По дисциплине Программирование и основы алгоритмизации

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Московский государственный открытый университет имени В.С. Черномырдина»

Чебоксарский политехнический институт (филиал)

Кафедра Информационных технологий и программирования

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине Программирование и основы алгоритмизации

на тему «Функции. Прототип функции, определение функции.

Оператор return. Активизация функции»

вариант 33

Выполнил:

студент 1 курса

специальности 220400

заочного отделения(сокр)

Коновалов Александр Валерьянович

учебный шифр 612233

Проверила:

преподаватель Исаева И.Н.

Чебоксары 2012

Содержание

Введение

Теоретическая часть.................................................................................................................. 6

1. Прототип функции................................................................................................................ 6

1.1 Тип возвращаемого функцией значения............................................................... 6

1.2 Список параметров функции................................................................................. 6

1.3 Проверка типов формальных параметров............................................................ 7

2. Описание функции............................................................................................................... 8

2.1 Определение функции............................................................................................ 8

2.2 Передача параметров.............................................................................................. 9

3. Возврат значения (оператор return)................................................................................... 11

4. Активизация функции........................................................................................................ 13

Практическая часть................................................................................................................. 16

Заключение ............................................................................................................................. 18

Список литературы................................................................................................................. 19
Введение

Функцию можно рассматривать как операцию, определенную пользователем. В общем случае она задается своим именем. Операнды функции, или формальные параметры, задаются в списке параметров, через запятую. Такой список заключается в круглые скобки. Результатом функции может быть значение, которое называют возвращаемым.

Об отсутствии возвращаемого значения сообщают ключевым словом void. Действия, которые производит функция, составляют ее тело; оно заключено в фигурные скобки.

Тип возвращаемого значения, ее имя, список параметров и тело составляют определение функции. Вот несколько примеров:

}

inline int abs( int obj )

{

// возвращает абсолютное значение iobj

return( iobj < 0 ? -iobj : iobj );

}

inline int min( int p1, int p2 )

{

// возвращает меньшую из двух величин

return( pi < p2 ? pi : p2 );

}

nt gcd( int vl, int v2 )

{

// возвращает наибольший общий делитель

while ( v2 )

{

int temp = v2;

v2 = vl % v2;

vl = temp;

}

return vl;

Выполнение функции происходит тогда, когда в тексте программы встречается оператор вызова. Если функция принимает параметры, при ее вызове должны быть указаны фактические параметры, аргументы. Их перечисляют внутри скобок, через запятую. Вследующем примере main() дважды вызывает abs() и по одному разу min() и gcd().

#include <iostream>

int main()

{

// прочитать значения из стандартного ввода

cout << "Введите первое значение: ";

int i;

cin >> i;

if ( !cin ) {

cerr << "!? Ошибка ввода - аварийный выход!\n";

return -1;

}

cout << "Введите второе значение: ";

int j;

cin >> j;

if ( !cin ) {

cerr << "!? Ошибка ввода - аварийный выход!\n";

return -2;

}

cout << "\nmin: " << min( i, j ) << endl;

i = abs( i );

j = abs( j );

cout << "НОД: " << gcd( i, j ) << endl;

return 0;

Функция main() определяется в файле main.C.

}

Вызов функции может обрабатываться двумя разными способами. Если она объявлена встроенной (inline), то компилятор подставляет в точку вызова ее тело. Во всех остальных случаях происходит нормальный вызов, который приводит к передаче управления ей, а активный в этот момент процесс на время приостанавливается. По завершении работы выполнение программы продолжается с точки, непосредственно следующей за точкой вызова. Работа функции завершается выполнением последней инструкции ее тела или специальной инструкции return.

Функция должна быть объявлена до момента ее вызова, попытка использовать необъявленное имя приводит к ошибке компиляции. Определение функции может служить ее объявлением, но ему разрешено появиться в программе только один раз.

Поэтому обычно его помещают в отдельный исходный файл. Иногда в одном файле находятся определения нескольких функций, логически связанных друг с другом. Чтобы использовать их в другом исходном файле, необходим механизм, позволяющий объявить ее, не определяя. Объявление функции состоит из типа возвращаемого значения, имени и списка параметров. Вместе эти три элемента составляют прототип. Объявление может появиться в файле несколько раз.

