрома пятизначных чисел
{
int balance1, balance2, balance4, balance5; // переменные хранящие промежуточные результаты
balance1 = number % 10; // переменной balance1 присвоили первый остаток
number = number / 10; // уменьшаем введённое число на один разряд
balance2 = number % 10; // переменной balance2 присвоили второй остаток
number = number / 100; // уменьшаем введённое число на два разряда
balance4 = number % 10; // переменной balance4 присвоили четвёртый остаток
number = number / 10; // уменьшаем введённое число на один разряд
balance5 = number % 10; // переменной balance5 присвоили пятый остаток
if ((balance1 == balance5) && (balance2 == balance4))
return true; // функция возвращает истинное значение
else
return false; // функция возвращает ложное значение
} В файле palendrom.cpp находится объявление функции palindrom5() . Так как файл palendrom.cpp является исполняемым файлом (*.cpp — исполняемые файлы), то в нём обязательно нужно подключить контейнер "stdafx.h" , как в строке 2
. Чтобы связать файл, где объявлена функция palindrom5() и файл с её прототипом, подключим заголовочный файл (файл с прототипом), это сделано в строке 3
. Обратите внимание на то, что при подключении созданного нами файла используются двойные кавычки, а не знаки больше, меньше. Осталось только запустить функцию palindrom5() в главном исполняемом файле func_palendrom.cpp . // func_palendrom.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
#include // код Code::Blocks // код Dev-C++ // func_palendrom.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include В строке 6
мы подключили файл с прототипом функции palindrom5() , после чего можно использовать эту функцию. Итак, мы разбили программу на три файла: Файл проекта связываем с заголовочным файлом, а заголовочный файл связываем с исполняемым файлом, в таком случае файл проекта увидит функцию palindrom5() и сможет её запустить. Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте. Итак, зачем нужны пользовательские функции?
Пользовательские функции нужны для того, чтобы программистам было проще писать программы. Помните, мы говорили о парадигмах программирования, а точнее о структурном программировании. Основной идеей там было то, что любую программу можно можно написать используя только три основных конструкции: следование, условие и цикл.
Теперь к этим конструкциям мы добавим ещё одну – «подпрограммы» – и получим новую парадигму процедурное программирование»
. Отличие лишь в том, что отдельные кусочки нашей основной программы (в частности, повторяющиеся) мы будем записывать в виде отдельных функций (подпрограмм, процедур) и по мере необходимости их вызывать. По сути, программа теперь будет описывать взаимодействие различных функций. Итак, в этом уроке мы подробно обсудим то, как функции устроены изнутри. А также научимся создавать свои собственные пользовательские функции. Вспомним информацию с первого урока. Все функции, в том числе и те, которые пишет пользователь, устроены сходным образом. У них имеется две основных составных части: заголовок функции и тело функции. Листинг 1. Int main(void){ // заголовок функции
// в фигурных скобках записано тело функции
} С телом функции всё ясно: там описывается алгоритм работы функции. Давайте разберёмся с заголовком. Он состоит из трёх обязательных частей: Сначала записывается тип возвращаемого значения, например, int
, как в функции main
. Если функция не должна возвращать никакое значение в программу, то на этом месте пишется ключевое слово void
. Казалось бы, что раз функция ничего не возвращает, то и не нужно ничего писать. Раньше, кстати, в языке Си так и было сделано, но потом для единообразия всё-таки добавили. Сейчас современные компиляторы будут выдавать предупреждения/ошибки, если вы не укажете тип возвращаемого значения. После типа возвращаемого значения записывается имя функции. Ну а уж после имени указываются типы и количество аргументов, которые передаются в функцию. Давайте посмотрим на заголовки уже знакомых нам функций. Листинг 2.
