Лабораторна робота № 6

Використання підпрограм-функцій

1.1.Теоретична частина

Мова Сі у своєму розпорядженні має цілий ряд убудованих числових і символьних функцій. Однак користувачеві надається можливість визначення і використання в програмі своєї власної функції.

Потужність мови СИ багато в чому визначається легкістю і гнучкістю у визначенні і використанні функцій у Сі-програмах. На відміну від інших мов програмування високого рівня в мові Сі немає розподілу на процедури, підпрограми і функції, тут уся програма будується тільки з функцій.

Функція - це сукупність оголошень і операторів, звичайно призначена для рішення визначеної задачі. Кожна функція повинна мати ім'я, що використовується для її оголошення, визначення і виклику. У будь-якій програмі на Сі повинна бути функція з ім'ям main (головна функція), саме з цієї функції, у якому би місці програми вона не знаходилася, починається виконання програми.

При виклику функції їй за допомогою аргументів (формальних параметрів) можуть бути передані деякі значення (фактичні параметри), використовувані під час виконання функції. Функція може повертати в основну програму чи в іншу функцію якесь (одне !) значення. Це значення, що повертається, і є результат виконання функції, це значення при виконанні програми підставляється в крапку виклику функції, де б цей виклик ні зустрівся. Допускається також використовувати функції що не мають аргументів і функції не повертають ніяких значень. Дія таких функцій може складатися, наприклад, у зміні значень деяких перемінних, виводу на друк деяких текстів і т.п..

З використанням функцій у мові Сі зв'язані три поняття: визначення функції (опис дій, виконуваних функцією), оголошення функції (завдання форми звертання до функції) і виклик функції.

Визначення функції задає тип значення, що повертається, ім'я функції, типи і число формальних параметрів, а також оголошення перемінних і оператори, називані тілом функції, і визначальну дію функції. У визначенні функції також може бути заданий клас пам'яті.

Приклад:

int rus (unsigned char r)

{ if (r>='А' && c<=' ') return 1; else return 0; }

Уданому прикладі визначена функція з ім'ям rus, що має один параметр з ім'ям r і типом unsigned char. Функція повертає ціле значення, рівне 1, якщо параметр функції є буквою російського алфавіту, або 0 у противному випадку.

Умові СИ немає вимоги, щоб визначення функції обов'язково попередувало її викликові. Визначення використовуваних функцій можуть бути розташовані за визначенням функції main, перед нею, або знаходиться в іншому файлі.

Однак для того, щоб компілятор міг здійснити перевірку відповідності типів переданих фактичних параметрів типам формальних параметрів до виклику функції потрібно помістити оголошення (прототип) функції.

Оголошення функції має такий же вид, що і визначення функції, з тією лише різницею, що тіло функції відсутнє, і імена формальних параметрів теж можуть бути опущені. Для функції, визначеної в останньому прикладі, прототип може мати вигляд:

int rus (unsigned char r); або rus (unsigned char);

У програмах мовою Сі широко використовуються, так називані, бібліотечні функції, тобто функції попередньо розроблені і записані в бібліотеки. Прототипи бібліотечних функцій знаходяться в спеціальних заголовних файлах, що поставляються разом з бібліотеками в складі систем програмування, і включаються в програму за допомогою директиви #include.

Якщо оголошення функції не задано, то за замовчуванням будується прототип функції на основі аналізу першого посилання на функцію, будь то виклик функції або визначення. Однак такий прототип не завжди погодиться з наступним визначенням або викликом функції. Рекомендується завжди задавати прототип функції. Це дозволить компіляторові або видавати діагностичні повідомлення, при неправильному використанні функції, або коректним чином регулювати невідповідність аргументів при виконанні програми.

