Создание функции в си. Функции в языке программирования C

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 // подключение заголовка с функцией rand rand() int randomNumber = rand(); // стандартная функция генерации случайных чисел

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 int multiplication(int num1, int num2); //прототип функции int main() { int num1; int num2; printf("Введите два числа для умножения: "); scanf("%d", &num1); scanf("%d", &num2); printf("Результат умножения %d\n", multiplication(num1, num2)); // вызов функции getchar(); return 0; } int multiplication(int num1, int num2) // определение функции { return num1 * num2; }

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.

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 ив запустить функцию pow() в теле программы. Разработаем программу, в которой запустим функцию pow() .

// 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 который содержит прототипы основных математических функций #include int main(int argc, char* argv) { float power = pow(3.14,2); //действие 2 - запуск функции возведения числа в степень return 0; }

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:

1. Подключить необходимый заголовочный файл;
2. 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:

1. Функции, которые не возвращают значений
2. 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.

<= numb; i++) // цикл вычисления значения n! rezult *= i; // накапливаем произведение в переменной rezult cout << numb << "! = " << rezult << endl; // печать значения n! } int main(int argc, char* argv) { int digit; // переменная для хранения значения n! cout << "Enter number: "; cin >> digit; faktorial(digit);// запуск функции нахождения факториала system("pause"); return 0; }

// код Code::Blocks

// код Dev-C++

using namespace std; // объявление функции нахождения n! void faktorial(int numb)// заголовок функции { int rezult = 1; // инициализируем переменную rezult значением 1 for (int i = 1; i <= numb; i++) // цикл вычисления значения n! rezult *= i; // накапливаем произведение в переменной rezult cout << numb << "! = " << rezult << endl; // печать значения n! } int main(int argc, char* argv) { int digit; // переменная для хранения значения n! cout << "Enter number: "; cin >> digit; faktorial(digit);// запуск функции нахождения факториала return 0; }

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 <= numb; i++) // цикл вычисления значения n! rezult *= i; // накапливаем произведение в переменной rezult return rezult; // передаём значение факториала в главную функцию } int main(int argc, char* argv) { int digit; // переменная для хранения значения n! cout << "Enter number: "; cin >> digit; cout << digit << "! = " << faktorial(digit) << endl;// запуск функции нахождения факториала system("pause"); return 0; }

// код Code::Blocks

// код Dev-C++

// struct_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include using namespace std; // объявление функции нахождения n! int faktorial(int numb)// заголовок функции { int rezult = 1; // инициализируем переменную rezult значением 1 for (int i = 1; i <= numb; i++) // цикл вычисления значения n! rezult *= i; // накапливаем произведение в переменной rezult return rezult; // передаём значение факториала в главную функцию } int main(int argc, char* argv) { int digit; // переменная для хранения значения n! cout << "Enter number: "; cin >> digit; cout << digit << "! = " << faktorial(digit) << endl;// запуск функции нахождения факториала return 0; }

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 << "Enter 5zn-e chislo: "; // введите пятизначное число int in_number, out_number; // переменные для хранения введённого пятизначного числа cin >> << "Number " << out_number << " - palendrom" << endl; else cout<<"This is not palendrom"<

// код Code::Blocks

// код Dev-C++

// palindrom_func.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include using namespace std; bool palindrom5(int); // прототип функции нахождения палиндрома пятизначных чисел int main(int argc, char* argv) { cout << "Enter 5zn-e chislo: "; // введите пятизначное число int in_number, out_number; // переменные для хранения введённого пятизначного числа cin >> in_number; out_number = in_number; // в переменную out_number сохраняем введённое число if (palindrom5(in_number)) // если функция вернёт true, то условие истинно, иначе функция вернёт false - ложно cout << "Number " << out_number << " - palendrom" << endl; else cout<<"This is not palendrom"<

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:

1. создание файла типа *.cpp, в котором объявляются функции;
2. создание файлов типа *.cpp и *.h.

