Информатика. Для второй работы по информатике. Процедуры и функции
 Скачать 35.29 Kb.
|
1 2 Цель работы: познакомиться с понятиями "процедура" и "функция" в языке программирования Pascal, рассмотреть их сходства и различия, закрепить практические навыки работы с системой TURBO Pascal на примере реализации алгоритмов при помощи процедур и функций, научиться применять метод последовательной детализации в практическом программировании; применять процедуры и функции при решении задач. Процедуры и функции Практически во всех алгоритмических языках имеется возможность программирования функций и процедур - блоков операторов, оформленных в виде подпрограмм. Разработка функций и процедур необходима при многократном использовании в разных местах программы или в нескольких программах блока операторов, выполняющих однотипные действия, например, расчет значений сложной функции при различных значениях аргумента. В Турбо - Паскале имеется также возможность создавать библиотеки (модули), состоящие из специальных процедур и функций, отличных от поставляемых в пакете ( модули System, Crt, Graph). Процедуры (подпрограммы) и функции, определяемые программистом, приводятся в разделе описания основной программы. Процедуры и функции имеют заголовок, раздел описания и раздел операторов. Заголовок процедуры состоит из служебного слова Procedure, имени процедуры и списка параметров, например: Procedure Name_P(p1, p2,...: "тип"; Var p3, p4,...: "тип";...); Заголовок функции состоит из служебного слова Function, имени функции и списка параметров, кроме того указывается тип возвращаемого функцией значения, например: Function Name_F("список формальных параметров"):"тип результа-та"; Здесь: Function и Procedure - служебные слова, Name_F, Name_P - имена функции и процедуры соответственно, p1, p2 - имена формальных параметров-значений, p3, p4 - имена формальных параметров-переменных, . . . - многоточие означает возможность перечисления большего числа параметров. В дальнейшем, если не оговаривается особо, все сказанное к процедуре относится также и к функции. Тип возвращаемого функцией значения может быть простым, строковым или типом-указателем. Тип формальных параметров может быть любым, но должен указываться только идентификатором (именем типа). Таким образом, имя типа формального параметра - массива должно быть задано предварительно в операторе Type, например: Type M= array[1..100]of real; Затем тип массива может указываться в заголовке процедуры, например: Procedure Name_P(p: M); Тип формальных параметров описывается только в заголовке процедуры. Список формальных параметров может отсутствовать, например. процедура Randomize; не имеет параметров. Если в результате выполнения нескольких операторов получается одно значение переменной, то эти операторы можно включить в описание функции. Например, функция Sin(x); возвращает значение, которое присваивается переменной Y:=sin(x); (эта, и другие стандартные функции описаны в модуле System, который подключается к программе автоматически). Если в результате выполнения нескольких операторов производится некоторое действие или расчет нескольких переменных, то эти операторы лучше включить в описание процедуры. Например, процедура ClrScr; из модуля CRT очищает экран. Вызов процедуры осуществляется в разделе выполнения основной программы или других процедур (вложенные процедуры). Программа (процедура) внутри которой вызывается другая процедура называется внешней по отношению к вызываемой процедуре. При вызове процедуры вместо формальных параметров подставляются фактические параметры, значения которых используются в процедуре. Например: Name_P(p11, p22,..., p33, p44,...); - вызов процедуры Name_P, Y:= Name_F("список фактических параметров"): - вызов функции Name_F, Здесь: p11, p22, . . . - имена или значения переменных, p33, p44, . . . - имена переменных, значения которых возвращаются в программу. Y - переменная, которой присваивается значение возвращаемое функцией. Типы соответствующих формальных и фактических параметров должны совпадать, а имена могут совпадать или быть различными. Вместо параметров-значений можно подставлять имена переменных, значения переменных или выражения, вместо параметров-переменных подставляются имена переменных. Функция и параметры-переменные возвращают во внешнюю программу значения, полученные после окончания работы функции или процедуры. Изменения параметров-значений в процедуре носит локальный