Тема 5. Функции в Си. Создание и использование функций.

В языке Си все программы рассматриваются как функции. Обычно программы на этом языке состоят из большого числа небольших функций. Для каждой из используемых функций приводится описание и определение функции (Описание функции дает информацию о типе функции и о порядке следования параметров. При определении функции указываются конкретные операторы, которые необходимо выполнить). Функции должны иметь тот же тип, что и значения, которые они возвращают в качестве результатов. По умолчанию предполагается, что функции имеют тип int. Если функция имеет другой тип, он должен быть указан и в вызывающей программе, и в самом определении функции.

Рассмотрим описание функций: можно использовать два различных стиля описания функций (классический и современный стиль). В первом случае формат описания функции следующий:

тип имя_функции ();

Эта спецификация описывает имя функции и тип возвращаемого значения.

Современный стиль используется в конструкциях расширенной версии Си, предложенной ANSI. При описании функций в этой версии Си используются специальные средства языка, известные под названием «прототип функции». Описание функции с использованием ее прототипа содержит дополнительно информацию о ее параметрах:

тип имя_функции (пар_инф1, пар_инф2, …);

где параметр пар_инфi– информация о имени и типе формальных параметров.

Определение функции. Так же, как и в описании функции, при определении функций можно использовать два стиля – классический и современный. Классический формат определения функций имеет следующий вид:

тип имя_функции (имена параметров )

определение параметров;

{

локальные описания;

операторы;

}

Формат описания в современном стиле предусматривает определение параметров функции в скобках, следующих за именем функции:

тип имя_функции (пар_инф, пар_инф, …)

где определение параметра пар_инф – содержит информацию о передаваемом параметре: тип и идентификатор.

Необходимо отметить, что ряд описаний (константы, типы данных, переменные), содержащихся внутри функции (исключение составляет главная функция main0), определены только внутри этой функции. Поэтому язык Си не поддерживает вложенность функций, т.е. одна функция не может быть объявлена внутри другой функции.

Функции могут быть размещены в программе в различном порядке и считаются глобальными для всей программы, включая встроенные функции, описанные до их использования.

Вызов функции осуществляется по имени функции, в скобках указываются фактические аргументы.

Результат выполнения функции возвращается при помощи оператора return. Общий вид:

Return(выражение);

Оператор завершает выполнение функции и передает управление следующему оператору в вызывающей функции. Это происходит даже в том случае, если оператор returnявляется не последним оператором тела функции.

Можно использовать оператор returnв виде:

return;return0;

Его применение приводит к тому, что функция в которой он содержится, завершает свое выполнение управление (передается) возвращается в вызывающую функцию. Поскольку у данного оператора отсутствует выражение в скобках, никакое значение при этом не передается функции.

main( )

{ floaty,x,mult( ); /* описание в вызывающей программе */

int n;

………

y=mult(x, n);

………}

floatmult(v,k) /* описание в определении функции */

float v;

int k;

{ float res;

for (res=0.0; k>0; k--)

res=res*v;

return(res); } /* возвращает значение типаfloat*/

С помощью оператора returnв вызывающую программу можно передать только одну величину. Если нужно передать две величины, нужно воспользоваться указателями.

Определение функции специфицирует имя, формальные параметры и тело функции. Оно может также специфицировать тип возвращаемого значения и класс памяти функции. Синтаксис определения функции следующий:

[<спецификация КП>][<спецификация типа>]<описатель>([<список параметров>]) [<объявление параметров>] <тело функции>

Спецификация класса памяти <спец. КП> задает класс памяти функции.

<спец. типа> в совокупности с описателем определяет тип возвращаемого значения и имя функции. <Список параметров> представляет собой список (возможно, пустой) имен формальных параметров, значения которых передаются функции при вызове. <Объявления параметров> задают идентификаторы и типы формальных параметров. <Тело функции> составной оператор, содержащий объявления локальных переменных и операторы.

Современная конструкция:

[<спецификация КП>][<спецификация типа>]<описатель>([<список объявлений параметров>])<тело функции>

Объявление функции: классическая форма:

[<спецификация КП>][<спецификация типа>]<описатель>([<список типов аргументов>]);

Объявление функции специфицирует имя функции, тип возвращаемого значения и, возможно, типы ее аргументов и их число.

