2361

Для более эффективного программирования (минимум строк) подобные повторения необходимо оформить в виде подпрограмм (процедур).

При этом повторяющаяся группа операторов оформляется по соответствующим правилам в отдельную самостоятельную программу (программную единицу), которая и называется подпрограммой. Таким образом, общая программа будет состоять из головной программы и подпрограмм.

При этом из головной программы осуществляется многократное обращение (ссылка) к данной подпрограмме.

Ссылка к подпрограмме осуществляется по соответствующим правилам, изложенным ниже.

Таким образом, использование аппарата подпрограмм позволяет сократить объем и улучшить структуру программы с точки зрения наглядности и читаемости, а также уменьшить вероятность ошибок и облегчить процесс отладки программы.

При таком разложении программы на взаимосвязанные, но замкнутые и логически завершенные единицы дает возможность выполнять разработку отдельных подпрограмм разным «программистам» и более или менее независимо друг от друга. Кроме того, подпрограмма может рассматриваться как самостоятельный программный модуль с входными и выходными данными.

В языке PASCAL подпрограммы реализуются в виде процедур и функций, которые вводятся в головную программу с помощью соответствующих описателей.

ПРОЦЕДУРЫ

Процедурой в TURBO PASCAL называют особым образом оформленный фрагмент программы, имеющей собственное имя. Упоминание особым образом этого имени в тексте основной программы приводит к «активизации» процедуры, называют ее вызовом. Сразу после обращения к процедуре (ее вызову), начинают выполняться операторы, входящие в нее, после выполнения последнего из них управление автоматически возвращается обратно в основную программу и выполняются операторы, стоящие непосредственно после оператора вызова процедуры.

Для наглядности это можно проиллюстрировать следующим рисунком:

Следует отметить, что данная схема односторонне демонстрирует структуру головной программы и процедуру. Существуют более сложные программы, состоящие из нескольких процедур, каждая из которых осуществляется многократное обращение (вызов) из головной программы. Для обмена информаций (данными) между основной программой и процедурой используется так называемые фактические и формальные параметры.

Следует отметить, что с примерами процедур и функций мы уже сталкивались – это стандартные процедуры ввода и вывода данных, оформленные следующими операторами: READ, READLN, WRITE, WRITELN, а также набор стандартных функций. В этом случае стандартными они называются потому, что созданы одновременно и совместно со всеми элементами системы TURBO PASCAL и является ее неотъемлемой частью. Таким образом, в TURBO PASCAL имеется много стандартных процедур и функций. Наличие такой так называемой библиотеки готовых программных заготовок существенно облегчает разработку прикладных инженерных программ. Однако в большинстве случаев многие специфичные для данной прикладной программы действия не находят прямых аналогов в библиотеке TURBO PASCAL и тогда программисту приходится разрабатывать свои нестандартные процедуры и функции. Данные нестандартные процедуры и функции необходимо обязательно описать в начале программы, чтобы компилятор мог установить связь между оператором вызова и теми действиями, которые приводят к процедуре или функции.

Таким образом, любая процедура состоит аналогично основной программе, из заголовка процедуры, описателя и следующего за ним операторного блока. Заголовок процедуры можно представить в общем виде, как:

Procedure_{имя}_(список параметров);

где Procedure – обязательное служебное слово; имя – имя процедуры через пробел, оформляется по правилу построения имени идентификатора; список параметров

– перечень имен через запятую для обозначения исходных данных и результатов работы процедуры с указанием их типов. Параметры, перечисленные в данном списке называются формальными. Такое оформление заголовка осуществляется с использованием соответствующих правил, которые продемонстрируем на следующем примере:

Procedure_com (a:real; b:integer);

Как видно, параметры в списке отделяются точкой с запятой. Если имеется несколько следующих друг за другом однотипных параметров, то их можно отделить запятыми:

Procedure_com (a:real; b:real; c:real);

Можно записать проще:

Procedure_com (a, b, c:real);

Что касается следующего за заголовком блока, то он должен состоять из раздела описаний (var) и раздела операторов, заключенным в операторные скобки beginend. Заканчиваться блок должен End и точкой с запятой.

Прежде чем переходить к составлению программы в целом необходимо остановиться на вопросе обращения к процедуре из головной программы. Дело в том, что описание процедуры или функции, расположенные в разделе описаний головной программы само по себе, ни какого действия не

вызывает. Чтобы исполнить процедуру или функцию необходимо в нужном месте головной программы поместить обращение к ней. Обращение к процедуре производится с помощью каких-либо из ранее изученных операторов, в которых необходимо указать имя процедуры. Такое обращение из головной программы в общем виде можно представить:

<какой-либо оператор> <имя процедуры> <список фактических параметров>;

В то же время вызов процедуры можно осуществить без оператора, указав в нужной точке программы имя процедуры, например:

<имя процедуры>< список фактических параметров>

В данном случае в качестве фактических параметров могут выступать конкретные числовые значения, переменные (последние переменные должны в головной программе получить числовые значения, например с помощью оператора read или арифметического оператора присваивания) или арифметическое выражение, которое в результате вычисления должно получить конкретное числовое значение.

