Нейбауер А. - Моя первая программа на С C++ - 2002

pause = getchar(); answer();

puts("В одном килобайте 1024 байта."); return(0);

return(0);

Функцию можно вызвать из любого места программы, в том числе, из другой функции. Инструкция return(0); в теле функции всегда передает управление инструкции, следующей за вызовом функции. В Листинге 7.1 приведен текст программы с двумя не библиотечными функциями. Первая из них называется

question() и вызывается из main(). Вторая значится под именем answer() и вызывается из функции question(). Инструкция return(0) в answer() возвращает управление назад в question(), из которой позже происходит возврат в main(). Ниже приведен результат работы этой программы, причем для каждого сообщения указана функция, выводящая его на экран.

Скажите название графического интерфейса фирмы Microsoft. question()

Листинг 7.1. Программа, в которой осуществляется вызов двух функций.

/*quiz2.c*/

main()

{

puts("Добро пожаловать в наш Опросник.\n"); question();

puts("Благодарим за участие.\n"); return(0);

}

question()

{

int move_on;

puts("Скажите название графического \ интерфейса фирмы Microsoft.\n");

puts("Для получения правильного ответа \

нажмите Enter.\n");

move_on = getchar(); answer();

return(0);

}

answer()

{

puts("Правильный ответ - Windows.\n"); return(0);

}

www.books-shop.com

Лучший способ использования функций— это разбивка программы на отдельные блоки. Функция main() выполняет при этом обязанности «мажордома», определяя начало программы и обеспечивая вызов других функций. Это хорошо продемонстрировано в Листинге7.2, являющемся вариантом программы Опросника. Здесь main() содержит только инструкции вызова функций. Настоящая «работа» программы обеспечивается в функциях, вызываемых main().

Листинг 7.2. Программа, использующая main() для вызова других функций.

/*quiz3.c*/

main()

{

welcome();

question();

answer(); the_end(); return(0);

}

welcome()

{

puts("Добро пожаловать в наш Опросник.\n"); return(0);

}

question()

{

int move_on;

puts("Скажите название графического интерфейса фирмы Microsoft.\n"); puts("Для получения правильного ответа нажмите Enter.\n");

move_on = getchar(); return(0);

}

answer()

{

puts("Правильный ответ - Windows.\n"); return(0);

}

the_end()

{

puts("Благодарим за участие.\n"); return(0);

}

Подобная структура упрощает процесс поиска ошибок. Например, если обнаружились проблемы с выводом на экран правильного ответа, ошибку следует искать в инструкциях функции answer().

Функции выполняются в порядке вызова независимо от их местоположения в тексте программы. Мы можем поместить функции в Листинге7.2, например, в таком порядке:

main()

www.books-shop.com

answer()

welcome() the_end() question()

Результат работы программы от этого не изменится, так как не изменился порядок вызова функций в main().

Переменные в функциях

Если программа содержит другие функции, кроме функции main(), вам необходимо решить, где и как вы будете определять переменные. Си имеет несколько типов переменных. В этой главе мы рассмотрим автоматические, внешние и статические переменные.

Автоматические (локальные) переменные

Некоторые функции нуждаются в собственных переменных и константах. В качестве примера снова рассмотрим проблему временной остановки вывода информации на экран монитора. Можно приостановить вывод, используя следующие инструкции:

printf("Для продолжения нажмите любую клавишу"); move_on = getchar();

Как мы уже говорили, если вывод информации на экран во время выполнения программы надо приостанавливать несколько раз, выполняющие это действие инструкции помещают в отдельную функцию. Каждый раз, когда возникает необходимость притормозить вывод, достаточно просто вызвать соответствующую функцию. Так как getchar() возвращает значение, переменную, принимающую его, можно определить внутри функции pause():

pause()

{

int move_on;

printf("Для продолжения нажмите любую клавишу"); move_on = getchar();

return(0);

}

В данном случае переменная move_on является составной частью функции pause(). Переменную, которая определена внутри функции, принято называть локальной переменной для этой функции. Локальную переменную можно использовать только внутри той функции, где она была определена. В языке Си переменные такого типа обычно называют автоматическими.

Задумайтесь над этим. Если вы определили переменную внутри какой-либо функции, то эта переменная имеет смысл только для данной функции. Сказанное справедливо и для переменных, определенных в функции main(). Посмотрите на программу

main()

{

int move_on;

puts("Сообщения заполняют экран\n"); /*Здесь будет серия сообщений, которые заполнят экран*/

pause();

}

pause()

{

printf("Для продолжения нажмите любую клавишу"); move_on = getchar();

return(0);

}

www.books-shop.com

При компиляции этой программы будет выдано сообщение об ошибке, так как функция pause() не может использовать переменную move_on. Ведь она определена внутри main(), а поэтому является локальной для main() и только внутри этой функции имеет смысл и может быть использована. Для того чтобы переменная move_on могла быть использована в функции pause(), следует определить ее внутри именно этой функции.