Оголошення параметрів функції при її визначенні може бути виконане в так називаному "старому стилі", при якому в дужках після імені функції записані тільки імена параметрів, а після дужок оголошення типів параметрів. Наприклад, функція rus з попереднього приклада може бути визначена в такий спосіб:

int rus (r) unsigned char r;

{ ... /* тіло функції */ ... }

Відповідно до синтаксису мови Сі визначення функції має наступну форму: [специфікатори класів пам'яті] [специфікатори типу] ім’я функції ([список формальних параметрів])

{ тіло функції }; Необов'язковий специфікатор класу пам'яті задає клас пам'яті функції, що може бути

static або extern. Докладно класи пам'яті будуть розглянуті в наступному розділі. Специфікатор типу функції задає тип значення, що повертається, і може задавати

будь-як тип. Якщо специфікатор типу не заданий, то передбачається, що функція повертає значення типу int.

Функція не може повертати масив або функцію, але може повертати покажчик на будь-який тип, у тому числі і на масив і на функцію. Тип значення, що повертається, що задається у визначенні функції, повинний відповідати типові в оголошенні цієї функції.

Функція повертає значення якщо її виконання закінчується оператором return, що містить деяке вираження. Зазначене вираження обчислюється, перетвориться, якщо необхідно, до типу значення, що повертається, і повертається в крапку виклику функції як результат. Якщо оператор return не містить вираження або виконання функції завершується після виконання останнього її оператора (без виконання оператора return), то значення, що повертається, не визначено. Для функцій, що не використовують значення, що повертається, повинний бути використаний тип void, що вказує на відсутність значення, що повертається. Якщо функція визначена як функція, що повертає деяке значення, а в операторі return при виході з неї відсутнє вираження, то поводження зухвалої функції після передачі їй керування може бути непередбаченим.

Список формальних параметрів - це послідовність оголошень формальних параметрів, розділена комами. Формальні параметри - це перемінні, використовувані усередині тіла функції і отримуючі значення при виклику функції шляхом копіювання в них значень відповідних фактичних параметрів. Список формальних параметрів може закінчуватися комою (,) або комою з багатокрапкою (,...), це означає, що число аргументів функції змінно. Однак передбачається, що функція має, принаймні, стільки обов'язкових аргументів, скільки формальних параметрів задано перед останньою комою в списку параметрів. Такої функції може бути передане більше число аргументів, але над додатковими аргументами не проводиться контроль типів.

Якщо функція не використовує параметрів, то наявність круглих дужок обов'язково, а замість списку параметрів рекомендується вказати слово void.

Порядок і типи формальних параметрів повинні бути однаковими у визначенні функції і у всіх її оголошеннях. Типи фактичних параметрів при виклику функції повинні бути сумісні з типами відповідних формальних параметрів. Тип формального параметра може бути будь-яким основним типом, структурою, об'єднанням, перерахуванням, покажчиком або масивом. Якщо тип формального параметра не зазначений, то цьому параметрові привласнюється тип int.

Для формального параметра можна задавати клас пам'яті register, при цьому для величин типу int специфікатор типу можна опустити.

Ідентифікатори формальних параметрів використовуються в тілі функції як посилання на передані значення. Ці ідентифікатори не можуть бути перевизначені в блоці, що утворить тіло функції, але можуть бути перевизначені у внутрішньому блоці усередині тіла функції.

При передачі параметрів у функцію, якщо необхідно, виконуються звичайні арифметичні перетворення для кожного формального параметра і кожного фактичного параметра незалежно. Після перетворення формальний параметр не може бути коротше чим int, тобто оголошення формального параметра з типом char рівносильно його оголошенню з типом int. А параметри, що представляють собою дійсні числа, мають тип double.

Перетворений тип кожного формального параметра визначає, як інтерпретуються аргументи, що поміщаються при виклику функції в стек. Невідповідність типів фактичних аргументів і формальних параметрів може бути причиною невірної інтерпретації.

Тіло функції - це складений оператор, що містить оператори, що визначають дію функції.

