Лекция 7 "Программирование на Си"

Введение в программирование

Лекция 7.

ПОДПРОГРАММЫ

Подпрограммы

Подпрограмма - это программа, которая выполняется в составе одной или нескольких программ.

Для подпрограмм используются обозначения, аналогичные функциям в математике.

Перед использованием функции необходимо дать ее определение, например:

P(x) = x * (x + 1)

После этого ее можно использовать, например, для получения значения функции P(x) при x=10:

P(10) = 10 *( 10 + 1) = 110

Подпрограммы

Подпрограммы могут быть двух типов:

• функция – подпрограмма, обладающая значением;
• процедура – подпрограмма, не обладающая значением.

В языке С все подпрограммы называют функциями и различают:

• функции, обладающие значением;
• функции, не обладающие значением.

Алгоритм подпрограммы записывается в форме определения функции .

Программа на языке С состоит из определений функций, одна из которых main().

*/ [ ] ( [ [ , ]…] ) { /* Тело функции */ [ return []; ] } Отсутствие значения функции указывается как тип значения void. Разрешено не указывать тип значения, тогда по умолчанию подразумевается тип int. " width="640"

Подпрограммы

Определение функции имеет вид:

/* Заголовок функции */

[ ] ( [ [ , ]…] )

{ /* Тело функции */

[ return []; ] }

Отсутствие значения функции указывается как тип значения void.

Разрешено не указывать тип значения, тогда по умолчанию подразумевается тип int.

Подпрограммы

В заголовке заданы типы и имена формальных параметров.

При отсутствии параметров скобки могут быть пустые или в скобках указывается слово void.

Тело функции начинается с объявления локальных переменных, которые могут использоваться только в той функции, где объявлены.

Формальные параметры локальны для функции.

Далее следуют операторы, реализующие функцию.

Подпрограммы

Выполнение подпрограммы завершается оператором возврата, осуществляющим возврат в вызывающую программу в точку, следующую за вызовом.

Оператор возврата имеет вид:

return [];

В теле функции, обладающей значением, обязательно должен быть оператор возврата.

Тип вычисленного выражения должен совпадать с типом значения функции.

Если функция не возвращает значение, оператор возврата может отсутствовать.

Подпрограммы

Подпрограмма выполняется после вызова.

P2( ) – главная по отношению к P3( ) и подчиненная по отношению к P1( ).

Вызов подпрограммы имеет вид:

([ [, ] …]);

имена фактических параметров.

Вызов функции, обладающей значением :

=

([[, ] …]);

P2( )

P3()

P1( )

вызов

вызов

7

Подпрограммы

Примеры заголовков функций, не обладающих значением:

void p_f (float x, float *z) - вещественные входной параметр x и выходной параметр z ;

void p_fakt (int k, int *f) - целочисленные входной параметр k и выходной параметр f .

Примеры вызова функций p_f и p_fakt:

float a, b; int n, p; ….

a=15.2; p _ f (a, &b);

n=4; p_fakt (n, &p);

Вызов функции, не обладающей значением, может записываться только как самостоятельный оператор .

7

7

Подпрограммы

Примеры заголовков функций, обладающих значением:

float f (float x) - вещественная функция f от вещественного параметра x;

int fakt (int k) - целочисленная функция fakt с входным целочисленным параметром k.

Примеры вызова функций f и fakt:

float a, b, c; int n, p; ….

a=15.2; b=20.5; c = f (a) *f(b);

n=4; p = fakt (n) + fakt(5);

Вызов функции, обладающей значением, может являться операндом в выражении.

7

7

Подпрограммы

Параметры подпрограмм

Параметры предназначены для передачи входных и выходных данных подпрограммы.

При вызове подпрограммы происходит согласование параметров:

- порядок и типы формальных параметров в определении подпрограммы должны совпадать с порядком и типами фактических параметров при вызове подпрограммы.

После вызова подпрограммы выполняются ее операторы, где фактические параметры подставляются вместо формальных параметров.

7

7

Подпрограммы

Передача параметров и согласование формальных и фактических параметров может осуществляться:

• по значению;
• по ссылке (по адресу).

Передача параметров по значению: Фактический параметр может быть выражением.

Формальному параметру присваивается значение фактического параметра.

Изменения параметра в подпрограмме не влияют на его значение в вызывающей программе.

7

7

Подпрограммы

Передача параметров по ссылке : Фактический параметр может быть только переменной.

Передается не значение фактического параметра, а его адрес. Фактический параметр заменяет формальный параметр, действия выполняются над фактическим параметром.

