17

Глава 7

Подпрограммы 7.1. Понятие подпрограммы

Подпрограммы являются одним из основных механизмов структу-рирования программ в большинстве языков программирования. В процессе разработки программы программист имеет возможность разбить задачу на подзадачи, оформив каждую подзадачу в виде программной единицы - подпрограммы, а затем соответствующим образом организовать их взаимо-действие.

Подпрограмма, как и программа, состоит из трех разделов:

- заголовка;

- описаний;

- операторов.

Заголовок представляет собой интерфейсную часть подпрограммы. Он содержит имя подпрограммы и, возможно, список формальных параметров.

Разделы описаний и операторов составляют тело подпрограммы.

При обращении к подпрограмме указываются ее имя и список факти-ческих параметров. Количество и типы фактических параметров должны сов-падать с количеством и типами соответствующих формальных параметров.

Выполнение подпрограммы завершается по исполнении последнего оператора, входящего в ее блок. Немедленное завершение работы подпро-граммы реализуется процедурой Exit .

Управление передается в точку вызова. Исполнение процедуры Exit в главной программе немедленно завершает ее работу.

В языке Паскаль определены подпрограммы двух видов: функции и процедуры.

7.2. Функции

Функция определяет одно единственное значение, которое исполь-зуется при вычислении выражения. Это значит, что результатом работы функции может быть простой (неструктурный), а также ссылочный тип.

Структурный тип не может являться результатом работы функции. В языке Турбо Паскаль для типа STRING сделано исключение, что несколько нарушает концептуальную целостность языка, но в ряде случаев предостав-ляет определенные удобства.

Заголовок функции имеет вид: FUNCTIN Funname (FORM):typres , где Funname - имя функции, FORM - список формальных параметров, typres - тип результата.

Формальными параметрами могут быть:

- переменные;

- имена подпрограмм.

Среди операторов, входящих в раздел операторов, должен быть хотя бы один, присваивающий значение имени функции. При этом имя функции может использоваться только в левой части оператора присваивания. Если в процессе выполнения тела подпрограммы не выполнится ни один оператор, присваивающий значение имени функции, то значение функции считается неопределенным.

При обращении к функции указывается ее имя и в скобках - список фактических параметров. Фактическими параметрами могут быть:

- выражения;

- имена подпрограмм.

Количество и типы фактических параметров должны совпадать с ко-личеством и типами соответствующих формальных параметров.

Стандартные подпрограммы языка не могут использоваться в качестве фактических параметров подпрограмм.

Примеры заголовков функций: FUNCTION Plum(x,y:real):integer;

FUNCTION z(a:char; b:integer):Boolean;

и обращений к ним: u := Plum(x, x*Cos(1.12)) MOD 7; bom := z('a', Trunc(x)) AND (x>0) .

При указании типа в списке формальных параметров допускается ис-пользование только имени типа. Это значит, что если формальный параметр принадлежит перечислимому, ограниченному, структурному, ссылочному ти-пам или является подпрограммой, то надо ввести описание типа, и в заголовке использовать имя этого типа, например:

TYPE mas = ARRAY[1..10] OF real ;

...........

FUNCTION Fun(x:mas):real;

и совершенно недопустимо:

FUNCTION Fun(x:ARRAY[1..10] OF real):real .

Типы text,STRING хотя и являются структурными, но однозначно определяют свойства объекта и тоже могут использоваться в списке фор-мальных параметров.

Пример 7.2.1. Вычислить .

функция Fact(n) главная программа

f := 1 ввод (m,n)

для k от 2 до n

f := f*k

Fact := f печать результата

Рис.7.1. Схемы к примеру 7.2.1.

Заметим, что схема для подпрограммы (функции) изображается от-дельно от схемы главной программы.

PROGRAM Cmnfunc;

VAR m,n : integer;

cmn : longint;

FUNCTION Fact(n:integer):longint;

VAR k : integer;

f : longint;

BEGIN

f := 1;

FOR k:=2 TO n DO f:=f*k;

Fact:=f

END; { факториал }

BEGIN

Write('Значения m,n : '); ReadLn(m,n);

cmn:=Fact(m) DIV Fact(n) DIV Fact(m-n);

WriteLn('cmn = ', cmn)

END.

Пример 7.2.2. Вычислить наибольшее значение функции на отрезке [a,b] и значение аргумента, при котором оно достигается.

PROGRAM Fmax;

VAR a,b,x,y,xmax,ymax,h : real;

k,n : integer;

FUNCTION Fun(x:real):real;

BEGIN

Max:=x*x + Exp(x)*Sin(x)

END;

BEGIN

Write('a,b = '); ReadLn(a,b);

Write('n = '); ReadLn(n);

h:=(b-a)/n;

xmax:=a;

ymax:=Fun(xmax);

FOR k:=1 TO n DO

BEGIN

x:=a+k*h;

y:=Fun(x);

IF y>ymax THEN

BEGIN

xmax:=x;

ymax:=y

END

END;

WriteLn('xmax = ',xmax, ' ymax = ',ymax)

END.

Пример 7.2.3. Имеется два массива вещественных чисел. В каждом определить наибольший элемент.

PROGRAM Maxarr;

CONST n=10;

TYPE mas=ARRAY[1..n] OF real;

VAR na,nb,k : integer;

a,b : mas;

FUNCTION Marr(b:mas; n:integer):real;

VAR mx : real;

k : integer;

BEGIN

mx:=b[1];

FOR k:=2 TO n DO

IF b[k]>mx THEN mx:=b[k];

Marr:=mx

END; { функции Marr}

{ Главная программа }

BEGIN

WriteLn('Массив a - размер элементы :');

Read(na);

FOR k:=1 TO na DO Read (a[k]);

WriteLn('Массив b - размер элементы :');

Read(nb);

FOR k:=1 TO nb DO Read (b[k]);

WriteLn('Макс для массива a = ',Marr(a,na));

WriteLn('Макс для массива b = ',Marr(b,nb));

END.

Задачи

7.2.1. Вычислить , используя определение вспомогательной функции.

7.2.2. Определить значение аргумента, при котором функция достигает наименьшего значения на отрезке [a,b].

7.2.3. Имеется два массива. Вычислить сумму элементов каждого.

7.2.4. Имеется два массива. В каждом определить количество четных элементов.

7.2.5. Имеется два массива целых чисел. Для каждого выяснить, имеется ли в нем хотя бы один отрицательный элемент, кратный 7.

7.2.6. Имеется массив строк. Выявить строку, в которой некоторый символ (задаваемый с клавиатуры) встречается чаще всех.