119. Программы – функции. Вызов функции. Примеры.

По мере увеличения размера и сложности ваших программ вам следует разделить их на небольшие легко управляемые части, называемые функциями. Каждая функция в вашей программе должна выполнять определенную задачу. Например, если вы пишете программу платежей, можете создать одну функцию, определяющую количество часов, отработанных служащим, вторую функцию, определяющую сверхурочную оплату, третью функцию, выводящую на печать и т. д. Если программе необходимо выполнить определенную задачу, то она вызывает соответствующую функцию, обеспечивая эту функцию информацией, которая ей понадобится в процессе обработки. Из этого урока вы узнаете, как создавать и использовать функции в ваших программах на C++. К концу данного урока вы освоите следующие основные концепции:

• Функции группируют связанные операторы для выполнения определенной задачи.

• Ваша программа вызывает функцию, обращаясь к ее имени, за которым следуют круглые скобки, например bеер ().

• После завершения обработки большинство функций возвращают значение определенного типа, например int или float, которое программа может проверить или присвоить переменной.

• Ваши программы передают параметры (информацию) функциям, например имя, возраст или оклад служащего, заключая параметры в круглые скобки, которые следуют за именем функции.

• C++ использует прототипы функций для определения типа возвращаемого функцией значения, а также количества и типов параметров, передаваемых функции.

По мере увеличения ваших программ использование функций становится их неотъемлемой необходимостью.

Вызов функции

Функция Представляет собой набор связанных операторов, которые Выполняют определенную задачу. Создавая функции внутри программы, вы можете делить большие задачи на небольшие легко управляемые части.

Ваши программы выполняют операторы функций посредством вызова функции. Для вызова функции программы просто обращаются к имени функции, за которым следуют круглые скобки, как показано ниже:

function_name();

Если программа передает информацию (параметры) в функцию, она размещает эту информацию внутри круглых скобок, разделяя ее запятыми:

payroll(employee_name, employee_id, salary);

После того как последний оператор функции завершен, выполнение программы продолжается с первого оператора следующего за вызовом функции.

120. Проектирование рекурсивных алгоритмов в языке Турбо – Паскаль. Пример.

В математике рекурсией называется способ описания функций или процессов через самих себя.

Широкое проникновение рекурсивных методов в практику программиро­вания началось с распространения универсального языка программирования АЛГОЛ-60, допускающего рекурсивное обращение к процедурам. Рекурсия отражает существенную характерную черту абстрактного мышления, проявляющуюся при анализе сложных алгоритмических и структурных конструкций в самых различных приложениях. Пользуясь рекурсией, мы избавляемся от необходимости утомительного последовательного описания конструкции и ограничиваемся выявлением взаимосвязей между различными уровнями этой конструкции.

В последнее время в связи с широким распространением прикладных программ, не связанных с проведением расчетов, бытует взгляд на рекурсию как на интересное, но необязательное украшение системы программирования. Даже в некоторых последних книгах по Турбо Паскалю не находится места для описания рекурсии.

Если процедура или функция в ходе выполнения вызывает саму себя, то мы имеем дело с рекурсией. Такой вызов процедур или функций может возникнуть либо вследствие рекурсивного описания, либо вследствие рекурсивного обращения. Рекурсивное описание предполагает, что в исполняемой части блока процедуры или функции присутствует обращение к ней самой. Примером рекурсивного описания может служить функция вычисления факториала:

Function Factorial (N: Integer): Integer;

Begin

if N = 1 Then Factorial := 1

Else Factorial := N*Factorial(N -1)

End;

Здесь Factorial(N) определяется через значение Factorial(N-1), которое определяется через Factorial(N-2), и т.д. до сведения к значению Factorial(0), которое определено явно и равно 1. Любое рекурсивное описание должно содержать явное определение для некоторых значений аргумента (или аргументов), так как иначе процесс сведения оказался бы бесконечным. Таким образом при рекурсивном описании необходимо наличие базовой части описания, которая обеспечивала бы завершение рекурсивных вызовов функции (процедуры).

Рекурсивное обращение можно рассмотреть на примере вычисления определенного двойного интеграла по формуле трапеций. Точность этого приближения тем выше, чем больше число участков разбиения n. Увеличивая число n, можно достигнуть заданной точности. Если, допустим, функция TRAP вычисляет интеграл по методу трапеций при заданном числе интервалов N и А, В - пределы интегрирования, а FN - функция вычисления подынтегрального выражения, вычисление двойного интеграла можно осуществить с помощью следующего рекурсивного обращения к функции TRAP:

J := TRAP (N1, A1, B1, TRAP (N2, A2, B2, FN));

Ниже приведена рекурсивная функция, предназначенная для вычисления наибольшего общего делителя двух целых чисел N1 и N2.

Пример.

Function HighFactor(N1 ,N2:lnteger):lnteger;

Var P: Integer;

Begin

lf N1 > N2 Then P:=HighFactor(N1,N2)

Else

If N2<=0 Then p:= N1 {нерекурсивное решение}

Else P:=HighFactor(N2,N1 Mod N2);

HighFactor := P

End;

Для того чтобы выполнение рекурсивной программы завершалось, необходимо существование в наиболее простых случаях нерекурсивного решения. В противном случае не исключено зацикливание.

Некоторые алгоритмы гораздо проще описать, используя рекурсию, нежели итерацию. Это относится в первую очередь к алгоритмам, работающим с разного рода списковыми структурами.

Использование рекурсивных процедур и функций делает программу в целом более гибкой и наглядной, но не всегда эффективной, так как работает такая программа, как правило, медленнее и требуют больше памяти. Дело в том, что при каждом вызове рекурсивной процедуры или функции отводится память под локальные переменные.

При сравнении итерационных методов решения и методов, использующих рекурсию, часто эффективными оказываются первые. Таким образом, рекурсию следует применять только там, где нет очевидного итерационного решения. Уровень вложенности рекурсий может быть ограничен в конкретных реализациях языка.

Различают прямую и косвенную рекурсию. Функция HighFactor является характерным примером прямой рекурсии. Косвенная рекурсия возникает тогда, когда один блок вызывает второй, а второй, в свою очередь, первый.