4870

Функции. Способы передачи параметров. Значения по умолчанию. Рекурсия

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Функции. Способы передачи параметров. Значения по умолчанию. Рекурсия. Функцией называют поименованный блок программного кода. Передача управления этому блоку в процессе работы программе осуществляется в виде вызова функции. Функция может иметь па...

Русский

2012-11-28

46.5 KB

9 чел.

Функции. Способы передачи параметров. Значения по умолчанию. Рекурсия.

Функцией называют «поименованный» блок программного кода. Передача управления этому блоку в процессе работы программе осуществляется в виде вызова функции. Функция может иметь параметры (аргументов), а также возвращаемое значение. В каждой программе на С++ должна присутствовать функция main, которая первой получает управление при запуске программы. Все остальные функции вызываются из main (с учетом возможной вложенности вызовов).

Заголовок функции, т.е. тип возвращаемого значения, её имя и список формальных параметров, называют прототипом функции. Действия, которые производит функция, составляют её тело, оно заключено в фигурные скобки. Прототип и тело вместе составляют определение функции. Функция должна быть объявлена до момента её вызова, для объявления функции достаточно её прототипа.

В идеале, функция должна представлять собой реализацию некоторой «обособленной» функциональности, максимально пригодную для многократного использования в разных местах программы. В качестве простого примера рассмотрим функцию, вычисляющую квадрат от числа:

// Функция вычисляет квадрат заданного числа

double square( double d )

{

 return d * d;

}

// Вызов функции

double x = square( 5.0 );

Оператор return предписывает немедленный выход из функции с возвратом соответствующего значения. Если функция не имеет возвращаемого значения (т.е. имеет тип void), то и return вызывается без параметров. Завершающий return для таких функций можно опустить.

 

// Функция выводит на экран корень числа, переданного в качестве параметра

void printSqrt( double d )

{

 if ( d < 0 )

{

 std::cout << "Ошибка! d < 0" << std::endl;

 return;

}

std::cout << "Корень из d: " << std::sqrt( d ) << std::endl;

}

Если функция не имеет ни параметров, ни возвращаемого значения, то её «полезное» предназначение может состоять в изменении состояния каких-либо «внешних» по отношению к функции (например, глобальных) объектов:

void coutendl() // функция выполняет «перевод строки» на экране

{

std::cout << std::endl;

}

Выполнение функции происходит тогда, когда в тексте программы встречается оператор вызова. Если функция принимает параметры, при вызове должны быть указаны фактические параметры, т.е. значения всех её аргументов.

Вызов функции может обрабатываться двумя способами. Если функция объявлена встроенной (со спецификатором inline), то компилятор просто подставит тело функции в точку вызова. В остальных случаях, в стековой памяти резервируется место необходимого размера (кадр стека), в котором выделяется память для всех локальных переменных, параметров функции и адреса возврата. По окончании работы функции память освобождается, результат передается на место вызова функции, а управление передается обратно вызывающему коду.

Различают 3 способа передачи параметров в функцию. При передаче по значению параметр получает копию значения, переданного вызывающим кодом. При этом изменение значения параметра внутри функции никак не затрагивает «оригинальное», внешнее значение:

double x2( double d )

{

 // Изменяется значение локальной копии

d = d * 2;

 return d;

}

// Вызывающий код

double y = 5;

double z = x2( y );

// y не изменилось после вызова функции x2

std::cout << y << std::endl;

Передача параметров по значению может быть неприемлема по разным причинам: если производится передача большого объекта, занимающего значительное место в памяти, что делает расходы на его копирование неоправданными. Кроме того, иногда значения параметров должны быть модифицированы внутри функции, что невозможно при передаче по значению.

В таких случаях необходимо использовать передачу по адресу или по ссылке. При передаче по адресу в роли параметров функции выступают указатели.

