Модульное программирование

Помимо метода "сверху вниз", вторым важным методом структурного проек-

тирования является метод модульного программирования. Он предполагает разделе-

ние текста программы на несколько файлов, в каждом из которых сосредоточены не-

зависимые части программы (сгруппированные по смыслу функции).

В программах на Си++ часто применяются библиотечные функции (например,

"sqrt(...)"). Для использования большинства функций, в том числе и библиотечных,

необходимы два файла (в скобках примеры даны для "sqrt(...)"):

• Заголовочный файл ("math.h") с прототипом функции ("sqrt(...)" и многих

других математических функций). Поэтому в программах, вызывающих

37

"sqrt(...)", есть строка "#include <math.h>", а не явное объявление этой

функции.

• Файл реализации (для пользовательских функций это файлы с исходным

текстом на Си++, а библиотечные функции обычно хранятся в скомпилиро-

ванном виде в специальных библиотечных файлах, например,

"libcmtd.lib"). Файлы реализации пользовательских функций (обычно с

расширением ".cpp") содержат определения этих функций.

Разделение исходного текста на заголовочные файлы и файлы реализации по-

казано в программе 6.1, которая выполняет те же действия, что и программа 4.1. Те-

перь программа состоит из трех файлов: главного файла, заголовочного файла с опи-

саниями двух функций расчета среднего значения, и соответствующего файла реали-

зации.

В главном файле содержится следующий текст:

#include <iostream.h>

#include "averages.h"

int main()

{

int number_A = 5, number_B = 3, number_C = 10;

cout << "Целочисленное среднее чисел " << number_A << " и ";

cout << number_B << " равно ";

cout << average(number_A, number_B) << ".\n\n";

cout << "Целочисленное среднее чисел " << number_A << ", ";

cout << number_B << " и " << number_C << " равно ";

cout << average(number_A, number_B, number_C) << ".\n";

return 0;

}

Главный файл программы 6.1.

Обратите внимание, что имя файла стандартной библиотеки "iostream.h" в ди-

рективе препроцессора "include" заключено в угловые скобки ("<>"). Файлы с имена-

ми в угловых скобках препроцессор ищет в библиотечных каталогах, указанных в на-

стройках компилятора. Имена пользовательских заголовочных файлов обычно за-

ключаются в двойные кавычки, и препроцессор ищет их в текущем каталоге про-

граммы.

Далее приведено содержимое файла "averages.h". В нем есть идентификатор

препроцессора "AVERAGES_H" и служебные слова препроцессора "ifndef" ("если не оп-

ределено"), "define" ("определить") и "endif" ("конец директивы if"). Идентифика-

тор "AVERAGES_H" является глобальным символическим именем заголовочного файла.

Первые две строки файла служат защитой от повторной обработки текста заголовоч-

ного файла препроцессором, на случай, если в исходном тексте программы строка

"#include "averages.h"" встречается несколько раз.

В заголовочных файлах, кроме прототипов функций, часто размещаются опи-

сания глобальных констант и пользовательских типов. Подробнее об этом говорится в

курсе объектно-ориентированного программирования.

#ifndef AVERAGES_H

# define AVERAGES_H

38

// (Определения констант и пользовательских типов)

// ПРОТОТИП ФУНКЦИИ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО СРЕДНЕГО

// ЗНАЧЕНИЯ 3-Х ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ:

int average(int first_number, int second_number,

int third_number);

// ПРОТОТИП ФУНКЦИИ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО СРЕДНЕГО

// ЗНАЧЕНИЯ 2-Х ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ:

int average(int first_number, int second_number);

#endif

Заголовочный файл averages.h.

Ниже показано содержимое файла "averages.cpp" с исходным текстом поль-

зовательских функций:

#include <iostream.h>

#include "averages.h"

// ФУНКЦИЯ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО СРЕДНЕГО

// ЗНАЧЕНИЯ 3-Х ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ:

int average(int first_number, int second_number,

int third_number)

{

return ((first_number + second_number + third_number)/3);

}

// ФУНКЦИЯ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО СРЕДНЕГО

// ЗНАЧЕНИЯ 2-Х ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ:

int average(int first_number, int second_number)

{

return ((first_number + second_number)/2);

}

Файл реализации averages.cpp.

Программа 6.1 демонстрирует основное достоинство модульного подхода: при

изменении деталей реализации в файле "averages.cpp" не обязательно вносить из-

менения в файл "averages.h" или в главный файл программы.

Сводка результатов

В данной лекции описано, как в Си++ можно создавать новые функции. Есть

Два способа передачи параметров внутрь функции: по значению и по ссылке. Функ-

Ции облегчают применение процедурной абстракции при разработке программ мето-

дом "сверху вниз". При модульном подходе описание и реализация функций разме-

Щаются в отдельных файлах, в таком случае для вызова функции необходимо вклю-

Чать в текст программы заголовочный файл.

39

Упражнения

Упражнение 1

В программе из упражнения 2 лекции 2 (файл ex2_2.cpp) выделите 6 функций,

имена и назначение которых перечислены ниже:

Fahrenheit_of

Возвращает значение температуры по шкале Фаренгейта для передан-

Ного значения по шкале Цельсия.

Absolute_value_of

Возвращает значение температуры в абсолютной шкале для передан-

Ного значения по шкале Цельсия.

Print_preliminary_message

Печать сообщения, поясняющего назначение программы.

Input_table_specifications

Запрос параметров таблицы с клавиатуры.

Print_message_echoing_input

Повторное отображение параметров, введенных пользователем.

Print_table

Печать таблицы температур.

Проверьте свою программу для различных исходных данных. В качестве кон-

трольного примера можете использовать следующие выходные данные:

Эта программа печатает значения температур в разных шкалах.

Введите минимальное (целое) значение температуры

По Цельсию, которое будет в первой строке таблицы: 0

Введите максимальное значение температуры: 100

Введите разницу температур между соседними строками таблицы: 20