Современный стиль описания (объявление прототипов). В списке типов аргументов прототип может содержать также и идентификаторы этих аргументов.

float f1(float a, float b)

{ float c;

c=(2*pow(a,3)+sin a)/pow(a+b,4);

return c; }

main( )

{ float x,y,s=0;

clrscr ( );

printf (“\n Введите x, y”);

scanf (“%f %f ”, &x, &y);

s=f1(5.6, y)+f1(2*x-1, x*y);

printf(“\n s=%6.2f ”,s);

return0; }

Адресные операции. Си поддерживает две специальные адресные операции: операцию определения адреса (&) и операцию обращения по адресу (*). Операция & возвращает адрес данной переменной. Еслиsumявляется переменной типаint, то &sumявляется адресом этой переменной.

Указатели. Указатель является переменной, которая содержит адрес некоторых данных. Вообще говоря, указатель – это некоторое символическое представление адреса. &sumв данном случае означает «указатель на переменнуюsum». Фактическим адресом является число, а символическое представление адреса &sumявляется константой типа указатель. Т.обр. адрес ячейки памяти, отводимой переменнойsumв процессе выполнения программы не меняется.

В языке Си имеются и переменные типа указатель. Значением переменной типа указатель служит адрес некоторой величины. Пусть указатель обозначен идентификатором ptr, тогда оператор следующего вида присваивает адресsumпеременнойptr:ptr=&sum. В этом случае говорят, чтоptr«указывает на»sum. Итак,ptr– переменная, &sum– константа. Переменнаяptrможет указывать на какой-нибудь другой объект:

ptr=&max

Значением ptrявляется адрес переменнойmax. Рассмотрим операцию обращения по адресу (*) или операцию косвенной адресации. предположим в переменнойptrсоержится ссылка на переменнуюmax. Тогда для доступа к значению этой переменной можно воспользоваться операцией обращения по адресу (*). Для определения значения, на которое указываетptrзапишем следующий оператор:

Res=*ptr; (Последние два оператора, взятые вместе, эквивалентны следующему:Res=max;)

Использование операции получения адреса и косвенной адресации оказывается далеко не прямым путем к результату, отсюда и появление слова «косвенная» в названии операции.).

Операция (*) – когда за этим знаком следует указатель на переменную, результатом операции является величина, помещенная в ячейку с указанным адресом.

Описание указателей. При описании переменных типа «указатель» необходимо указать на переменную какого типа ссылается данный указатель. Т.к. переменные разных типов занимают различное число ячеек, в то время как для некоторых операций, связанных с указателями, требуется знать объем отведенной памяти. Примеры правильного описания указателей:

int * iptr;

char * cptr;

float*fptr;

Использование указателей для связи между функциями. Рассмотрим пример использования указателей для установления связи между функциями. В данном примере указатели используются для обмена значений переменных.

main()

{ int x=5, y=10;

printf (“x=%d y=%d\n”, x, y);

change(&x, &y); /*передача адресов функции*/

printf (“x=%d y=%d\n”, x, y); }

change (u,v)

int*u, *v; /*uиvявляются указателями*/

{ inttemp;

temp=*u; /*tempприсваивается значение, на которое указываетu*/

*u=*v;

*v=temp; }

Данная функция изменяет значения переменных xиy. Путем передачи функции адресов переменных х и у мы предоставили ей возможность доступа к ним. Используя указатели и операцию (*), функция смогла извлечь величины, помещенные в соответствующие ячейки памяти, и поменять их местами.

Основная литература: 1осн[173-205],2осн[256-290]

Дополнительная литература:10доп[51-54]

Контрольные вопросы:

1. Могут ли имена формальных и фактических параметров подпрограмм совпадать между собой?

2. В чем состоит отличие описания процедуры и функции?

3. Какие параметры называются формальными и какие – фактическими?

4. Какие существуют стили описания и определения функций?

5. Назовите оператор для возвращения результата выполнения функции?