Рис. 7.4. Автоматические переменные могут иметьодно и то же имя в разных функциях

Вследствие того, что автоматические переменные имеют смысл только внутри собственной функции, можно использовать одно и то же имя переменной в разных функциях. На рис.7.4 продемонстрирована переменная с именем age, которая определена и в функции main(), и в функции spouse(). Каждая переменная является автоматической (или локальной) для той функции, где ее определили, так что на самом деле в программе присутствуют две переменные с одинаковым именем. Каждая из них имеет собственное значение, которое хранится в различных элементах памяти. Компилятор определяет, значение какой из переменных age должно быть отображено на экране, на основании того, в какой из функций помещена инструкция printf();. Выполняя функцию printf(), помещенную внутри spouse(), программа отобразит значение переменной age, определенной внутри этой функции. При выполнении инструкции printf(), помещенной внутри функции main(), она будет иметь дело с переменной age, определенной в main(). Таким образом, компилятор поддерживает одновременно две переменные с именем age.

Внешние (глобальные) переменные

Внешние переменные — это переменные, которые может использовать любая функция программы. В некоторых языках они носят название глобальных переменных. Для того чтобы создать внешнюю переменную, ее следует определить перед функцией main():

int temp; main()

Здесь переменная temp определена как внешняя, так что с ней могут работать все функции, содержащиеся в программе. Посмотрите на текст программы, приведенный в Листинге7.3. Переменная temp является внешней и ее используют функции main(), convert(), freeze() и boil(). Значение переменной, введенное в

main(), используется при расчетах другими функциями. В программе присутствует еще одна переменная— celsius. Поскольку значение переменной celsius используется только функцией convert(), переменная определена внутри этой функции, являясь, таким образом, локальной переменной, которая не может использоваться нигде кроме convert().

Листинг 7.3. Программа, содержащая внешнюю переменную.

/*f_to_c.c*/ int temp; main()

{

www.books-shop.com

printf("Введите значение температуры: "); scanf("%d", &temp);

convert();

freeze();

boil();

}

convert()

{

float celsius;

celsius = (5.0 / 9.0) * (temp - 32); printf("%d градусов по шкале Фаренгейта

соответствует %6.2f градусам \

по шкале Цельсия\n", temp, celsius); return(0);

}

freeze()

{

printf("Это составляет %d градусов от точки замерзания воды\n", temp-32); return(0);

}

boil()

{

printf("Это составляет %d градусов от точки кипения воды\n", 212-temp); return(0);

}

Если в программе одновременно присутствуют внешняя и локальная переменные с одним и тем же именем, функция, в которой определена локальная переменная, будет иметь доступ только к ней и не сможет использовать внешнюю переменную.

Статические переменные

Автоматические (локальные) переменные существуют только во время выполнения функций, в которых они определены. В момент начала работы функции для такой переменной резервируется память. Когда выполнение функции заканчивается, зарезервированная область памяти освобождается и переменная прекращает свое существование.

Если функция вызывается неоднократно, локальные переменные создаются столько раз, сколько вызовов данной функции имеется в программе, поэтому адреса этих переменных могут все время меняться. Соответственно, и значения локальных переменных, хранящиеся в памяти, теряются каждый раз при завершении работы функции.

Тем не менее, значение, присвоенное переменной, можно сохранить в памяти и после окончания выполнения функции, если определить эту переменную как статическую. Это делается следующим образом:

myfunc()

{

static int count;

}

Адреса хранения статических переменных остаются неизменными на протяжении всего времени выполнения программы. После прекращения работы функции память, закрепленная за переменной, не освобож-

www.books-shop.com

дается, поэтому и записанное в ней значение переменной сохраняется. При следующем вызове этой же функции переменная будет иметь значение, оставшееся от предыдущего вызова. Запомните, что переменная при этом остается локальной и имеет смысл только внутри своей функции.

Для того чтобы пояснить, что такое статическая переменная, рассмотрим следующий пример. Посмотрите на программу, приведенную в Листинге7.4. Вэтом фрагменте статические переменные не используются. Функция doit() вызывается четырежды, и каждый раз при этом двум переменным присваивается начальное значение 0, которое отображается с помощью функции printf(). Впроцессе работы функции, значение каждой переменной увеличивается на единицу. Однако значение переменных теряется после очередного завершения работы функции, а при следующем вызове им снова присваивается начальное значение0, так что результат работы программы выглядит так:

значение autovar равно 0 значение statvar равно 0 значение autovar равно 0 значение statvar равно 0 значение autovar равно 0 значение statvar равно 0 значение autovar равно 0 значение statvar равно 0

Листинг 7.4. Программа, иллюстрирующая использование локальных переменных.