// Функция обменивает значения двух переменных

void swap( int * px, int * py )

{

 // Запомнили значение по адресу px во временную переменную

 int tmp = * px;

 // Заменили значение по адресу px на значение по адресу pу

* px = * py;

 // Заменили значение по адресу py на tmp

* py = tmp;

}

// Вызывающий код

int a = 5, b = 3;

// Передаем адреса переменных

swap( & a, & b );

Поскольку при вызове функции указатели получают значения адреса внешних переменных, косвенное изменение значения по этому адресу внутри функции затрагивает и внешние «оригинальные» переменные.

При использовании параметров-ссылок реализация swap будет выглядеть так:

// Функция обменивает значения двух переменных

void swap( int & x, int & y )

{

 // Запомнили значение x во временную переменную

 int tmp = x;

 // Заменили значение x на у

x = y;

 // Заменили значение y на tmp

y = tmp;

}

// Вызывающий код

int a = 5, b = 3;

// Передаем адреса переменных

swap( a, b );

Использование ссылок позволяет добиться аналогичного эффекта, как и в случае работы с указателями, но без загромождения кода многочисленными операциями взятия адреса и разыменовывания.

Механизм передачи параметров по адресу и по ссылке часто также используют для возврата дополнительных переменных из функции:

// Функция реализует "безопасное" деление.

// Возвращаемое значение - признак "успеха":

// false при делении на 0

// Параметр result используется как выходной параметр

// и получает значение частного

bool divide( double a, double b, double & result )

{

  if ( b == 0 )

     return false;

  

  result = a / b;

  return true;

}

// Вызывающий код:

double a = 4, b = 5;

double c;

if ( ! divide( a, b, c ) )

{

  // ошибка!

}

Значение параметра по умолчанию –  это значение, которое подразумевается подходящим в большинстве предполагаемых сценариев  использования функции. Это позволяет избежать необходимости передавать значения всех параметров функции во многих случаях. Значения по умолчанию для одного или нескольких параметров оформляются подобно инициализации переменных. При вызове функции, фактические аргументы сопоставляются с формальными параметрами последовательно, и значения по умолчанию могут использоваться только для подстановки вместо отсутствующих последних аргументов.

// Функция округляет val до digit цифр после

// запятой, по умолчанию - до 3го знака

double roundToDigit( double val, int digit = 3 )

{

  int factor = std::pow( 10.0, digit );

  int rounded = static_cast< int >( val * factor + 0.5 );

  return static_cast< double >( rounded ) / factor;

}

// Вызывающий код:

double x = roundToDigit( 1.2345 ); // x = 1.235

double y = roundToDigit( 1.2345, 1 ); // y = 1.2

Рекурсия.

Функция, которая прямо или косвенно вызывает сама себя, называется рекурсивной. Для такой функции необходимо определить условие окончания, иначе рекурсия будет продолжаться бесконечно, что приведет к зависанию программы. Классический пример – рекурсивная реализация функции вычисления факториала:

// Функция вычисляет факториал n

unsigned int fact( unsigned int n )

{

  if ( n == 0 ) // Условие окончания рекурсии

     return 1;

  // Рекурсивно вызываем fact для меньшего n:

  return n * fact( n - 1 );

