Функции

Принцип программирования на языке С(С++), как и в ряде других языков программирования, основан на понятии функции. В рассмотренных ранее программах мы уже пользовались функциями. К их числу относятся функции ввода/вывода, работы с символьными строками и ряд других. Эти функции являются системными, в то же время мы разработали несколько функций, использующих вышеназванные и озаглавленных одним общим именем main(). Несколько подробнее остановимся на вопросе, как создавать свои собственные функции и делать их доступными для функции main(), а также друг для друга.

Что такое функция? Функция - самостоятельная единица программы, разработанная для выполнения некоторого функционально законченного действия. Связь между функциями осуществляется через аргументы, возвращаемые значения и внешние переменные. Если внутри функции используются уже определенные ранее имена, то это соответствует неявной передаче информации в функцию. В исходном файле функции разрешается располагать в любом порядке, исходную программу можно подразделять на произвольное число файлов. Следует различать понятия «прототип функции» и «определение функции».

Прототип функции.

Прототип функции – это ее имя с указанием типа возвращаемого результата и перечислением в круглых скобках (через запятую) типов передаваемых параметров. Прототип функции завершается точкой с запятой. Например:

double step(float x, int n); int min(int , int );

char * prod(char *, int k);

Прототип является предварительным объявлением данных функции: имени функции, количества и типов параметров, типа результата. Прототип необходим компилятору для того, чтобы проконтролировать корректность вызова функции и в необходимых случаях, выполнить преобразование аргументов к типу принимаемых параметров, а также сгенерировать корректный возвращаемый результат.

Имена параметров в прототипе можно опустить, однако рекомендуется их указывать. Компилятор будет использовать имена параметров при выдаче диагностических сообщений о несоответствии типов аргументов и параметров. В том случае, когда в функцию не передаются аргументы, в прототипе в круглых скобках вместо списка параметров записывается слово void либо ничего не указывается.

Определение функции.

Определение (или описание) функции – это ее полная реализация. Определение функции может располагаться в любом месте программы, но определение одной функции не может вмещать в себя определение другой функции, но может содержать ее прототип, если она вызывает эту функцию.

Если определение некоторой функции располагается ниже точки ее вызова или в другом файле, то для такой функции выше точки ее вызова обязательно должен быть помещен прототип. В соответствии с синтаксисом языка СИ определение функции имеет следующую форму:

[спецификатор_класса_памяти] [спецификатор_типа] имя_функции

([список_формальных_параметров])

{ тело_функции }

Необязательный спецификатор_класса_памяти задает класс памяти функции, который может быть static или extern. Спецификатор_типа функции задает тип возвращаемого результата. Результат может быть любого стандартного типа, а также типа, определенного пользователем (структура, объединение, класс и др.). Функция возвращает явно только одно значение указанных типов. Допускается реализация функций, не имеющих параметров и/или не возвращающих никаких значений. Если спецификатор_типа не задан, то предполагается, что функция возвращает значение типа int.

Передача (возврат) значения из вызванной функции в вызывающую осуществляется посредством использования оператора возврата return, имеющего следующий вид:

return выражение; или return (выражение);

Выражение может являться как некоторой константой, так и вычисляемым выражением:

return -12; или return (-12);

return i+5/j; или return (i+5/j);

Оператор return в теле функции может встречаться более одного раза. При его встрече происходит прекращение выполнения функции и осуществляется передача управления очередной инструкции (команде) в вызывающей функции. Если в операторе return отсутствует выражение, а вызваемая функция должна вернуть некоторое значение то компилятор генерирует ошибку. При отсутствии оператора return функция будет выполнена до конца. В этом случае функция также явно не возвращает результат, перед именем такой функции в ее прототипе и в ее определении должно быть записано слово void.

Если тип выражения в операторе return не соответствует типу значения, возвращаемому функцией, то будут выполнены автоматически соответствующие преобразования типа выражения к типу возвращаемого функцией значения. В случае невозможности таких преобразований выводится сообщение об ошибке.

Функция не может в качестве результата возвращать массив любого типа, но может передать указатель на такой массив. Это связано с тем, что в С(С++) нет операции присваивания массивов.

Спецификатор типа возвращаемого функцией результата должен быть указан перед именем функции в операторе прототипа и в определении функции. Отдельные части спецификации могут отсутствовать. При отсутствии типа возвращаемого результата предполагается, что функция возвращает значение типа int.

Ниже приводится пример программы, в которой из функции main() производится вызов поочередно двух функций (fun1, fun2):

#include <stdio.h>

int fun1(int , int ); // прототип функции fun1

int fun2(int *, int *); // прототип функции fun2

void main()

{ int a,b,c;

scanf("%d%d",&a,&b);

c=fun1(a,b); // вызов функции fun1

printf("\n 1: результат %d - %d = %d",a,b,c);

c=fun2(&a,&b); // вызов функции fun2

printf("\n 2: результат %d - %d = %d",a,b,c);

}

fun1(int a,int b)

{ a--; // измененное локальное значение переменной a

return a-b; // в main передается значение разности a-b

}

fun2(int *a,int *b)

{ (*a)++; // изменяется значение по адресу a

return *a-*b;

}

Функция fun1 принимает в качестве аргументов значения переменных a и b, копируя их в локальные переменные a и b. Изменение переменной a в функции не приводит к изменению значения переменной a описанной в main.

Функция fun2 принимает адреса переменных a и b, копируя их в указатели. Изменение значения по адресу переменной a приводит к изменению значения переменной а в функции main.

Любая функция, может завершаться при вызове системной функции abort() или exit(n) , где n – целое число, являющееся кодом завершения. Код завершения обычно используется программой, которая породила текущий процесс. В этом случае прекращается выполнение всей программы, автоматически закрываются все открытые файлы и освобождаются все области динамической памяти.