Усі перемінні, оголошені в тілі функції без указівки класу пам'яті, мають клас пам'яті auto, тобто вони є локальними. При виклику функції локальним перемінним приділяється пам'ять у стеці і виробляється їхня ініціалізація. Керування передається першому операторові тіла функції і починається виконання функції, що продовжується доти, поки не зустрінеться оператор return або останній оператор тіла функції. Керування при цьому повертається в крапку, що знаходиться за крапкою виклику, а локальні перемінні стають недоступними. При новому виклику функції для локальних перемінних пам'ять розподіляється знову, і тому старі значення локальних перемінних губляться.

Параметри функції передаються за значенням і можуть розглядатися як локальні перемінні, для яких виділяється пам'ять при виклику функції і виробляється ініціалізація значеннями фактичних параметрів. При виході з функції значення цих перемінних губляться. Оскільки передача параметрів відбувається за значенням, у тілі функції не можна змінити значення перемінних у зухвалій функції, що є фактичними параметрами. Однак, якщо як параметр передати покажчик на деяку перемінну, те використовуючи операцію розадресації можна змінити значення цієї перемінної.

Приклад програми з використанням підпрограми-функції Завдання: Дане масив чисел {Hk},k=1..8 Знайти значення елементів

масиву {Rk}, k=1..8 по формулі Rk=

, де Pk=2Hk2 + Hk3

обчислюється за допомогою підпрограми. Листинг

#include <stdio.h> #include <conio.h> #include <math.h>

my_function(float h) //Опис функції

{

float p;	//Тіло функції
p=2*pow(h,2)+pow(h,3);
return (p);	//Функція повертає значення p

масиву{T i }, i=1...10 по формулі

}

main()

{

int i;

float H[8],R[8],P[8];

clrscr(); //Очищення екрана puts("Уведіть вихідний масив"); //Вивод на екран рядка for(i=0;i<=7;i++)

{

printf("H[%d] = ",i); scanf("%f",&H[i]);

}

for(і=0;і<=7;і++)

{

P[і]=my_function(H[і]); //Виклик функції R[i]=(5*pow(H[i],2))/(P[i]);

}

puts("Значення эл-ів масиву R[і]"); for(i=0;i<=7;i++)

printf("R[%d] = %f\n",i,R[i]);

}

1.2.Запитання для контролю

Що таке підпрограма-функція?

Де і як описується підпрограма-функція?

Як описується звертання до ПФ з основної програми? Яке призначення формальних і фактичних параметрів? Що таке ПФ із параметрами і без параметрів?

1.3.Завдання до контрольної роботи № 6

Варіант

1.

2.

Завдання

Скласти схему алгоритму і рішення наступної задачі з використанням підпрограми-функції.

Передбачити вивод вихідних даних і проміжних результатів.

Дано масив чисел {R i }, i=1...10. Обчислити значення елементів

(R

+ y )3

sin(Ri +3)

i

=

i

i

y

=

Ri yi

;

i

Ri

обчислюється за допомогою

Т

де

підпрограми - функції.

Дано

масив

чисел

{y k },

k=1...8.

Знайти значення елементів масиву

Zk =

xk (yk −1)

, де хk обчислюється по формулі

2

yk3

y5

yk7

x = y

k

−

+

k

−

k

3

5

7 ; за допомогою підпрограми – функції.

3.

Дано масив чисел {R i },

i=1...4.

Визначити значення елементів масиву

R2 + x2

i

=

i

i

{A i }, i=1...4 по формулі А

Ri xi

, де хi

обчислюється за допомогою

підпрограми по формулі хi

= sin2R + R3

i

i .

4.

Дано масив чисел {уk }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {x k },

k =

2 Zk

3

5

Zk

= yk +

yk

yk

yk

−1 , де

+

k=1...8 по формулі х

3

5

обчислюється за

допомогою підпрограми.

5.

Дано масив чисел {уk }, k =1...6. Знайти значення елементів масиву {S k },

k=1...6 по формулі S

k =

cosxk

, де

X

k

=1−2y2 sin y

k

обчислюється за

k

допомогою підпрограми.

6.