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 << "Enter 5zn-e chislo: "; // введите пятизначное число int in_number, out_number; // переменные для хранения введённого пятизначного числа cin >> in_number; out_number = in_number; // в переменную out_number сохраняем введённое число if (palindrom5(in_number)) // если функция вернёт true, то условие истинно, иначе функция вернёт false - ложно cout << "Number " << out_number << " - palendrom" << endl; else cout<<"This is not palendrom"<

// код Code::Blocks

// код Dev-C++

// func_palendrom.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include // подключение заголовочного файла, с прототипом функции palindrom5() #include "palendrom.h" using namespace std; int main(int argc, char* argv) { cout << "Enter 5zn-e chislo: "; // введите пятизначное число int in_number, out_number; // переменные для хранения введённого пятизначного числа cin >> in_number; out_number = in_number; // в переменную out_number сохраняем введённое число if (palindrom5(in_number)) // если функция вернёт true, то условие истинно, иначе функция вернёт false - ложно cout << "Number " << out_number << " - palendrom" << endl; else cout<<"This is not palendrom"<

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: func_palendrom.cpp
• заголовочный файл palendrom.h
• исполняемый файл palendrom.cpp

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.

Функция - это группа операторов у которой есть имя. Во всех предыдущих уроках, код наших программ располагался в одной функции - main. Функции позволяют разбить программу на небольшие части, каждая из которых выполняет какую-то небольшую задачу. Посмотрите на полный код морского боя (раздел - Листинги). В нём больше 500 строк кода. Без функций было бы довольно проблематично написать эту программу. В ней используется 11 функций, самая длинная из которых состоит из 50 строк кода.

Обязательными для функции являются два компонента: определение и вызовы.

Определение функции

Определение функции должно располагаться в глобальной области видимости, до начала функции main. Рассмотрим пример, простого определения:

код на языке c++

Определение функции состоит из заголовка и тела. Заголовок фукнции включает в себя:
Тип возвращаемого значения

Почти все функции должны возвращать значения. Тип этого значения указывается в заголовке перед именем функции. Вот несколько примеров заголовков функций:

int simple_function()
float simple_function()
char simple_function()

В первом случае функция должна вернуть целое число (int), во втором - вещественное число (float), а в третьем случае - символ (char).

Возвращаемые значения используются для передачи данных из функции в вызывающее окружение. Вызывающее окружение - это то место, откуда вызывается данная функция, подробнее ниже.
Идентификатор или имя функции

Идентификатор (имя) функции задаётся точно также, как и любой другой идентификатор. В данном примере мы создали функцию с идентификатором simple_function (simple - простой).
Список аргументов или параметров

Список аргументов функции записывается в круглых скобках после имени функции. В данном примере список аргументов пуст.

Список аргументов записывается через запятую. Каждый элемент списка состоит из типа и идентификатора. Рассмотрим пример заголовка функции со списком из двух аргументов:

int simple (int a, float b)

В скобках мы записали два аргумента: a и b. У аргумента a тип int, а у аргумента b тип float.

Аргументы используются, когда в функцию нужно передать какие-либо данные из вызывающего окружения.
Тело функции

Тело функции располагается сразу под заголовком и заключено в фигурные скобки. В теле функции может содержаться сколько угодно операторов. Но обязательно должен присутствовать оператор return. Оператор return возвращает значение:

код на языке c++ int simple_function () { return 0; }

Здесь, simple_function всегда будет возвращать 0. Надо признать, что данная функция бесполезна. Напишем функцию, которая принимает из вызывающего окружения два значения, складывает их и возвращает результат в вызывающее окружение. Назовём эту функцию sum (сумма):

код на языке c++ int sum (int a, int b) { int c; c = a + b; return c; }

В функцию передаётся два аргумента: a и b типа int. В теле функции они используются как обычные переменные (они и являются обычными переменными). Давайте договоримся: снаружи функции, переменные, которые передаются в неё, мы будем называть аргументами, а эти же переменные в теле функции - параметрами.

В теле функции определяется переменная c. А затем, в эту переменную мы помещаем значение суммы двух параметров.

Последняя строчка возвращает значение переменной c во внешнее окружение.

После ключевого слова return нужно указать значение которое будет возвращено. Можно возвращать как простые значения, так и переменные и даже выражения. Например:

return 32;
return a;
return b;
return a+b;

В последнем случае в вызывающее окружение будет возвращён результат суммы переменных a и b.

Обратите внимание, что оператор return не только возвращает значение, но и служит как бы выходом из функции, после него не будет выполнен ни один оператор:

return a;
c = a+b; // этот оператор не будет выполнен

Благодаря этому, с помощью return удобно создавать условия выхода из функций:

код на языке c++ if (a > 0) { return 0; } else if (a < 0) { return 1 }

Здесь, из функции будет возвращено число в зависимости от значения переменной a: если a больше нуля, то будет возвращён 0, в противном случае - 1.
Вызов функции

После того как создано определение функции, её можно вызвать.