Таким образом, из изложенного ясно, что фактические параметры реализуются в головной программе, а формальный в процедуре. Сам механизм замены формальных параметров позволяет нужным образом настроить алгоритм, реализованный в процедуре. TURBO PASCAL «следит» за тем, чтобы количество и тип формальных параметров строго

если формальный параметр объявлен как параметрпеременная, то при вызове процедуры ему должен соответствовать фактический параметр в виде переменной нужного типа.

Если же формальный параметр объявлен, как параметр-значение или параметр-константа, то при вызове ему могут соответствовать произвольные математические выражения. Контроль за неукоснительным соблюдением этого правила осуществляется компилятором TURBO PASCAL.

Для того, чтобы понять в каких случаях использовать тот или иной тип параметра рассмотрим, как осуществляется замена формальных параметров на фактические в момент обращения к процедуре.

Если формальный параметр определен, как параметр-значение, то перед вызовом процедуры это значение либо вычисляется, либо вводится с помощью оператора read, а затем передается в процедуру, при этом в головной программе (при передаче) остается «копия» данного значения.

Следовательно, любые возможные изменения в процедуре параметра-значения никак не воспринимаются в головной программе. Если же формальный параметр определен, как параметрпеременная, то при вызове процедуры передается сама переменная, а не ее числовые значения (фактически в этом случае передаѐтся процедуре память с числовым значением для этой переменной).

В этом случае при изменении такого параметра в процедуре происходит изменение фактического параметра в головной программе, так как память общая.

Итак, параметры-переменные используются, как средства связи процедуры с головной программой через общую память.

Следует отметить, что в этом случае в распоряжении программиста всегда есть и нижеизложенный способ передачи данных через глобальные переменные. Однако злоупотребление такими глобальными переменными делает программу запутанной, трудной в понимании и очень сложной в отладке. Поэтому в соответствии с требованиями стандартов технологии программирования рекомендуется там, где это возможно использовать передачу данных через фактические параметры – переменные, но с другой стороны описание всех параметров переменных нежелательно по двум причинам:

во-первых – это исключает возможность вызова процедуры с фактическими параметрами в виде выражения, что делает программу менее компактной, (необходимы соответствующие добавки к ней):

во-вторых, и главных в процедуре возможно случайное использование формального параметра для временного хранения промежуточного результата. Т.е. существует опасность непредсказуемой порчи значения переменной. Вот почему параметрами-переменными следует объявлять только те, через которые процедура передает результаты для головной программы. Таким образом, чем меньше формальных параметров объявленно параметрами - переменной и чем меньше в процедуре используются глобальные переменные, тем меньше опасность получения непредсказуемых ошибочных результатов и тем проще вся программа в целом и ее отладка. По той же причине не рекомендуется использовать параметры-переменные в заголовке нестандартной функции.

Рассмотрим конкретный пример на составление процедуры (без головной программы). Пусть

необходимо оформить в виде отдельной процедуры алгоритм вычисления степени:

yxn

снатуральным (целочисленным) показателем степени n. Такая задача возникает в связи с тем, что на

языке

TURBO PASCAL нет такой стандартной операции, в соответствующей библиотеке (см. таблицу набора стандартных функций); хотя с помощью стандартных функций LN(x) и EXP(x) можно реализовать такую функцию. Сейчас же рассмотрим другой вариант программной реализации такого алгоритма, т.е. вычисление такой степени, можно осуществить, используя выражение: xn

y = = х*х*х…х

n раз

Для вычисления указанного произведения необходимо организовать цикл с параметром i, в котором осуществлялось бы постепенное накопление произведения Y по следующему алгоритму: до начала цикла должно быть (иначе - умножение на ноль) Y=1 и затем на каждом цикле значение Y должно изменяться следующим образом, для (i=1,2,…,n)- y:=y*x;

Таким образом, шаг изменения цикла должен быть равен 1 и будет осуществлен N раз. В результате реализации такого алгоритма в виде отдельной программной единицы, оформленной в виде процедуры по вышеприведенным правилам, процедура будет выглядеть следующим образом:

Procedure_step1 (n:integer; x:real; Var y:real); Var

i:integer;

Begin

y:=1; for_i:=1_to_n_do y:=y*x;

End;

В заголовке данной процедуры с именем step1 перечислены формальные параметры – значения N и X, определяющие исходные данные процедуры (фактические же числовые значения они должны получить из головной программы). И параметр – переменную y – результат работы процедуры, значение которой «уходит» в головную программу. В рассматриваемом заголовке также указан тип этих параметров. Так как переменная i находится в процедуре и ее значение не уходит в головную программу (местные переменные), поэтому она должна быть описана с помощью оператора var. Тело процедуры состоят из:

1.описательной части, где определена переменная i, необходимая и имеющая смысл только внутри данной процедуры и называется локальной переменной. При этом значение локальной переменной не допустимо в основной программе.

2.составного оператора begin-end, реализующего выше изложенный алгоритм вычисления степени.

Выше было отмечено, что процедуру иногда

оформляют и без параметров (с указанием ее имени), тогда другой вариант такой процедуры будет выглядеть следующим образом:

Procedure_step2;

Var

i:integer;

Begin