Механизм передачи параметров.

В заголовках процедур и функций может быть задан список формальных параметров - имен для обозначения исходных данных и результатов работы процедуры.

При вызове подпрограммы на их место будут поставлены конкретные значения.

Список формальных параметров может включать в себя:

- параметры-значения;

- параметры-переменные;

- параметры-процедуры;

- параметры-функции;

- нетипизированные параметры.

В списке имена формальных параметров отделяются друг от друга точкой с запятой, а от типа имя параметра отделяется двоеточием.

Примеры заголовков:

procedure P (procedure B; function C: real; Q, W, R: char);

procedure A;

Между формальными и фактическими параметрами должно быть полное соответствие:

- формальных и фактических параметров должно быть одинаковое количество;

- порядок следования формальных и фактических параметров должен быть один и тот же;

- тип каждого фактического параметра должен совпадать с типом соответствующего формального параметра.

Параметры-значения используются для передачи исходных данных основной программы в подпрограмму. В списке формальных параметров они перечисляются через запятую с обязательным указанием типов.

procedure Abort (Msg: string);

function Step (N: integer; X: real): real;

Фактическим параметром может быть произвольное выражение, которое вычисляется и используется как начальное значение формального параметра, т.е. происходит подстановка значений.

Параметры-значения в ходе выполнения подпрограммы могут изменяться, поэтому их нельзя использовать для передачи результатов из подпрограммы в основную программу.

Пример:

Program Par_Znach;

var

A, B: real;

procedure Sum_Square (X, Y: real); {X, Y - формальные параметры}

begin

X := X*X;

Y := Y*Y;

Writeln ('Сумма квадратов =', X + Y);

end;

begin

A := 1.5;

B := 3.4;

Sum_Square (A, B); {Вызов процедуры с передачей ей фактических параметров А и В}

end.

Параметры-переменные используются для определения результатов выполнения процедуры и в списке формальных параметров перечисляются после зарезервированного слова var с обязательным указателем типа.

Procedure Example (var M, N: integer; var Y: real);

Изменение параметра-переменной приводит к изменению фактического параметра в вызывающей программе.

Т.е. результаты работы процедуры возвращаются в вызываемую программу только через параметры-переменные.

Пример:

Program Sum_Sub_Square;

var

A, B: real;

Sum AB, Sub AB: real; {Sum, Sub - параметры-переменные}

procedure Sum_Sub (X, Y: real; var Sum, Sub: real);

begin

Sum := X*X + Y*Y;

Sub := X*X - Y*Y;

end;

begin

A := 1.5;

B := 3.4;

Sum_Sub (A, B, Sum AB, Sub AB); {вызов процедуры с передачей значений фак. Параметров А и В и параметров-переменных Sum AB и Sub AB}

Writeln ('Сумма квадратов чисел', A, 'и', B, '=', Sum AB);

Writeln ('Разность квадратов чисел', A, 'и', B, '=', Sub AB);

end.

Параметры-процедуры и параметры-функции.

Turbo Pascal рассматривает процедуры и функции как объекты, которые присваиваются переменным, которые называются процедурными, и могут выступать в качестве формальных параметров при вызове процедур и функций.

Процедурной переменной можно присвоить процедурные значения, которые могут быть и идентификаторами процедур или функций.

Переменные в левой и правой части должны быть совместимыми по присваиванию, т.е. должны иметь:

- одинаковое число параметров;

- параметры в соответствующих позициях должны быть тождественными;

- типы результатов функций должны быть идентичны.

Если процедура или функция присваивается процедурной переменной, то она должна удовлетворять следующим требованиям:

- объявляться с директивой far компилироваться в состоянии {$F+}

- не должна быть: 1) стандартной процедурой или функцией;

2) вложенной процедурой или функцией;

3) inline процедурой или функцией;

4) interrupt процедурой или функцией.

При использовании параметров-процедур или параметров-функций в списке перед соответствующими формальными параметрами указывается зарезервированное слово procedure или function:

Procedure Example (K, L: intrgrt; var M: real; procedure Prob; function Step: real);

где K, L - параметры-значения,

М - параметр-переменная,

Prob - параметр-процедура,

Step - параметр-функция.

