Функции. где имя – идентификатор (название) функции;

Тело

[return [РВ];]

}

где имя – идентификатор (название) функции;

тип – описатель типа функции (результата);

b_i – список (перечисление через запятую) формальных параметров, используемых в вычислениях (действиях) тела функции с указанием типа каждого;

описатели b_i – операторы описания типов формальных параметров, выполненные вне заголовка;

() – ограничители списка формальных параметров;

тело функции – основная часть (совокупность операторов), реализующая вынесенные в отдельный алгоритм вычисления (действия);

return РВ; – оператор возврата (return) результата вычислений;

РВ – результат вычислений (выражение);

[ ] – признак необязательности содержимого;

{ } – ограничители тела функции.

Первая строка структуры является заголовком функции.

Структура вызова функции:

имя ([a₁,..., a_i,..., a_n])

где имя – идентификатор функции;

a₁, a_i, a_n – список (перечисление через запятую) фактических параметров (аргументов), численные значения которых требуется передать в дополнительную функцию (подпрограмму);

() – ограничители аргументов;

[ ] – признак необязательности содержимого.

Правила записи и использования

1. Различия структур определения функций обусловлено возможностью использования различных средств машинной обработки создаваемых программ. Большинство средств поддерживают оба варианта.

2. Деление функций на главную и дополнительные осуществляется по имени. Главной является функция с именем main (головная). В этой функции в большинстве случаев описатель типа, список формальных параметров и оператор return не указываются.

3. Дополнительной считается функция с любым, кроме main, именем. Для пользовательских функций имена формируются самим пользователем аналогично идентификаторам переменных. Для стандартных – указываются в технической документации.

4. Функция предписывает выполнение указанных в теле вычислений (действий) с операндами – формальными параметрами, идентификаторы которых указаны в списке заголовка.

5. В качестве формальных параметров используются переменные и указатели.

6. Физически формальные параметры (переменные) – дополнительные ячейки памяти, предназначенные для временного хранения, передаваемых им значений фактических параметров.

7. Количество, типы и последовательность расположения формальных параметров в списке задается создателем функции.

8. В функции наряду с формальными параметрами могут использоваться вспомогательные (локальные) переменные.

9. Для возврата результата вычисления тела функции дополняются выражением оператора return. В качестве выражения могут использоваться константы, переменные и их совокупности. Результаты вычислений тела функции – константы.

10. В основную (вызывающую) функцию передается значение только одной константы – результата вычисления выражения return. Поэтому, если все планируемые в алгоритме вычисления могут быть сведены к одной формуле, их можно оформить в качестве выражения return.

11. Тип возвращаемого значения определяется типом функции. Если он не указан, подразумевается целочисленный результат (int). Результат возвращается в точку вызова.

12. В функции при необходимости могут быть несколько операторов возврата (return), располагаемых в теле функции в соответствии с требованиями алгоритма.

13. В головной функции оператор return можно не указывать (результат не требуется возвращать куда-либо). В этом случае на этапе компиляции может выдаваться соответствующее предупреждение.

14. Головная и дополнительные функции – есть отдельные программные модули. Поэтому в них могут использоваться одноимённые переменные, указатели и массивы.

15. Тексты (определения) дополнительных пользовательских функций могут располагаться в любом месте программы (вне тела любой из функций), стандартных – в соответствующих библиотеках языка Си в виде объектных модулей.

16. Независимо от взаиморасположения функций выполнение программного модуля начинается с головной функции.

17. Из тела каждой функции можно обращаться к любой другой, а также и к ней самой.

18. Фактические и формальные параметры в списках должны совпадать по количеству, месту расположения и типу.

19. В качестве фактических параметров используются константы, переменные, вызовы дополнительных функций, арифметические выражения, адреса переменных и массивов.

20. Вызов дополнительной функции требует ее предварительного определения (расположение над вызывающей). В противном случае её необходимо описать (задать прототипом). Описание размещается над вызывающей функцией. Описания стандартных функций (их прототипы) находятся в стандартных заголовочных файлах.

Прототип является конструкцией, аналогичной описателям переменных, что позволяет проверить указанные в вызове типы фактических параметров и возвращаемого результата на соответствие указанным в заголовке функции.

Прототип функции аналогичен ее заголовку и имеет структуру

[тип] имя([тип [b₁],...,тип [b_i],...,тип [b_n]]);

где имя – идентификатор (название) функции;

тип – описатель типа функции (результата);

b₁, b_i, b_n – список (перечисление через запятую) формальных параметров с указанием типа;

() – ограничители списка формальных параметров;

[ ] – признак необязательности содержимого;

; – признак оператора.

В списке допускается указывать только типы формальных параметров.

Рассмотрим конкретные примеры определения, вызова, и описания функций.

Пример взаимодействия головной функции с одной пользовательской и стандартными

Вариант 1.