В нашем примере файл main.C не содержит определений abs(), min() и gcd(), поэтому вызов любой из них приводит к ошибке компиляции. Чтобы компиляция была успешной, их необязательно определять, достаточно только объявить: int gcd( int, int ); (В таком объявлении можно не указывать имя параметра, ограничиваясь названием типа.) Объявления (а равно определения встроенных функций17) лучше всего помещать в заголовочные файлы, которые могут включаться всюду, где необходимо вызвать функцию. Таким образом, все файлы используют одно общее объявление. Если его необходимо модифицировать, изменения будут локализованы. Вот так выглядит заголовочный файл для нашего примера. Назовем его localMath.h:

int gcd( int, int );

inline int abs(int i) {

return( i<0 ? -i : i );

}

inline int min(int vl.int v2) {

return( vl<v2 ? vl : v2 );

}

В объявлении функции описывается ее интерфейс. Он содержит все данные о том, какую информацию должна получать функция (список параметров) и какую информацию она возвращает. Для пользователей важны только эти данные, поскольку лишь они фигурируют в точке вызова. Интерфейс помещается в заголовочный файл, как мы поступили с функциями min(), abs() и gcd().

При выполнении наша программа main.C, получив от пользователя значения:

Введите первое значение: 15

Введите второе значение: 123

выдаст следующий результат:

mm: 15

НОД: 3

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Прототип функции

Прототип функции описывает ее интерфейс и состоит из типа возвращаемого функцией значения, имени и списка параметров. В данном разделе мы детально рассмотрим эти характеристики.

1.1 Тип возвращаемого функцией значения

Тип возвращаемого функцией значения бывает встроенным, как int или double, составным, как int& или double*, или определенным пользователем – перечислением или классом. Можно также использовать специальное ключевое слово void, которое говорит о том, что функция не возвращает никакого значения:

void sum( vector<int>&, int );

Однако функция или встроенный массив не могут быть типом возвращаемого значения. Следующий пример ошибочен:

int[10] foo_bar();

Но можно вернуть указатель на первый элемент массива:

int *foo_bar();

(Размер массива должен быть известен вызывающей программе.)

Функция может возвращать типы классов, в частности контейнеры. Например:

list<char> foo_bar();

Тип возвращаемого функцией значения должен быть явно указан. Приведенный ниже код вызывает ошибку компиляции:

const is_equa1( vector<int> vl, vector<int> v2 );

В предыдущих версиях С++ в подобных случаях считалось, что функция возвращает значение типа int. Стандарт С++ отменил это соглашение. Правильное объявление is_equal() выглядит так:

const bool is_equa1( vector<int> vl, vector<int> v2 );

1.2 Список параметров функции

Список параметров не может быть опущен. Функция, которая не требует параметров, должна иметь пустой список либо список, состоящий из одного ключевого слова void.

Например, следующие объявления эквивалентны:

int forf();

int fork( void );

Такой список состоит из названий типов, разделенных запятыми. После имени типа может находиться имя параметра, хотя это и необязательно. В списке параметров не разрешается использовать сокращенную запись, соотнося одно имя типа с несколькими параметрами:

int manip( int vl, v2 ); // ошибка

int manip( int vl, int v2 ); // правильно

Имена параметров не могут повторяться. Имена, фигурирующие в определении функции, можно и даже нужно использовать в ее теле. В объявлении же функции они не обязательны и служат средством документирования ее интерфейса. Например:

void print( int *array, int size );

Имена параметров в объявлении и в определении одной и той же функции не обязаны совпадать. Однако употребление разных имен может запутать пользователя. С++ допускает сосуществование двух или более функций, имеющих одно и то же имя, но разные списки параметров. Такие функции называются перегруженными. О списке параметров в этом случае говорят как о сигнатуре функции, поскольку именно он используется различения разных версий одноименных функций. Имя и сигнатура однозначно идентифицируют версию.

1.3 Проверка типов формальных параметров

Функция gcd() объявлена следующим образом:

int gcd( int, int );

Объявление говорит о том, что имеется два параметра типа int. Список формальных параметров предоставляет компилятору информацию, с помощью которой тот может проверить типы передаваемых функции фактических аргументов.