Пример: программа, в которой с помощью одной и той же процедуры печати таблицы производится вывод на экран трех таблиц арифметических функций (сложения, умножения и произведения суммы на разность чисел).

Program Demo_Tab1;

type

Func = function (X, Y: integer_: integer; {описание процедурного типа Func}

{$F+}

function Add (X, Y: integer): integer; {описание функции сложения двух чисел}

begin

Add := X + Y;

end;

function Mult (X, Y: integer): integer; {описание функции умножения 2-х чисел}

begin

Mult := X*Y;

end;

function Funny (X, Y: integer): integer; {описание функции умножения суммы на разность 2-х целых чисел}

begin

Funny := (X + Y)*(X + Y);

end;

{$F-}

procedure Type_Tab1 (W, H: integer; Operation: Func); {описание процедуры вывод таблицы из 2-х чисел от 1 до 10}

var

X, Y: integer;

begin

for Y := 1 to H do

begin

for X := 1 to W do

Write (operation (X, Y): 5);

Writeln;

end;

end;

begin {начало главной программы}

Type_Tab1 (10, 10, Add); {Вызов процедур

Type_Tab1 (10, 10, Mult); печати таблиц: +, - и

Type_Tab1 (10, 10, Funny); произведения}

end.

Область действия параметров

Все объекты, описываемые после заголовка процедуры, называются локальными и доступны в пределах этой процедуры.

Все объекты, описанные в вызывающей программе, называются глобальными и являются доступными внутри процедур, вызываемыз

программой.

Структура блоков некоторой Pascal-программы:

Для доступа к объектам, описанным в различных блоках, требуется соблюдать следующие правила:

1. Имена объектов, описанных в некотором блоке, считаются известными в пределах данного блока, включая и вложенные.

2. Имена блоков, описанных в блоке, должны быть универсальны в пределах данного блока и могут совпадать с именами в других блоках.

3. Если в некотором блоке описан объект, имя которого совпадает с именем объекта, описанного в объемлющем блоке, то это последнее имя не доступно в данном блоке.

В предыдущей схеме:

Объекты, описанные в блоке В известны еще и в блоках С и D, но неизвестны в блоке А. объекты, описанные в блоке F известны только в пределах этого блока.

Пример:

Program Example_proc;

procedure P;

procedure A;

var J: integer; {локальная переменная J является глобальной по

отношению к процедуре В}

procedure B;

var J: integer;

begin

Writeln (J);

end;

begin

J := 1;

B; {Вывод процедуры В}

end;

begin

A; {Вывод процедуры А}

End

Билет 31

Функция

Подпрограмма-функция служит, как правило, для получения одного результата простого типа, типа «указатель» или стандартных типов string и PChar.

Функция представляет собой отдельную программную единицу, структура которой идентична структуре основной программы, за исключением заголовка:

function FuncName (q1: t1; q2: t2; . . .): FuncType;

<Раздел описаний локальных объектов>

begin {FuncName}

p1;

. . .

pn;

FuncName := . . .; {Возвращаемый результат функции}

end; {FuncName}

где FuncName – имя функции (имеет статус переменной);

qi – имена формальных параметров;

ti – идентификаторы типов формальных параметров;

FuncType – идентификатор типа результата (имени) функции;

pj – операторы тела функции.

Основные правила оформления и использования функций:

1. Описание подпрограммы располагается в разделе описаний основной программы после раздела var.

2. Формальные параметры не имеют конкретных значений, они лишь обозначают место и действия, которые нужно совершить над фактическими параметрами.

Например: если f (x) =

то f (5) =

Здесь x – формальный, а 5 – фактический параметр.

3. Объекты (метки, константы, типы, переменные и т.д.), описанные внутри подпрограммы, являются локальными, т.е. действуют только в пределах данной подпрограммы. Объекты, описанные в основной программе, являются глобальными, т.е. действуют как внутри подпрограммы, так и в основной программе.