Дано масив чисел {F k }, k=1...5. Знайти значення елементів масиву {P k },

k = tg

Fk

R = π −2(

sin2 F

)

sin F +

k

Rk

k=1...5 по формулі P

,

де

2

k

k

обчислюється за допомогою підпрограми.

7.

Дано масив чисел {D k }, k=1...5. Знайти значення елементів масиву {R k },

k = K

Ki

x = e(Ki −2)

i

sin x

, де

обчислюється

за

k=1...5 по формулі R

i

i

допомогою підпрограми.

8.

Дано масив чисел {Уi }, i=1...5. Знайти значення елементів масиву {Аi },

i

= tgBi

C = ln2 B

i=1...5 по формулі А

3C

, де

обчислюється за допомогою

i

i

i

підпрограми.

9.Дано масив чисел {Y i }, i=1...8. Знайти значення елементів масиву {Z i },

i=1...8 по формулі Аi

= 2 Y + X tgY

, де

X

i

= 3

1+Y 2

обчислюється за

i

i

i

i

допомогою підпрограми.

10.

Дано масив чисел {y k }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {R k },

= cosb3

− x2

bk

=

sin(xk +3)

k=1...8 по формулі R k

x

обчислюється за

k

k

, де

k

допомогою підпрограми.

11.

Дано масив чисел {Y i }, i=1...6. Знайти значення елементів масиву {Z i },

i=1...6 по формулі Z i

=

yi + xi

Xi = sin yi

+ yi

2

,

де

обчислюється за

допомогою підпрограми.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

Дано масив чисел {C i }, i=1...7. Знайти значення елементів масиву {D i },

			2 Qi			3		5
		i =	Ci −1		Qi = ci +	ci	+	ci
	i=1...7 по формулі D			, де		3		5 обчислюється за

допомогою підпрограми.

Дано масив чисел {X k }, k=1...6. Знайти значення елементів масиву {y k },

k=1...6 по формулі y k = Xk −2Zk2	, де Zk = 3 1−ln xk обчислюється за
допомогою підпрограми.

Дано масив чисел {Z k }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {X k }, k=1...8 по формулі X k = (Zk +2yk )2 , де yk = 2 (π − Zk ) Zk обчислюється за допомогою підпрограми.

Дано масив чисел {X k }, k=1...7. Знайти значення елементів масиву {y k },

k=1...7 по формулі y k =		4	Zk , де	Zk = sin(xk )+	sin 3xk
	π				3	обчислюється за

допомогою підпрограми.

Дано масив чисел {T i }, i=1...6. Знайти значення елементів масиву {R i },

i=1...6 по формулі R i = −ln 2 + Zi2		Zi =	cos 2 Ti
			Ti
	, де			обчислюється за
допомогою підпрограми.

Дано масив чисел {y k }, k=1...7. Знайти значення елементів масиву {Z k },

yk

3

k =

xk

= yk +

yk

xk2 + yk

,

де

3

обчислюється за

k=1...7 по формулі Z

допомогою підпрограми.

Дано масив чисел {P k },

k=1...10.

Знайти

значення

елементів

масиву

{R k }, k=1...10 по формулі R k

=

8

S

S

= cos P

+

cos 2Pk

+

cos4Pk

5

π

k

, де

k

k

3

обчислюється за допомогою підпрограми.

Дано масив чисел {T k }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {S k },

R	=	Tk −1
k		Tk +1		обчислюється за
k=1...8 по формулі S k = RkTk +tgTk , де
допомогою підпрограми.

	Дано масив чисел {x k }, k=1...6. Знайти значення елементів масиву {Z k },
	k=1...10 по формулі Z k = cos	2	2	yk	=	sin(xk +3)
						xk		обчислюється за
			yk − xk , де

допомогою підпрограми.

Дано масив чисел {B k }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {R k },

k =		sin Ak				A =	(x2	+5)
		B −5
k=1...8 по формулі R		k			, де	k	k		обчислюється за

допомогою підпрограми.

