Подпрограммы в языке Pascal
Подпрограммы нужны для того, чтобы упростить структуру программы и облегчить ее отладку. В виде подпрограмм оформляются логические законченные части программы.
Подпрограмма - это фрагмент кода, к которому можно обратиться по имени. Она описывается один раз, а вызываться может столько раз, сколько необходимо. Одна и та же подпрограмма может обрабатывать различные данные, переданные ей в качестве аргументов.
В Паскале два вида подпрограмм: процедуры и функции. Они имеют незначительные отличия в синтаксисе и правилах вызова. Процедуры и функции описываются в соответствующих разделах описания, до начала блока исполняемых операторов.
Само по себе описание не приводит к выполнению подпрограммы. Для того чтобы подпрограмма выполнилась, ее надо вызвать. Вызов записывается в том месте программы, где требуется получить результаты работы подпрограммы. Подпрограмма вызывается по имени, за которым следует список аргументов в круглых скобках. Если аргументов нет, скобки не нужны. Список аргументов при вызове как бы накладывается на список параметров, поэтому они должны попарно соответствовать друг другу.
Процедура вызывается с помощью отдельного оператора, а функция - в правой части оператора присваивания, например:
inc(i); writeln(a, b, c); { вызовы процедур }
y := sin(x) + 1; { вызов функции }
Внутри подпрограмм можно описывать другие подпрограммы. Они доступны только из той подпрограммы, в которой они описаны. Рассмотрим правила описания подпрограмм.
Параметры подпрограмм.
Список параметров, то есть величин, передаваемых в подпрограмму и обратно, содержится в ее заголовке. Для каждого параметра обычно задается его имя, тип и способ передачи. Либо тип, либо способ передачи могут не указываться.
Важно запомнить, что в заголовке подпрограммы нельзя вводить описание нового типа, там должны использоваться либо имена стандартных типов, либо имена типов, описанных программистом ранее в разделе type.
В Паскале четыре вида параметров:
Значения;
Параметр-значение описывается в заголовке подпрограммы следующим образом:
имя : тип;
Например, передача в процедуру Р величины целого типа записывается так:
procedure P(x : integer);
Имя параметра может быть произвольным. Параметр х можно представить себе как локальную переменную, которая получает свое значение из главной программы при вызове подпрограммы. В подпрограмму передается копия значения аргумента.
Механизм передачи следующий: из ячейки памяти, в которой хранится переменная, передаваемая в подпрограмму, берется ее значение и копируется в область сегмента стека, называемую областью параметров. Подпрограмма работает с этой копией, следовательно, доступа к ячейке, где хранится сама переменная, не имеет. По завершении работы подпрограммы стек освобождается. Такой способ называется передачей по значению.
При вызове подпрограммы на месте параметра, передаваемого по значению, может находиться выражение. Тип выражения должен быть совместим по присваиванию с типом параметра.
Например, если в вызывающей программе описаны переменные
var x : integer;
c : byte;
y : longint;
то следующие вызовы подпрограммы Р, заголовок которой описан выше, будут синтаксически правильными:
P(x); P(c); P(y); P(200); P(x div 4 + 1);
Недостатками передачи по значению являются затраты времени на копирование параметра, затраты памяти в стеке и опасность его переполнения, когда речь идет о параметрах, занимающих много места - например, массивах большого размера. Поэтому более правильно использовать для передачи в подпрограмму исходных данных параметры-константы, о которых речь пойдет чуть дальше.
Переменные;
Параметры-переменные
Признаком параметра-переменной является ключевое слово var перед описанием параметра:
var имя : тип;
Например, передача в процедуру Р параметра-переменной целого типа записывается так:
procedure P(var x : integer);
При вызове подпрограммы в область параметров копируется не значение переменной, а ее адрес, и подпрограмма через него имеет доступ к ячейке, в которой хранится переменная. Этот способ передачи параметров называется передачей по адресу. Подпрограмма работает непосредственно с переменной из вызывающей программы и, следовательно, может ее изменить.
ВНИМАНИЕ При вызове подпрограммы на месте параметра-переменной может находиться только ссылка на переменную точно того же типа.
Проиллюстрируем передачу параметров-значений и параметров-переменных на примере.
Пример №1.
var a, b, c, d, e : word;
procedure X(a, b, c : word; var d : word);
var e : word;
begin
c := a + b; d := c; e := c;
writeln ('Подпрограмма:');
writeln ('c = ', c, ' d = ', d, ' e = ', e);
end;
begin
a := 3; b := 5;
x(a, b, c, d);
writeln ('Главная программа:');
writeln ('c = ', c, ' d = ', d, ' e = ', e);
end.
Результаты работы этой программы приведены ниже:
Подпрограмма:
c = 8 d = 8 e = 8
Главная программа:
c = 0 d = 8 e = 0
Значение переменной с в главной программе не изменилось, поскольку переменная передавалась по значению, а значение переменной ес тем же именем. не изменилось потому, что в подпрограмме была описана локальная переменная
Константы;
Параметр-константу можно узнать по ключевому слову const перед описанием параметра:
const имя : тип;
Это ключевое слово говорит о том, что в пределах подпрограммы данный параметр изменить невозможно. При вызове подпрограммы на месте параметра может быть записано выражение, тип которого совместим по присваиванию с типом параметра. Фактически параметры-константы передаются по адресу, но доступ к ним обеспечивается только для чтения.
Например, передача в процедуру Р параметра-константы целого типа записывается так:
procedure P(const x : integer);
Подведем итоги. Если данные передаются в подпрограмму по значению, их можно изменять, но эти изменения затронут только копию в области параметров и не отразятся на значении переменной в вызывающей программе. Если данные передаются как параметры-константы, изменять их в подпрограмме нельзя. Следовательно, эти два способа передачи должны использоваться для передачи в подпрограмму исходных данных.
Параметры составных типов (массивы, записи, строки) предпочтительнее передавать как константы, потому что при этом не расходуется время на копирование и место в стеке.
Результаты работы процедуры следует передавать через параметры-переменные, результат функции - через ее имя.