код на языке c++ int sum (int a, int b) { int c; c = a + b; return c; } int main() { int s; s = sum(2,2); // вызов функции cout << s; return 0; }

В результате выполнения программы, на экран будет выведено: 4.

Вызов функции состоит из идентификатора функции и списка аргументов в круглых скобках. Вот несколько вызовов функции sum:

int x = 5;
int y = 4;
int z;

sum(0,1); // 1
sum(x,2); // 7
sum(x,y); // 9
z = sum(x,y); // z = 9

Вызывающее окружение

То место, откуда вызывается функция, называется вызывающим окружением. Вызывающим окружением функции sum является функция main, а вызывающим окружением функции main является отладчик или операционная система.

Функция может обмениваться данными с вызывающим окружением благодаря списку аргументов и возвращаемому значению: вызывающее окружение передаёт данные в функцию с помощью аргументов, а функция передаёт данные в вызывающее окружение с помощью возвращаемого значения.

Тип передаваемого в функцию значения должен совпадать с типом указанным в списке аргументов. Нельзя, например, написать вот так:

код на языке c++ int simple (int a) { return 1; } int main () { int b; b = simple(0.5); return 0; }

В списке аргументов мы указали тип int, а в функцию передаётся вещественное значение 0.5. Так делать нельзя.

Рассмотрим более полезный пример: напишем функцию для передвижения персонажа:

код на языке c++ int x; // глобальная переменная int move_x (int dx) { x = x + dx; return x; } int main () { int ch; char act; while (1) { act = _getch(); ch = static_cast(act); if (ch == 75) // была нажата стрелочка влево move_x(-1); else if (ch == 77) // была нажата стрелочка вправо move_x(1); } // конец while return 0; } // конец main

Обратите внимание, что для тела if и else if не стоит скобочек. Скобочки ветвлений можно опускать, если в теле ветвления всего один оператор.

Функция move_x двигает персонажа на одну единицу влево или вправо в зависимости от клавиши, которую нажал пользователь.

Создадим ещё одну функцию, а заодно уберём из main часть кода:

код на языке c++ int x; // глобальная переменная int move_x (int dx) { x = x + dx; return x; } void move (int ch) { if (ch == 75) // была нажата стрелочка влево move_x(-1); else if (ch == 77) // была нажата стрелочка вправо move_x(1); } int main () { int ch; char act; while (1) { act = _getch(); ch = static_cast(act); move(ch); // вызов функции move } // конец while return 0; } // конец main

Обратите внимание, что в функции move на месте типа возвращаемого значения стоит void, кроме того, в теле move нет оператора return.

Объявления функций (прототипы)

В последнем примере, определение функции move_x должно располагаться выше определения move (а определения move_x и move должны располагаться до main), так как в функции move происходит вызов move_x.

Обычно определения всех пользовательских функций располагаются после определения main. При этом используются объявления функций (прототипы). Внесём изменения в предыдущую программу:

код на языке c++ int x; // глобальная переменная void move(int); // прототип (объявление) функции move int move_x(int); // прототип функции move_x int main () { int ch; char act; while (1) { act = _getch(); ch = static_cast(act); move(ch); // вызов move } return 0; } void move (int ch) { if (ch == 75) // была нажата стрелочка влево move_x(-1); else if (ch == 77) // была нажата стрелочка вправо move_x(1); } int move_x (int dx) { x = x + dx; return x; }

Прототип функций совпадает с заголовком определения, но в прототипе можно опустить имена переменных в списке аргументов. Следующие объявления равносильны:

int move_x(int dx);
int move_x(int);

Объявления функций расположены в начале файла. Прототип функции говорит компилятору, что данную функцию можно вызывать, а её определение будет позже (или находится в другом файле).

Объявление функции может находиться в любом месте программы (за пределами определений функций программы или в любом определении), главное, чтобы оно появилось до первого вызова функции. Если вы не используете объявления, то до первого вызова функции должно стоять определение, которое также может располагаться в любом месте программы.
Возврат void
На месте возвращаемого типа, в определении (и в объявлении) функции move стоит ключевое слово void (void - пусто, пустой). Это значит, что функция не возвращает никакого значения. Следовательно не требуется и оператор return, так как функции нечего вернуть в вызывающее окружение.

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?