// функция с именем srand, принимающая целое число, ничего не возвращает
void srand(int)
//функция с именем sqrt, принимающая вещественное число типа float, возвращает вещественное число типа float
float sqrt(float)
//функция с именем rand, которая не принимает аргументов, возвращает целое число
int rand(void)
//функция с именем pow, принимающая два аргумента типа double, возвращает вещественное число типа double
double pow(double, double) Для того чтобы создать свою функцию, необходимо её полностью описать. Тут действует общее правило: прежде чем использовать – объяви и опиши, как должно работать. Для этого вернёмся к схеме структуры программы на языке Си, которая у нас была в самом первом уроке. Отметим на ней те места, где можно описывать функции. Рис.1 Уточнение структуры программы. Объявление функций. Как видите, имеется аж два места, где это можно сделать. Давайте посмотрим на пример, который иллюстрируют создание пользовательской функции вычисления максимального из двух чисел. Листинг 3.
#include Давайте я подробно опишу, как будет работать эта программа.
Выполняется тело функции main
. Создются целые переменные x
, y
и m
.
В переменные x
и y
считываются данные с клавиатуры. Допустим мы ввели 3 5
, тогда x = 3
, y = 5
. Это вам всё и так должно быть понятно. Теперь следующая строчка Листинг 4. M = max_num(x,y); Переменной m
надо присвоить то, что находится справа от знака =
. Там у нас указано имя функции, которую мы создали сами. Компьютер ищет объявление и описание этой функции. Оно находится выше. Согласно этому объявлению данная функция должна принять два целочисленных значения. В нашем случае это значения, записанные в переменных x
и y
. Т.е. числа 3
и 5
. Обратите внимание, что в функцию передаются не сами переменные x
и y
, а только значения (два числа), которые в них хранятся. То, что на самом деле передаётся в функцию при её вызове в программе, называется фактическими параметрами функции. Теперь начинает выполняться функция max_num
. Первым делом для каждого параметра, описанного в заголовке функции, создается отдельная временная переменная. В нашем случае создаются две целочисленных переменных с именами a
и b
. Этим переменным присваиваются значения фактических параметров. Сами же параметры, описанные в заголовке функции, называются формальными параметрами. Итак, формальным параметрам a
и b
присваиваются значения фактических параметров 3
и 5
соответственно. Теперь a = 3
, b = 5
. Дальше внутри функции мы можем работать с этими переменными так, как будто они обычные переменные. Создаётся целочисленная переменная с именем max
, ей присваивается значение b
. Дальше проверяется условие a > b
. Если оно истинно, то значение в переменной max
следует заменить на a
. Далее следует оператор return
, который возвращает в вызывающую программу (функцию main
) значение, записанное в переменной max
, т.е. 5
. После чего переменные a
, b
и max
удаляются из памяти. А мы возвращаемся к строке Листинг 5. M = max_num(x,y); Функция max_num
вернула значение 5
, значит теперь справа от знака =
записано 5
. Это значение записывается в переменную m.
Дальше на экран выводится строчка, и программа завершается. Внимательно прочитайте последние 4
абазаца ещё раз, чтобы до конца уяснить, как работает программа. А я пока расскажу, зачем нужен нижний блок описания функций. Представьте себе, что в вашей программе вы написали 20
небольших функций. И все они описаны перед функцией main
. Не очень-то удобно добираться до основной программы так долго. Чтобы решить эту проблему, функции можно описывать в нижнем блоке. Но просто так перенести туда полностью код функции не удастся, т.к. тогда нарушится правило: прежде чем что-то использовать, необходимо это объявить. Чтобы избежать подобной проблемы, необходимо использовать прототип функции. Прототип функции полностью повторяет заголовок функции, после которого стоит ;
. Указав прототип в верхнем блоке, в нижнем мы уже можем полностью описать функцию. Для примера выше это могло бы выглядеть так: Листинг 6.
#include Всё очень просто. Обратите внимание, что у прототипа функции можно не указывать имена формальных параметров, достаточно просто указать их типы. В примере выше я именно так и сделал.Как устроены функции
В некоторых языках программирования функции, которые не возвращают никакого значения, называют процедурами (например, pascal). Более того, для создания функций и процедур предусмотрен различный синтаксис. В языке Си такой дискриминации нет.Как создать свою функцию
