Функции

Функция (в программировании) — это фрагмент кода или алгоритм, реализованный на каком-либо языке программирования, с целью выполнения определённой последовательности операций.

Фун­кция является основной программной единицей в Си, минималь­ным исполняемым программным модулем. Всякая программа обязательно включает в себя основную функцию с именем main. Если в программе используются и другие функции, то они вы­полняют роль подпрограмм. Рассмотрим пример. Требуется составить программу нахожде­ния наибольшего значения из трех величин — max (a, Ь, с). Для ее решения можно использовать вспомогательный алгоритм нахож­дения максимального значения из двух, поскольку справедливо равенство: max (a, b, с) = max (max (a, b), с):

Формат определения функции

Формат определения функции следующий:

тип имя_функции *(спецификация_параметров) * {

тело_ функции

}

Тип функции — это тип возвращаемого функцией результата. Если функция не возвращает никакого результата, то для нее ука­зывается тип void.

Имя функции — идентификатор, задаваемый программистом или main для основной функции.

Спецификации параметров — это либо «пусто», либо список имен формальных параметров функции с указанием типа для каждого из них.

Тело функции — это либо составной оператор, либо блок. Признаком блока является наличие описаний программных объектов (пере­менных, массивов и т.д.), которые действуют в пределах этого блока. Блок, как и составной оператор, ограничивается фигурны­ми скобками.

Из всякой функции возможно обращение к другим функциям, однако они всегда яв­ляются внешними по отношению к вызывающей. Оператором возврата из функции в точку ее вызова является опе­ратор return. Он может использоваться в функциях в двух формах:

return; или return выражение;

В первом случае функция не возвращает никакого значения в ка­честве своего результата. Во втором случае результатом функции яв­ляется значение указанного выражения. Тип этого выражения дол­жен либо совпадать с типом функции, либо относиться к числу ти­пов, допускающих автоматическое преобразование к типу функции. Оператор return может в явном виде отсутствовать в теле фун­кции. В таком случае его присутствие подразумевается перед зак­рывающей тело функции фигурной скобкой. Такая подстановка производится компилятором.

Формат обращения к функции (вызова функции) традици­онный:

имя_функции(список_фактических_праметров)

Обращение к функции — это выражение. В этом выражении круг­лые скобки играют роль знака операции, для которой функция и фактические параметры (аргументы) являются операндами. Приори­тет операции «скобки» самый высокий, поэтому вычис­ление функции в выражениях производится раньше других операций.

Между формальными и фактическими параметрами при вызо­ве функции должны соблюдаться правила соответствия по после­довательности и по типам.

Фактический параметр — это выраже­ние того же типа, что и у соответствующего ему формального параметра. Необходимо строго следовать принципу соот­ветствия типов.

Внимание

Передача параметров при вызове функции происхо­дит только по значению. В Си допустимы только параметры-значения. Поэтому выполнение функции не может изменить значения переменных, указанных в качестве фактических параметров.

Прототип функции

Прототипом называется предварительное описание функции, в котором содержатся все необходимые сведения для правильного обращения к ней: имя и тип функции, типы формальных параметров. В прототипе имена формальных параметров указывать необязательно, хотя их указание не является ошибочным.

Полное определение функции МАХ () перед основной частью программы необязательно. Вот другой вариант программы, решающей ту же самую задачу.

Листинг maxproto.cpp:

Мож­но было написать и так, как в заголовке определения функции: int MAX(int x, int у);

Внимание

Точка с запятой в конце прототипа ставится обязательно!

Можно было бы записать прототип и в теле основной функции наряду с описаниями других программных объектов в ней. В

Пример Функции03:

Написать функцию, выводящую на экране строку, состоящую из 80 звездочек.

Листинг: line.cpp

В данной программе приводится пример использования функции, которая не имеет параметров и не возвращает никаких значений в точку вызова.

Использование библиотечных функций

Библиотечными назы­ ваются вспомогательные функции, хранящиеся в отдельных фай­лах. Стандартные библиотеки входят в стандартный комплект си­стемы программирования на Си/Си++. Кроме того, программист может создавать собственные библиотеки функций. Для использования стандартных функций не­ обходимо подключать к программе заголовочные файлы соответ­ ствующих библиотек. Делается это с помощью директивы препроцессора #include с указанием имени заголовочного файла. Например, #include<stdio.h>. Эти файлы содержат прототипы функций библиотеки. На стадии препроцессора происходит подстановка прототипов перед основной функцией, после чего компилятор в состоянии контро­лировать правильность обращения к функциям. Сами программы, реализующие функции, хранятся в форме объектного кода и под­ключаются к основной программе на стадии редактирования свя­ ей (при работе компоновщика).

Пример Функции04:

Составить программу для вычисления площади выпуклого четырехугольника по де­картовым координатам(рис. Функции01).

Математическая модель:

Обозначим координаты вершин четырехугольника так: (х1,у1), (х2,у2), (хЗ, у3), (х4, у4). Площадь четырехугольника можно вычислить как сумму площадей двух треугольников. В свою очередь, площадь каж­ дого треугольника вычисляется по формуле Герона.

Аналогично вычисляются дли­ны других отрезков. Таким образом, для решения основной задачи — вычисления площади четырехугольника — тре­буется вспомогательный алгоритм вычисления площади треугольни­ка для которого, в свою очередь, необходим вспомогательный алгоритм вычисления длины отрез­ка по координатам концов.

Листинг quadr.cpp

В этой программе используются функции из трех стандартных библиотек с заголовочными файлами iostream, math.h

Служебное слово typedef представляет собой спецификатор типа, позволяющий определять синонимы для обозначения ти­пов. В результате в рассматриваемой программе вместо длинного слова double для обозначения того же самого типа можно упот­реблять одну букву D. Данное описание действует глобально и рас­пространяется как на основную, так и навспомогательные функ­ции.

typedef double D;

В функции Geron имеются обращения к функции Line, а в основной функции — обращение только к функции Geron.

Поэтому если из данной програм­мы убрать прототип функции Line, то ошибки не будет. Но если одновременно с этим поменять местами определения функций Line и Geron, то компилятор выдаст сообщение об ошибке.

Пример Функции05 (самостоятельно):

Составить программу для вычисления площади выпуклого пятиугольника по де­картовым координатам(рис. Функции02).

Для реализации данной задачи достаточно в программе предыдущего примера добавить ввод координат пятой точки и вычисление площади третьего треугольника с помощью функций Line и Geron