Разработка, отладка и испытание алгоритмов и программ с использованием процедур и функций

Лабораторная работа №10

Цель работы:

· изучить такие понятия как подпрограмма, функция, процедура, формальные и фактические параметры, параметры-значения и параметры-переменные;

· научиться составлять пользовательские функции и процедуры и использовать их в основной программе.

ОБЩЕТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Подпрограммой называется именованная логически законченная группа операторов языка, которую можно вызвать для выполнения по имени любое количество раз из различных мест программы. В языке Pascal для организации подпрограмм используются процедуры и функции.

Все процедуры и функции языка Pascal подразделяются на две группы: встроенные и определенные пользователем.

Процедуры и функции пользователя организовываются самим программистом в соответствии с синтаксисом языка. Предварительное (перед использованием) описание процедур и функций пользователя обязательно.

Процедура пользователя представляет собой именованную группу операторов, реализующую определенную часть общей задачи и вызываемую при необходимости для выполнения по имени из любой позиции раздела операторов. Описание процедуры включает заголовок и тело процедуры. Заголовок состоит из зарезервированного слова Procedure, идентификатора (имени) процедуры и необязательного заключенного в скобки списка формальных параметров с указанием типа каждого параметра. Имя процедуры – идентификатор, уникальный в пределах программы. Тело процедуры представляет собой локальный блок, по структуре аналогичный программе:

Формат описания процедуры:

Procedure имя_процедуры (формальные_параметры); {заголовок}

раздел описаний

Begin {тело процедуры}

раздел операторов

End;

Для обращения к процедуре используется оператор вызова процедуры. Он состоит из идентификатора (имени) процедуры и списка фактических параметров, отделенных друг от друга запятыми и заключенных в круглые скобки. Список параметров может отсутствовать, если процедуре не передается никаких значений.

Формат обращения к процедуре:

имя_процедуры (фактические_параметры);

Параметры обеспечивают механизм замены, который позволяет выполнять процедуру с различными начальными данными. Между фактическими параметрами в операторе вызова процедуры и формальными параметрами в заголовке описания процедуры устанавливается взаимно-однозначное соответствие по типу, количеству и порядку следования.

Функция, определенная пользователем, состоит из заголовка и тела функции. Заголовок содержит зарезервированное слово Function, идентификатор (имя) функции, заключенный в круглые скобки необязательный список формальных параметров и тип возвращаемого функцией значения.

Формат описания функции пользователя:

Function имя (формальные_параметры): тип_результата;

разделы описаний

Begin {тело функции}

раздел операторов

End;

В разделе операторов должен находиться по крайней мере один оператор, присваивающий идентификатору функции значение. Если таких присваиваний несколько, то результатом выполнения функции будет значение последнего оператора присваивания.

Обращение к функции осуществляется по имени с необязательным указанием списка аргументов. Каждый аргумент должен соответствовать формальным параметрам, указанным в заголовке, и иметь тот же тип.

Параметры служат для передачи в процедуры и функции исходных данных и для приёма результатов. В зависимости от назначения они описываются в заголовке подпрограммы тремя основными способами:

Первый способ предполагает указание списка параметров и их типа, например:

Procedure MyProc (a,b,c: Integer; d: Real);

Function MyFunc (a,b,c: Integer; d: Real):Real;

В этом случае в процедуру и функцию передаются значения фактических параметров, указанных при вызове подпрограммы. Такие параметры называются параметрами-значениями. Формальный параметр является переменной, локальной в блоке. Если параметр определен как параметр–значение, то перед вызовом подпрограммы это значение вычисляется, полученный результат копируется во временную память и передается подпрограмме. Изменение значения формальных параметров внутри процедуры или функции не приводит к изменению фактических. Фактический параметр может быть выражением того же типа, что и соответствующий ему формальный параметр.