22.	Дано масив чисел {F k }, k=1...5. Знайти значення елементів масиву {G k },
	k =	− Hk	H		= F	+	Fk2	+	Fk3
		4Fk					3		5 обчислюється за
	k=1...5 по формулі G		, де	k	k
	допомогою підпрограми.

23.Дано масив чисел {A k }, k=1...6. Знайти значення елементів масиву {B k },

k =

Ak

−5

Ck

=1+

2

Ck Ak

, де

обчислюється за

k=1...6 по формулі B

2Ak tgAk

допомогою підпрограми.

24.

Дано масив чисел {Z k }, k=1...9. Знайти значення елементів масиву {y k },

xk

=

cos Zk

k=1...9 по формулі y k =

Zk −25xk

, де

1− Zk2

обчислюється за

допомогою підпрограми.

25.

Дано масив чисел {R k }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {P k },

P k =

(Rk + y k ) 2

yk = 2(

π2 − Rk2 )

k=1...8 по формулі

2

,

де

обчислюється за допомогою підпрограми.

26.

Дано масив чисел {X k }, k=1...9. Знайти значення елементів масиву {Z k },

k=1...9 по формулі Z k

= −1 y

+ x

y

= sin2 x

+

sin4 xk

+

sin6 xk

, де

2

k

k

k

k

2

2

обчислюється за допомогою підпрограми.

27.Дано масив чисел {H k }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {R k },

k	=	5Hk2	P = 2H 2		+ H 3
		P
k=1...8 по формулі R		k	, де k	k	k	обчислюється за

допомогою підпрограми.

28.Дано масив чисел {X k }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {Z k },

k =		2
	exk	− y	k , де		y	k	= cos x	+cos3x	+cos5x
k=1...8 по формулі Z							k	k	k

обчислюється за допомогою підпрограми.

29.Дано масив чисел {A k }, k=1...9. Знайти значення елементів масиву {B k },

k =

Ak −Ck2

C

k

=1+

Ak2

+

Ak4

+

Ak6

Ck Ak

k=1...9 по формулі

B

, де

3

4

2

обчислюється за допомогою підпрограми.

30.

Дано масив чисел {F k }, k=1...5. Знайти значення елементів масиву {P k },

k = tg

Fk

k=1...5

по

формулі

Rk

,

де

sin2

P

R =π −2(

F

)

sin F +

k

k

k

2

обчислюється за допомогою підпрограми.

31.

Дано масив чисел {уk }, k =1...6. Знайти значення елементів масиву {S k },

k=1...6 по формулі S

k =

cosxk

, де

X

k

=1−2y2 sin y

k

обчислюється за

k

допомогою підпрограми.

32.

Дано масив чисел {уk }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {x k },

k =

2

Zk

3

5

yk −1

Zk = yk +

yk

+

yk

k=1...8 по формулі х

, де

3

5

обчислюється за

допомогою підпрограми.

33.

Дано

масив

чисел

{y k

},

k=1...8. Знайти

значення

елементів масиву

Zk =

xk (yk −1)

, де хk обчислюється по формулі

2

yk3

y5

yk7

x = y

k

−

+

k

−

k

3

5

7 ; за допомогою підпрограми .

34.

Дано масив чисел {R i }, i=1...4. Визначити значення елементів масиву

R2 + x2

i

=

i

i

{A i }, i=1...4 по формулі А

Ri xi

, де хi

обчислюється за допомогою

підпрограми по формулі хi

= sin2R + R3

i

i .

35.

Дано

масив

чисел

{X k },

k=1...10.

Знайти

значення

елементів масиву

3

2

yk =

xk −3

{Z k }, k=1...10 по формулі Z k =

yk − xk

, де

xk +3

обчислюється

за допомогою підпрограми.

36.

Дано масив чисел {Y i }, i=1...10. Знайти значення елементів масиву {Z i },

3 y

+ x

i=1...10 по формулі Z i =

i

2

i i

Xi = sin yi +

yi

, де

обчислюється за

допомогою підпрограми.