Это означает, в частности, что подпрограмма может модифицировать (изменять) глобальные переменные, что чаще всего нежелательно или чревато трудно диагностируемыми ошибками. Поэтому следует по возможности все переменные, с которыми оперирует подпрограмма, описывать как локальные. Особенно это касается параметров циклов for – do, для них это требование обязательно.

4. Обращение к функции в основной программе осуществляется автоматически при использовании ее имени со списком фактических параметров в качестве операнда выражения, например:

r := . . . + FuncName (b1, b2, . . .);

Перед выполнением подпрограммы формальные параметры автоматически заменяются на фактические. После выполнения функции результат должен быть присвоен переменной – имени функции для передачи его в вызывающую программу. Поэтому в теле функции программист должен хотя бы один раз записать имя функции в левой части оператора присваивания.

5. Должно соблюдаться взаимооднозначное соответствие между фактическими и формальными параметрами подпрограмм по количеству, порядку следования в списке и типу.

Пример: составить программу для вычисления количества сочетаний из n по m

1(13.1)

Сочетаниями из n элементов по m называется их соединения (комбинации), различающиеся друг от друга только самими элементами, при этом порядок их следования безразличен. Например, сочетания из трех элементов a, b, c по 2:

ab; ac; bc.

Основное свойство сочетаний:

2(13.2)

Как видно из приведенных формул, количество сочетаний из n по m выражается через факториалы n, m, (n-m). Факториалом числа k (обозначается k!) называется произведение:

3(13.3)

Основное свойство факториала:

4(13.4)

Практическое вычисление количества сочетаний по формуле (13.1) нерационально, так как числитель и знаменатель содержат повторяющиеся группы сомножителей. Если применить формулы (13.2) и (13.3) и произвести соответствующие сокращения, то получим гораздо более экономичную формулу:

5(13.5)

Теперь рассмотрим программно-алгоритмическую сторону задачи. Из (13.5) видно, что для вычисления необходимо несколько раз вычислить произведение натуральных чисел с разными пределами перемножения. Поэтому целесообразно перемножение натуральных чисел от First до Last выделить в подпрограмму-функцию:

function Multiple (First, Last: Byte): Longint;

Тогда в основной программе достаточно несколько раз вызвать эту функцию при разных значениях параметров

if M < N / 2 then

Cnm := Multiple (N – M + 1, N) / Multiple (2, M)

else

Cnm := Multiple (M + 1, N) / Multiple (2, N - M);

Ниже приводится текст программы, которая выводит таблицу факториалов M и количеств сочетаний из 20 по М для всех 0 ? M ? 20.

program Combine;

{Факториалы и количество сочетаний из 20 по M}

uses

CRT;

{Глобальные описания}

const

N = 20;

var

M : Byte;

function Multiple (First, Last: Byte) : Single;

{Произведение натуральных чисел от First до Last}

var {Локальные переменные}

Mult: Single;

i: Byte;

begin {Multiple}

Mult := 1;

for i := First to Last do

Mult := Mult * i;

Multiple := Mult; {Возвращаемый результат функции}

end; {Multiple}

begin {Combine}

ClrScr; Writeln;

{"Шапка" таблицы}

Writeln (' M', ' ':10, 'Факториал M', ' ':3, '(из 20 по M)');

Writeln;

for M := 0 to N do {Перебор M}

begin

{Многократный вызов функции при разных значениях параметров}

Write (M:4, ' ', Multiple (2, M):20:0, ' '); {Факториал M}

{Количество сочетаний из N по M}

if M < N / 2 then

Writeln (Multiple (N - M + 1, N) / Multiple (2, M):10:0)

else

Writeln (Multiple (M + 1, N) / Multiple (2, N - M):10:0);

end; {for i}

end. {Combine}

Замечание по программе:

Функция k! растет очень быстро и уже при k=13 результат выходит за пределы числа максимального целого типа Longint. Поэтому для результата функции Multiple использован вещественный тип Single.