Что будет, если попытаться вызвать функцию gcd() с аргументами типа char*?

gcd( "hello", "world" );

А если передать этой функции не два аргумента, а только один? Или больше двух? Что случится, если потеряется запятая между числами 24 и 312?

gcd( 24312 );

Единственное разумное поведение компилятора – сообщение об ошибке, поскольку попытка выполнить такую программу чревата весьма серьезными последствиями. С++ действительно не пропустит подобные вызовы. Текст сообщения будет выглядеть примерно так:

// gcd( "hello", "world" )

error: invalid argument types ( const char *, const char * ) --

expecting ( int, int )

ошибка: неверные типы аргументов ( const char *, const char * ) --

ожидается ( int, int )

// gcd( 24312 )

error: missing value for second argument

ошибка: пропущено значение второго аргумента

А если вызвать эту функцию с аргументами типа double? Должен ли этот вызов расцениваться как ошибочный?

gcd( 3.14, 6.29 );

Как мы знаем, значение типа double может быть преобразовано в int. Следовательно, считать такой вызов ошибочным было бы слишком сурово. Вместо этого аргументы неявно преобразуются в int (отбрасыванием дробной части) и таким образом требования, налагаемые на типы параметров, выполняются. Поскольку при подобном преобразовании возможна потеря точности, хороший компилятор выдаст предупреждение. Вызов превращается в

gcd( 3, 6 );

что дает в результате 3.

С++ является строго типизированным языком. Компилятор проверяет аргументы на соответствие типов в каждом вызове функции. Если тип фактического аргумента не соответствует типу формального параметра, то производится попытка неявного преобразования. Если же это оказывается невозможным или число аргументов неверно, компилятор выдает сообщение об ошибке. Именно поэтому функция должна быть объявлена до того, как программа впервые обратится к ней: без объявления компилятор не обладает информацией для проверки типов. Пропуск аргумента при вызове или передача аргумента неуказанного типа часто служили источником ошибок в языке С. Теперь такие погрешности обнаруживаются на этапе компиляции.

Описание функции

Описание функции задает имя функции, тип возвращаемого функцией значения (если таковое есть) и число и типы параметров, которые должны быть в вызове функции.

Например:

extern double sqrt(double);

extern elem* next_elem();

extern char* strcpy(char* to, const char* from);

extern void exit(int);

Семантика передачи параметров идентична семантике инициализации. Проверяются типы параметров, и когда нужно производится неявное преобразование типа. Например, если были заданы предыдущие определения, то

double sr2 = sqrt(2);

будет правильно обращаться к функции sqrt() со значением с плавающей точкой 2.0. Значение такой проверки типа и преобразования типа огромно.

Описание функции может содержать имена параметров. Это может помочь читателю, но компилятор эти имена просто игнорирует.

2.1 Определение функции

Каждая функция, вызываемая в программе, должна быть где-то определена (только один раз). Определение функции - это описание функции, в котором приводится тело функции.

Например:

extern void swap(int*, int*); // описание

void swap(int*, int*) // определение

{

int t = *p;

*p =*q;

*q = t;

}

Чтобы избежать расходов на вызов функции, функцию можно описать как inline , а чтобы обеспечить более быстрый доступ к параметрам, их можно описать как register . Оба средства могут использоваться неправильно, и их следует избегать везде где есть какие-либо сомнения в их полезности.

2.2 Передача Параметров

Когда вызывается функция, дополнительно выделяется память под ее формальные параметры, и каждый формальный параметр инициализируется соответствующим ему фактическим параметром. Семантика передачи параметров идентична семантике инициализации. В частности, тип фактического параметра сопоставляется с типом формального параметра, и выполняются все стандартные и определенные пользователем преобразования типов. Есть особые правила для передачи векторов , средство передавать параметр без проверки и средство для задания параметров по умолчанию .

Рассмотрим

void f(int val, int& ref)

{

val++;

ref++;

}

Когда вызывается f(), val++ увеличивает локальную копию первого фактического параметра, тогда как ref++ увеличивает второй фактический параметр.

Например:

int i = 1;

int j = 1;

f(i,j);

увеличивает j, но не i. Первый параметр, i, передается по значению, второй параметр, j, передается по ссылке. Как уже отмечалось в этом разделе, использование функций, которые изменяют переданные по ссылке параметры, могут сделать программу трудно читаемой, и их следует избегать . Однако передача большого объекта по ссылке может быть гораздо эффективнее, чем передача его по значению. В этом случае параметр можно описать как const, чтобы указать, что ссылка применяется по соображениям эффективности, а также чтобы не позволить вызываемой функции изменять значение объекта:

void f(const large& arg)

{

// значение "arg" не может быть изменено

}

Аналогично, описание параметра указателя как const сообщает читателю, что значение объекта, указываемого указателем, функцией не изменяется.

Например:

extern int strlen(const char*); // из

extern char* strcpy(char* to, const char* from);

extern int strcmp(const char*, const char*);

Важность такой практики растет с размером программы.

Заметьте, что семантика передачи параметров отлична от семантики присваивания. Это важно для const параметров, ссылочных параметров и параметров некоторых типов, определяемых пользователем.