37.

Дано масив чисел {X k }, k=1...7. Знайти значення елементів масиву {y k },

= Zk −2

x3

x5

x7

k

xk

−1

Z

= x

+

k

−

k

+

k

k=1...7 по формулі y

5

7

обчислюється

, де

k

k

3

за допомогою підпрограми.

38.

Дано масив чисел {K k }, k=1...5. Знайти значення елементів масиву {R k },

3

Kk

x = e(Ki −2)

k = K

i

+

4x

, де

обчислюється за

k=1...5 по формулі R

i

i

допомогою підпрограми.

39.Дано масив чисел {P k }, k=1...8. Знайти значення елементів масиву {R k },

k=1...8 по формулі R k	= ln P + P ePk	, де	Bk = 25.3 Pk + 4.3
	k k

обчислюється за допомогою підпрограми.

40.	Дано	масив чисел	{X k }, k=1...15. Знайти		значення			елементів масиву
				2
	{Z k },	k=1...15 по формулі		Z k = exk +eYk		,	де	Yk = Xk −100
	обчислюється за допомогою підпрограми.
41.	Дано	масив чисел	{A k }, k=1...14. Знайти		значення			елементів масиву
	{B k },	k=1...14 по	формулі	B k = eAk +cosCk2		,	де	Ck = eAk +3 Ak
	обчислюється за допомогою підпрограми.

42.Дано масив чисел {S k }, k=1...15. Знайти значення елементів масиву {T k },

k=1...15 по формулі T

k = 3

Sk − Xk

,

де

X

k

= sin2 S

k

−cos2 S

k

обчислюється за допомогою підпрограми.

43.

Дано масив чисел {D

k },

k=1...13.

Знайти значення елементів масиву

D2

= e

xk Dk

− X

Xk =

k

{C k }, k=1...13 по формулі C k

k

,

1−

D

де

k

обчислюється за допомогою підпрограми.

44.

Дано масив чисел {C i }, i=1...10. Знайти значення елементів масиву {A i },

C2

+ D3

i

=

i

i

C

C D

i=1...10 по формулі A

,

де

D = e

i +sin C

обчислюється за

i i

i

i

допомогою підпрограми.

45.Дано масив чисел {C i }, i=1...16. Знайти значення елементів масиву {A i },

i

= 3

C

+ B C

B = sin

2

C

i=1...16 по формулі A

i

i i

, де i

i обчислюється за

допомогою підпрограми.

46.

Дано масив чисел {H i }, i=1...14. Знайти значення елементів масиву {P i },

i =

π2

+

π2 Ri3

Ri

=

Hi

2

H

i

Hi

−1

i=1...14 по формулі P

, де

обчислюється за

допомогою підпрограми.

47.Дано масив чисел {Z k }, k=1...12. Знайти значення елементів масиву {S k },

k=1...12 по формулі S k = (Yk − Zk )Zk

Y

=

(

Zk −1 )3

, де

k

(

Zk +1 )2

обчислюється за

допомогою підпрограми.

48.

Дано масив чисел {C i }, i=1...16. Знайти значення елементів масиву {B i },

i

= −

Zi

+

Zi

−

Zi

Z

i

=

2(Ci −1)2

C3

2C

4C

5C

, де

i=1...16 по формулі B

i

i

i

i

обчислюється за допомогою підпрограми.

49.Дано масив чисел {уk }, k=1...10. Знайти значення елементів масиву {Z k },

k=1...10 по формулі Z k =	(	y	k	+ x	k	) (y	k	− x	k	)2	, де xk = 3sin2 yk −1
						2

обчислюється за допомогою підпрограми.

50.Дано масив чисел {уk }, k=1...10. Знайти значення елементів масиву {Z k },

k=1...10 по формулі Z k	= y	k	sin2 P	P	= 2y2	−4y4	+8y6
			k , де	k	k	k	k

обчислюється за допомогою підпрограми.