Тема 6 Функции
6.1. Программные модули в С++
Большинство компьютерных программ, решающих реальные практические задачи, намного превышают по объему те программы, которые были представлены ранее [1]. Экспериментально доказано, что наилучшим способом создания и поддержки больших программ является их конструирование из маленьких фрагментов или модулей, каждый из которых более управляем, чем сложная программа. Эта техника называется «разделяй и властвуй».
Модули в С++ называются функциямииклассами.
Функция– это именованный блок программы, созданный для решения одной небольшой задачи.Класс– это абстрактный тип данных. Обычно программы на С++ пишутся путем объединения новых функций, которые пишет сам программист, с функциями, уже имеющимися в стандартной библиотеке С, и путем объединения новых классов, которые пишет сам программист, с классами, уже имеющимися в различных библиотеках классов.
Стандартная библиотека С обеспечивает широкий набор функций для выполнения типовых математических расчетов, операций со строками, с символами, ввода-вывода, проверки ошибок и многих других полезных операций. Если возможно, нужно использовать стандартную библиотеку ANSI С вместо того, чтобы писать новые функции.
Рис. 6.1. Вызовы функций
Программист может написать функции, чтобы определить, какие-то специфические задачи, которые можно использовать в разных местах программы. Эти функции называют функциями, определенными пользователем. Операторы, реализующие данную функцию, пишутся только один раз и скрыты от других функций.
Функция активизируется(т.е. начинает выполнять запроектированную для нее задачу) путемвызова функции.В вызове функции указывается ее имя и дается информация (в видеаргументов), необходимая вызываемой функции для ее работы.
Начальник (вызывающая функция или вызывающий оператор) просит подчиненного (вызываемую функцию) выполнить задание и возвратить (т.е. сообщить) результаты после того, как задание выполнено (см. рис. 6.1.). Функция-начальник не знает, как функция-подчиненный выполняет порученное ей задание.
6.2. Определения функций
Рассмотрим программу, которая использует функцию squareдля вычисления квадратов целых чисел от 1 до 10 (см. рис. 6.2.).
Функция создает копию значения хв параметреу. Затемsquareвычисляету*у. Результат передает в ту точкуmain, из которой была вызванаsquare, и затем этот результат выводится на экран.
Описание squareпоказывает, что эта функция ожидает передачи в нее целого параметрау. Ключевое словоint, предшествующее имени функции указывает, чтоsquareвозвращает целый результат. Операторreturnвsquareпередает результат вычислений обратно в вызывающую функцию.
Функция не может быть определена внутри другой функции.
#include <iostream>
using namespace std;
int square (int);
int main()
{
for (int x = 1; x<=10; x++)
cout << square (x) << " ";
cout << endl;
return 0;
}
int square (int y)
{
return y*y;
}
Рис. 6.2. Программа, вычисляющая квадраты целых чисел
Строка
int square (int);
называется прототипом функции. Прототип функции указывает компилятору тип данных, возвращаемых функцией, количество параметров, которое ожидает функция, тип параметров и ожидаемый порядок их следования. Компилятор использует прототип функции для проверки правильности вызовов функции. Вызов функции, который не соответствует прототипу функции, ведет к синтаксической ошибке.
Другой важной особенностью прототипов функций является приведение типов аргументов, т.е. задание аргументам подходящего типа. Например, оператор
cout << sqrt (4);
правильно вычисляет и печатает значение квадратного корня 4. Функцияsqrtбиблиотеки математических функций принимает значение типаdouble. Прототип функции заставляет компилятор преобразовать целое значение4в значение4.0типаdouble, прежде чем значение будет передано вsqrt.
Преобразования типов могут привести к неверным результатам, если не руководствоваться правилами приведения типовС++. Правила приведения определяют, как типы могут быть преобразованы в другие типы без потерь.
Правила приведения типов применяются к выражениям, содержащим значения двух или более типов данных; такие выражения относятся к выражениям смешанного типа. Тип каждого значения в выражениях смешанного типа приводится к «наивысшему» типу, имеющемуся в выражении (на самом деле создается и используется временная копия выражения – истинные значения остаются неизменными).
Задача. Определить максимальное из трех чисел (рис. 6.3.).
#include <iostream>
using namespace std;
int maximum (int, int, int);
int main(){
int a,b,c;
cout << "Enter 3 integers: ";
cin >> a >> b >>c;
cout << "Maximum is: " << maximum(a,b,c) << endl;
return 0;}
int maximum (int x, int y, int z){
int max = x;
if (y > max) max = y;
if (z>max) max = z;
return max;
}
Рис. 6.3. Программа, вычисляющая максимальное из трех чисел