Второй способ. Фактические параметры передаются в процедуру или функцию по ссылке. В этом случае перед списком параметров располагается слово var, например:

Procedure MyProc(var a,b,c: Integer; d: Real);

Function MyFunc(var a,b,c: Integer; d: Real):Real;

Когда параметр передается посредством ссылки, фактический параметр является переменной. Формальный параметр обозначает эту фактическую переменную в течение всего времени активизации блока. Параметры, переданные посредством ссылки, называются параметрами-переменными. Если параметр определен как параметр–переменная, то при вызове подпрограммы передается сама переменная, а не её копия (фактически в этом случае подпрограмме передается адрес переменной). Их характерный признак – любое изменение формального параметра означает изменение фактического параметра. В параметры, передаваемые по ссылке, помещаются результаты работы программы.

Третий способ описания основан на использовании параметров – констант, которые задаются с использованием слова const:

Procedure MyProc(const a,b,c: Integer; d: Real);

Function MyFunc(const a,b,c: Integer; d:Real):Real;

В этом случае используется механизм передачи параметров по ссылке, но внутри подпрограммы формальные параметры изменять нельзя. Это означает, что в случае параметра–константы в подпрограмму также передается адрес области памяти, в которой располагается переменная или вычисленное значение. Однако компилятор блокирует любые присваивания параметру–константе нового значения в теле подпрограммы. Этот способ используется для передачи в подпрограмму данных большого объема.

Возможен смешанный вариант, когда указываются и посылаемые в подпрограмму данные, и возвращаются результаты, например:

Procedure MyProc(a,b,c: Integer; var d: Real);

Function MyFunc(a,b,c:Integer; var d:Real):Real;

Нетипизированные параметры–переменные. Существует разновидность ссылочных параметров без типа. Они называются нетипизированными и предназначены для передачи и приёма данных любого типа. Параметр считается нетипизированным, если тип формального параметра–переменной в заголовке подпрограммы не указан, при этом соответствующий ему фактический параметр может быть переменной любого типа. Нетипизированными могут быть только параметры–переменные.

Нетипизированные параметры описываются с помощью ключевых слов var и const, при этом тип данных опускается:

Procedure MyProc(const y; var x);

Function MyFunc(const y; var x):Real;

Внутри подпрограммы тип таких параметров неизвестен, поэтому программист должен сам позаботиться о правильной интерпретации переданных данных. В остальном это обычные параметры, передаваемые по ссылке.

Параметры–массивы. Для передачи массива фиксированной длины в подпрограмму необходимо предварительно описать его тип.

Пример:

Type

MasType= array [1..10] of Integer;

Procedure S (mas:MasType);

При передаче подпрограмме массивов переменной длины используются так называемые открытые массивы. Открытый массив представляет собой формальный параметр подпрограммы, описывающий базовый тип элементов массива, но не определяющий его размерности и границы:

Procedure MyProc(OpenArray: array of Integer);

Внутри подпрограммы такой параметр трактуется как одномерный массив с нулевой нижней границей. Верхняя граница открытого массива возвращается функцией High. Используя нуль как минимальный индекс и значение, возвращаемое функцией High, как максимальный индекс, подпрограмма может обрабатывать одномерные массивы произвольной длины.

Параметры–строки. Поскольку строка фиксированной длины является фактически своеобразным массивом, её передача в подпрограмму осуществляется аналогичным образом:

Пример:

Type

InType= String [15];

OutType= String [30];

Function St (s:InType):OutType;

Для передачи строк произвольной длины можно установить режим компиляции, при котором отключается контроль за совпадением длины фактического и формального параметра–строки. При передаче строки меньшего размера формальный параметр будет иметь ту же длину, что и параметр обращения; передача строки большего размера приведет к её усечению до максимального размера формального параметра. Контроль включается только при передаче строки, объявленной как формальный параметр–переменная. Если соответствующий параметр объявлен параметром–значением, эта опция игнорируется и длина не контролируется.