#include<stdio.h> /* stdio.h - файл с прототипами функций ввода-вывода */

#include<math.h> /* math.h - файл с прототипами математических функций */

float sum(float a, float b); /* прототип пользовательской функции */

main() /* заголовок головной функции */

{

float a, b, c, d, d1; /* описатели локальных переменных */

...

c = pow(a, 2) + b; /* вычисление с вызовом

стандартной функции pow */

d = sum(a, b) - 0.5*c; /* вычисления с вызовами поль- */

d1 = d + sum(3.6, sqrt(d)); /* зовательской функции sum */

...

printf(“%f %f %f ”, c, d, d1); /* вызов стандартной функции printf */

}

/* определение пользовательской функции sum */

float sum(float s1, float s2) /* заголовок дополнительной функции */

{

float s; /* описание локальной переменной s */

s = s1 + s2; /* вычисление s по формальным параметрам s1 и s2 */

return s; /* возвращение значения s в вызывающую функцию */

}

В представленном фрагменте до определения главной функции, путем подключения заголовочных файлов, выполнены описания стандартных функций (математических и ввода-вывода) и пользовательской функции sum – указанием её прототипа. Главная функция расположена над дополнительной и не содержит в заголовке описатель типа и список формальных параметров. Дополнительная функция предназначена для вычисления суммы двух операндов (формальных параметров) и выполнена по первому варианту структуры. Заголовок определяет тип возвращаемого значения (float), название функции (sum) и список формальных параметров – вещественных переменных s1 и s2. Порядок их расположения в списке задан произвольно. Искомая переменная s (локальная) рассчитывается в теле функции и указана в операторе return как возвращаемое значение. Из тела главной функции выполняются обращения к стандартным функциям: sqrt – с одним фактическим параметром (d), pow – с двумя (a, 2) и printf – с четырьмя (“%f %f %f ”, c, d, d1). В арифметическом выражении вычисления переменной d в качестве первого операнда используется вызов пользовательской функции sum с указанием фактических параметров – a и b, описанных в головной функции как локальные переменные. Типы (вещественные) и последовательность расположения в списке определяются аналогичными формальным параметрам (s1 и s2) заголовка вызываемой функции sum.

В арифметическом выражении вычисления переменной d1 в качестве второго операнда используется вызов пользовательской функции sum с указанием фактических параметров – 3.6 и sqrt(d). Типы операндов (вещественные) и последовательность расположения в списке определяются аналогичными формальным параметрам (s1 и s2) заголовка вызываемой функции sum.

Выполнение программного модуля (аналогично работе со стандартными функциями) приведет к двукратной автоматической передаче численных значений фактических параметров (a, b), а затем (3.6, sqrt(d)) из головной функции в вызываемую пользовательскую (sum) формальным параметрам (s1, s2). После выполнения вычислений тела функции результат (s) автоматически возвратится в точки вызова как операнды вычисления переменных d и d1. Время существования переменных s1, s2 и s соответствует длительности работы функции sum.

Вариант 2.

#include<stdio.h> /* stdio.h - файл с прототипами функций ввода-вывода */

#include<math.h> /* math.h - файл с прототипами математических функций */

/* определение пользовательской функции sum */

float sum(s1, s2) /* заголовок дополнительной функции */

float s1, s2;

{return s2+s1; /*возвращение значения s в вызывающую функцию */

}

main() /* заголовок головной функции */

{ float a, b, c, d, d1; /* описатели локальных переменных */

...

c = pow(a, 2) + b; /* вычисление с вызовом

стандартной функции pow */

d = sum(a, b) - 0.5*c; /* вычисления с вызовами поль- */

d1 = d + sum(3.6, sqrt(d)); /* зовательской функции sum */

...

printf(“%f %f %f ”, c, d, d1); /* вызов стандартной функции printf */

}

Дополнительная функция составлена с использованием второго варианта структуры. Тело дополнительной функции составляет один оператор return.

Расположение дополнительной функции над основной с описанием типов формальных параметров вне заголовка подпрограммы при машинной обработке приводит к выдаче предупреждений о невозможности проконтролировать типы по заголовку функции, что может повлиять на результаты счета. Устранение возможных последствий выполняется стандартным способом – указанием прототипа дополнительной функции над главной. При составлении дополнительной функции по первому варианту структуры и размещении её над основной, прототип не требуется. В этом случае заголовок функции играет роль прототипа.

Рассмотренные структуры и правила их использования позволяют осуществить программирование задачи с факториалами, предварительно выполнив идентификацию переменных (табл. 6.1).

Таблица 6.1

Обозначение в алгоритме	a	z	n	m	k	f	fi	i
Обозначение в программе	a	z	n	m	k	f	fi	i

Программа решения примера 6.1

#include <stdio.h> /* stdio.h - файл с прототипами функций ввода-вывода */

#include <conio.h> /* conio.h - файл с прототипом функций getch(), clrscr()*/

#include <math.h> /* math.h - файл с прототипами математических функций*/

long fakt(int fi); /* прототип функции расчета факториала */

/* определение головной функции */

main()

{ float a, z1, z2, z;

int n, m, k;

clrscr();

printf("\n Введите значения a, n, m, k: ");

scanf("%f%d%d%d", &a, &n, &m, &k);

z1 = log(a) + fakt(n);

z2 = fakt(m) + fakt(k-m);

z = z1 + z2 - 0.2*a;

fprintf(stdprn, "\n a=%.2f n=%d m=%d k=%d"

"\n z1=%.2f z2=%.2f"

"\n z=%.2f\n", a, n, m, k, z1, z2, z);

getch();

}

/* определение функции расчета факториала */

long fakt(int f)

{int i;

long fi; /* описание переменной текущего значения факториала */

fprintf(stdprn, "\n\n f=%d", f);

for(fi=1, i=1; i<=f; i++) /* заголовок цикла расчета факториала */

{fi = fi * i; /* расчет текущего значения факториала */

fprintf(stdprn, "\n %d %ld",i, fi); /* вывод текущего значения */

}

return fi; /* возврат в головную функцию значения переменной fi */

}

16.9 5 4 10

В подпрограмме наряду с формальным параметром f использованы локальные переменные fi и i. Первая из них определяет значение вычисляемого факториала, изменяясь от единицы до конечного значения. Вторая используется как параметр цикла для организации последовательного умножения в заданном диапазоне. Функция fprintf позволяет проверить правильность работы подпрограммы.

Дата добавления: 2014-01-07