}

В этом примере функция вызывает сама себя n раз, до тех пор, пока параметр не уменьшится до 0. Последний вызов немедленно возвращает значение 1, и дальше это значение «всплывает» по стеку, пока управление не вернется назад в вызывающий код. Как правило, рекурсивные функции выполняются медленнее их итеративных аналогов, что связано с затратами на вызов функции. Тем не менее, для многих задач, рекурсивный подход представляется наиболее естественным и понятным способом реализации. Надо заметить, что многие оптимизирующие компиляторы способны неявно преобразовать некоторые виды рекурсии в итеративную схему вычислений.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81894. Уровни менеджмента в организационной иерархии 40.53 KB
  Менеджеры высшего звена президент вицепрезидент генерал ректор университет. Менеджеры среднего звена главный бухгалтер главный инженер директор предприятия капитан. Менеджеры низшего звена начальник цеха мастер начальник отдела по маркетингу сержант Три основных уровня менеджеров. Менеджеры низшего звена Функции: осуществление контроля за выполнением производственных заданий; непосредственное руководство рабочими и сотрудниками; обеспечение информацией руководителей высших уровней о выполнении производственных заданий.
81895. Перспективные формы организаций 41.13 KB
  Идея формирования эдхократической организации зародилась еще в середине века в американской компании ХьюлеттПаккард . Отсюда следует что организационная структура управления эдхократической организации порой жестко не определена иерархическое строение ее может довольно часто изменяться у менеджеров не всегда есть жесткая привязка к определенной сфере деятельности. Организационную структуру управления эдхократической организации обычно ассоциируют со схемой концентрической формы.
81896. Общие функции менеджмента 38.02 KB
  Суть управленческой деятельности на всех уровнях управления обеспечивают функции менеджмента. На сегодняшний день к функциям менеджмента относится : планирование организация мотивация контроль регулирование. Планирование главная функция менеджмента которая предусматривает прогнозирование определение целей стратегии политики и задач того или иного формирования; означает сознательный выбор решения что работы как кому и когда Организация как функция менеджмента направлена на формирование управляющих и управляемых систем а...
81897. Планирование в системе менеджмента 38.41 KB
  Осуществляя связь между современным состоянием организации и тем которого она хочет достичь в будущем процесс планирования включает принятие решений о том что делать когда делать и кто будет делать. Результатом процесса планирования являются планы. Принципы планирования А.Файоль определил четыре основных принципа планирования назвав их общие черты хорошей программы действия: единство; непрерывность; гибкость; точность.
81898. Дерево целей как инструмент по реализации планов предприятия 38.6 KB
  Если миссия задает общие ориентиры направления функционирования организации выражающие смысл ее существования то конкретные конечные достояния к которым стремится организация фиксируются в виде её целей т. По установившемуся мнению существует два типа целей с той точки зрения какой период времени требуется для их достижения. В принципе в основе разделения целей на эти два типа лежит временной период связанный с продолжительностью производственного цикла.
81899. Организация как функция менеджмента 37.4 KB
  Функция организации реализуется двумя путями: через административно-организационное управление и через оперативное управление. Цель функции организации – формирование структуры субъекта и объекта управления и взаимосвязи между ними через делегирование департаментацию разделение труда по горизонтали диапазон контроля нормы управляемости централизацию и децентрализацию управление и регламентацию. Принципы функции организации.
81900. Принципы, используемые при разработке организационной структуры управления 36.98 KB
  Организационная структура управления опирается на основные принципы управления: принцип иерархичности уровней управления каждый нижестоящий уровень контролируется вышестоящим и подчиняется ему; принцип целеполагания ОСУ должна прежде всего отражать цели и задачи организации а следовательно быть подчиненной производству товаров или услуг; принцип соответствия в ОСУ должен реализовываться принцип соответствия полномочий и ответственности работников с одной стороны и квалификации и уровня культуры с другой именно с помощью ОСУ...
81901. Горизонтальное разделение труда 37.6 KB
  Разделение всей работы на составляющие компоненты обычно называется ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ ТРУДА. Разделение большого объема работы на многочисленные небольшие специализированные задания позволяет организации производить гораздо больше продукции чем если бы то же самое количество людей работало самостоятельно. В очень малых организациях горизонтальное разделение труда может не прослеживаться достаточно четко.
81902. Вертикальное разделение труда 38.52 KB
  Поскольку работа в организации разделяется на составляющие части ктото должен координировать работу группы для того чтобы она была успешной. В этом случае на первый план выступает обособление функции управления суть которой состоит в целенаправленном координировании и интегрировании деятельности всех элементов организации. В укрупненном плане вертикальное разделение труда осуществляется по следующим направлениям: общее руководство выработка и воплощение главных перспективных направлений деятельности организации; технологическое...