/*stat.c*/

main()

{

doit();

doit();

doit();

doit();

}

doit()

{

int autovar = 0; int statvar = 0;

printf("значение autovar равно %dзначение statvar \ равно %d\n", autovar, statvar);

++autovar;

++statvar;

return(0);

}

Давайте теперь слегка изменим определение переменных в функции doit(), с тем чтобы создать статическую переменную:

static int statvar = 0;

При выполнении программы со статической переменной мы получим следующий результат:

значение autovar равно 0 значение statvar равно 0 значение autovar равно 0 значение statvar равно 1 значение autovar равно 0 значение statvar равно 2 значение autovar равно 0 значение statvar равно 3

При первом выполнении функции переменной statvar присваивается начальное значение, равное 0. Однако statvar определена как статическая переменная, что указывает компилятору на необходимость сохранения в памяти присвоенного ей значения и после завершения работы функции. Поэтому после первого завершения работы функции переменная statvar будет иметь значение, равное 1, которое получается благодаря инструкции ++statvar;. При следующем вызове функции исходным значением переменной является сохраненное за ней значение1 и поэтому присваивания ей 0 в качестве начального значения не производится.

www.books-shop.com

Каждый раз во время выполнения функции значение переменной увеличивается, и это новое значение сохраняется за переменной при очередном вызове функции.

Передача параметров

Существуют определенные задачи, которые можно выполнить только с помощью передачи функции параметров. Например, когда мы передаем параметр функции puts(), это означает, что мы записываем аргумент*, то есть строку, которую хотим отобразить на экране монитора, внутри круглых скобок. Функцию puts() вызывают с помощью инструкции, которая выглядит примерно так:

puts("Привет!");

Строка "Привет!" передается библиотечной функции puts() и сообщает ей, какую именно информацию следует вывести на экран.

Передача параметров вашим собственным функциям происходит аналогичным образом. Любые данные, которые вы хотите передать функции, должны быть заключены в круглые скобки. Совокупность переменных, передаваемых функции, называется списком аргументов**.

*В литературе нет устоявшейся традиции в использовании терминов «аргумент» и «параметр». В том случае, когда используются оба термина, параметром чаще называют переменную из списка параметров, заданных в определении функции, а аргументом — конкретное значение, используемое при обращении к функции. В данной книге автор употребляет оба эти термина как синонимы. (Прим.перев.)

**В дальнейшем этот список мы также будем называть списком фактических аргументов, или

фактических параметров. (Прим.перев.)

Теперь посмотрим, что происходит с библиотечной функцией, получающей параметры. Например, функция puts() выполняет работу, которую можно выразить словами: «Вывести некую информацию на экран монитора». Таким образом, данная функция ожидает, что ей будет передан параметр, содержащий эту «некую информацию». Для этого в записи функции должно иметься место, где расположится получаемый аргумент (рис.7.5), иными словами, при записи

Рис. 7.5. Формальный аргумент необходим для полученияпереданного функции значения

функции, принимающей параметры, необходимо указывать список аргументов. Эти аргументы на самом деле являются переменными, которые будут использованы для хранения полученных данных*. Функции может быть передано сколько угодно аргументов, лишь бы их количество и типы данных в инструкции вызова функции соответствовали тем, которые она ожидает получить.

Разберемся теперь, как передать параметр нашей собственной функции. Посмотрите на следующую программу:

main()

{

int count; count = 5; doubles(count);

}

* Этот список также часто называют списком формальных параметров, или формальных аргу-

ментов.

www.books-shop.com

Листинг 7.5. Передача нескольких параметров.

/*area.c*/

main()

{

float length, width; int fnum;

printf("Введите номер этажа: "); scanf("%d", &fnum); printf("Введите длину этажа: "); scanf("%f", &length); printf("Введите ширину этажа: "); scanf("%f", &width);

area(length, width, fnum);

}

area(size, wide, num) float size, wide;

int num;

{

float area;

area = size * wide;

printf("Площадь %d этажа равна %f.2f", num, area); return(0);

}

Здесь три аргумента были получены в том же порядке, в каком переданы. Значение переменной length присвоено переменной size, содержимое переменной width передано wide, а значение fnum— переменной num. Типы аргументов соответствуют друг другу: два вещественных значения получили две переменные типа float, а переменная типа int получила целое число.

Функции area() необходимо каким-то образом хранить результаты вычислений. С этой целью внутри тела функции area() нами определена переменная с именем area.

Если бы в инструкцию вызова функции вкралась ошибка и аргументы были перечислены нами в следующем порядке:

area(width, length, fnum);

то значение переменной width получила бы переменная size, а значение length— переменная wide. Поскольку типы переменных по-прежнему находятся в соответствии с получаемыми значениями, ошибки при компиляции не возникнет. Более того, результат работы программы будет совершенно правильным, ведь от изменения порядка мест сомножителей, произведение не меняется. Но предположим, что при вызове функции аргументы оказались расположенными в таком порядке:

area(fnum, width, length);

Теперь значение переменной fnum получит переменная wide, содержимое width перейдет в size, а переменной num будет присвоено значение length. Нетрудно заметить, что два аргумента имеют типы, не соответствующие получаемым значениям. Даже если компилятор не сообщит об ошибке, в результате работы программы мы все равно получим неверную информацию.

Рассмотрим еще один пример, приведенный в Листинге7.6. В этой программе вводятся значения двух переменных: стоимость единицы продукции (cost) и процент скидки (discount). Затем переменные cost и discount передаются функции price() через формальные аргументы amount и mrkdown. Переменные reduce и net определяются внутри функции price() и являются для нее автоматическими.

Листинг 7.6. Передача параметров.

/*discount.c*/

main()

www.books-shop.com