Изменения параметра в подпрограмме меняют его значение в вызывающей программе.

Входные параметры передаются по значению, а выходные – по ссылке.

7

7

Подпрограммы

При передаче параметра по ссылке в вызове функции нужно получить его адрес с помощью операции &, а в заголовке функции тип параметра должен быть указатель.

Упрощенное правило передачи параметра по ссылке:

1. символ * - перед именем параметра в заголовке и теле подпрограммы;

2. символ & - перед именем параметра при вызове .

Например, параметр x передается по ссылке, заголовок функции - f (int n, int *x), вызов функции - f (n, &x).

7

7

Подпрограммы

Массивы всегда передаются по ссылке. Имя массива является адресом его первого элемента, поэтому на параметры – массивы правило не распространяется (т.е. не нужны символы * и &).

Пример заголовка функции с параметром массив:

float f (int n, float m[ ]) - вещественная функция f от целочисленного параметра n и вещественного массива m.

Пример вызова этой функции:

int k; float z[100], t; t = f (k, z);

7

7

Подпрограммы

Область действия переменных.

Каждая переменная до использования должна быть описана.

Локальные переменные. Областью действия локальной переменной является блок, в котором эта переменная объявлена.

Глобальные переменные. Областью действия глобальной переменной является вся программа. Глобальные переменные объявляются до всех функций или между определениями функций.

7

7

Подпрограммы

Если вызов функции выполняется в программе раньше определения функции, то в начале программы необходимо поместить объявление -прототип функции.

Прототип функции – это заголовок функции, завершающийся символом ‘;’ (без тела функции)

Например,

float f (int n, float m[ ]); - прототип вещественной функции f от целочисленного входного параметра n и вещественного массива m.

7

7

Подпрограммы

Задача 7.1. Составить программу вычисления c = n! / (m! * (m-n)!)

Вычисление факториала удобно оформить как подпрограмму.

Решение А. Использование подпрограммы, не возвращающей значение.

Пусть вызов подпрограммы p_fakt (k, f) обозначает действие - операцию присваивания f = k!.

k - исходные данные, f - результат.

Подпрограмма p_fakt() имеет входной параметр k и выходной параметр f.

7

7

Подпрограммы

/* Программа 7.1а. Вычисление c=n!/(m!*(m-n)!) */ /* с помощью подпрограммы, не обладающей значением */ #include

void p_fakt (int k, int *f); /* прототип функции */

void main (void)

{ int n, m, c; /* исходные данные и результат */ int f1, f2, f3; /* n!, m!, (n-m)! */

printf("\nВведите два исходных целых числа "); scanf("%d %d", &n, &m);

p_fakt (n, & f1); /* f1 = n! */

p_fakt (m, & f2); /* f2 = m! */

p_fakt (n-m, & f3); /* f3 = (n-m)! */

c = f1 / (f2 * f3); printf ("\n c = %d", c); }

7

7

Подпрограммы

/* Подпрограмма: f = k!; */

void p_fakt (int k, int *f) { int j; /* текущий множитель */

*f=1;

for (j=2; j

return; /* не обязателен */ }

7

7

Подпрограммы

Решение Б. Использование подпрограммы, возвращающей значение (функции). Пусть функция fakt(k) обозначает значение k!.

/* Программа 7.2б. Вычисление c=n!/(m!*(m-n)!) */ /*с помощью подпрограммы, обладающей значением */ #include

int fakt (int k); /* прототип функции */

void main(void) { int n, m, c; /* исходные данные и результат */

printf("\nВведите два исходных целых числа "); scanf("%d %d", &n, &m);

c = fakt(n) / (fakt (m) * fakt (n-m));

printf ("\n c = %d", c); }

7

7

Подпрограммы

/* Функция ! */ int fakt (int k)

{ int f; /* k! */

int j; /* текущий множитель */

f=1; for (j=2; j

return f; /* значение функции */ }

7

7

Подпрограммы

В программе 7.1б результат работы подпрограммы fakt передается как значение функции. Поэтому f является не параметром, а вспомогательной локальной переменной и записывается без звездочки.

В программе 7.1а вызов функции, не обладающей значением, может записываться только как самостоятельный оператор .

В программе 7.1б вызов функции, обладающей значением, может являться операндом в выражении.

7

7

Подпрограммы

В программе 7.1а при выводе результата можно заменить строки:

c = f1 / (f2 * f3); printf ("\n c = %d", c);

строкой: printf ("\n c = %d", f1/(f2*f3));

Тогда переменная c и ее определение становятся ненужными.

В программе 7.1б также можно обойтись без переменной с .

7

7