Вопрос 13. Функции как аппарат технологичного программирования. Технологии нисходящего и восходящего проектирования программ.

Функции представляют собой важный инструмент, который позволяет писать хо­рошо структурированные программы. При этом в программах, написанных с ис­пользованием функций

• легче прослеживается основной алгоритм;

• программа проще в отладке;

• менее чувствительна к ошибкам программиста;

• программный код занимает меньше места, так как функция присутствует в программе в единственном экземпляре, а обращаться к ней можно многократ­но из разных точек программы.

При написании программы с использованием функций программа разбивает­ся на отдельные подзадачи, каждая из которых решается по отдельности. В про­граммах, написанных с использованием функций, реализуется идея нисходящего программирования.

Определение 1.14 Функция - самостоятельный фрагмент программы, имею­щий собственное имя и состоящий из группы операторов, решающих некоторую специфическую задачу. Функция связана с программой через параметры и выдает, числовой результат, являющийся значением функции для данных входных пара­метров.

Собственно, любая программа на языке C++— это последовательность функций, одна из которых имеет предопределенное имя main, с нее начинается выполнение программы. Все остальные функции получают управление, если производится их вызов. Исключение составляет функция main. Ее из программы на языке C++ вызвать нельзя. Вложенности функций в языке C++ нет.

Описание функции

Синтаксис описания функции:

type name (список_формальных_параметров) ^{

тело_функции ;

^}

где

• type - тип результата функции. Результат функции должен быть числовой. Если функция не возвращает никакого значения, то тип результата функции void;

• name - имя функции (произвольный идентификатор);

• список_формальных_параметров - список описаний формальных парамет­ров, при помощи которых функция связывается с программой. Список фор­мальных параметров имеет вид type_1 param_1, ..., type_k param_k, где type_i и param_i (i = 1,... ,k) соответственно тип и имя k-го формального параметра;

• тело_функции - составной оператор (или блок), реализующий свойственные функции действия. В теле функции должен присутствовать оператор

return (выражение);

где тип выражения должен совпадать с типом результата функции. Если тип результата функции void то оператор return может отсутствовать.

Описание функции без тела функции называется заголовком функции. Заголо­вок функции несет следующую нагрузку:

• указывает имя функции;

• список формальных параметров служит для связи функции с внешней средой (с функцией более высокого уровня). Через него мы указываем, что мы подаем на вход функции, и где и в каком виде будем получать результат.

Заголовок функции с последующей точкой с запятой называется прототипом функции. Прототип функции может присутствовать в программе несколько раз. Описание функции присутствует в программе только один раз.

Вызов функции

Вызов функции осуществляется при помощи оператора: name (список_фактических_параметров)

Вызов функции может присутствовать в любом месте программы, где по синтак­сису допустимо выражение того типа, какой формирует функция. Если тип функ­ции не void, то вызов функции может входить в состав выражений.

При вызове функции фактические параметры подставляются на место соответ­ствующих формальных параметров, и управление передается в начало функции. При этом должно выполняться соответствие фактических параметров формаль­ным по

• типу,

• количеству,

• порядку.

Формальные и фактические параметры

• Формальные параметры - параметры, которые записываются в заголовке по­сле имени функции при ее описании;

• Фактические параметры - параметры, которые подставляются вместо фор­мальных параметров при вызове функции.

Параметры, используемые при описании функции, называются формальными, потому, что они не являются переменными в программистском смысле. Они не слу­жат именами ячеек памяти и не содержат никаких конкретных значений. Блок опе­раторов, составляющий тело функции, не производит никаких действий над этими параметрами, а лишь задает характер, шаблон действий, которые будут произво­диться на самом деле при вызове функции.