характер, во внешней программе соответствующие фактические параметры не изменяются. Если не требуется передавать во внешнюю программу новые значения, то следует использовать параметры-значения, а не параметры-переменные. В процедуре можно использовать локальные метки, константы и переменные, описав их в разделе описания процедуры. Локальные имена не должны совпадать с именами формальных параметров, а их значения не передаются во внешнюю программу. Метки, константы и переменные, описанные во внешней программе раньше, чем сама процедура, называются глобальными по отношению к вызываемой процедуре. Если локальные и глобальные имена совпадают, то в процедуре используются локальные значения, а во внешней программе - глобальные значения, т. е. локальные и глобальные идентификаторы независимы. Если имя глобальной переменной уникально (в процедуре не описывается переменная с таким же именем) и ее значение в процедуре изменяется, то оно изменяется и во внешней программе. Вызывая в программе процедуру программист использует ее имя и параметры не анализируя, а часто и не зная содержимого процедуры. Поэтому в целях универсальности процедур следует все значения в процедуру передавать через список параметров, а переменные внутри процедуры описывать, т. е. делать их локальными. Приведем пример процедуры вывода на экран визитной карточки программиста. Program NP_1;Var Dat, Fam: string; { Fam: глобальная переменная }Procedure VIZ(D_R :string); { D_R - формальный параметр }Var S_t: string;{ S_t: локальная переменная }Begin Writeln('| --------------------------------------------- |'); Writeln('| Разработчик программы:', Fam:14,' |'); Writeln('| |'); Writeln('| г. Анжеро-Судженск ', D_R:14,' |'); Writeln('| Телефон: 2-99-76 |'); Writeln('| ----------------------------------------------|'); Write(' Комментарий: '); Readln(S_t) end;Begin Fam:='И.И.Иванов'; Dat:='06.12.95'; {Dat - фактический параметр} VIZ(Dat); { вызов процедуры } Readln;END. Если процедура описана в другом файле с именем, например, F_PR. pas, то ее можно подключить к программе, указав в разделе описания директиву: {$I F_PR. pas} Приведем пример использования стандартных процедур модуля DOS для вывода текущей даты и времени: uses DOS; { подключение модуля DOS }Procedure Date_Time;var y, m, d, d_w:word; h, min, sec, hund: word;{локальные параметры } begin GetDate(y,m,d,d_w); {вызов процедуры DOS, возвращающей параметры даты } GetTime(h,min,sec,hund); { процедура, возвращающая параметры времени } writeln('сегодня: ' ); writeln('_':10, d, ' число'); writeln('_':10, m, ' месяц'); writeln('_':10, y, ' год' ); writeln('день недели: ', d_w ); { d_w= 0 - воскресенье, и т. д. } writeln('Время: ' ); writeln('_':6, h, ' часов' ); writeln('_':6, min, ' минут' ); writeln('_':6, sec, ' секунд' ); readlnend;Begin Date_Time end. В практических задачах часто пишутся процедуры, возвращающие значения элементов массивов. Приведем пример процедуры расчета "N" значений функции, например, Y= 4*Sin(x)+7*Cos(x); в заданном диапазоне x1<=x<=x2, при N<=100 и равномерной разбивке диапазона. type r_1000= array[1. . 1000] of real; { задается тип r_1000 }var Z: r_1000; x1, x2: real; n: word;Procedure Mas_Y(var Y:r_1000; x1,x2:real; n:word); {Y - параметр-перемен-ная}var i: word; x, dx: real; { локальные параметры } begin If (n>1000) or (n<2) then begin writeln('Длина массива >1 и не должна превышать 1000'); Readln; Halt end; i:=0; x:=x1; dx:=(x2-x1)/(n-1); { dx - шаг изменения аргумента } If dx<= 0 then begin writeln('x2 должно быть больше x1'); Readln; Halt end; While x<="" pre="">Здесь тип формального параметра "Y" задается в разделе описания типов внешней программы и совпадает с типом фактического параметра "Z", значения элементов которого возвращаются во внешнюю программу. Оператор Halt прерывает выполнение всей программы, даже если он используется внутри процедуры. Применение оператора Exit внутри процедуры вызывает прерывание процедуры, но не внешней программы. Приведем пример процедуры вывода массива чисел в файл:Type M_30х30_r= array[1..30, 1..30] of real; { задается тип M_30х30_r }var x: M_30х30_r; i, j, n, m: byte;{------------------------------------------------------------------------}Procedure Wr_M(a: M_30х30_r; name_f: string; n, m: byte);Var i, j: byte; { a - массив NxM, n<=30, m<=30 } f: text; { name_f - имя файла }begin assign(f, name_f); rewrite(f); For i:= 1 to n do begin writeln(f); For j:= 1 to m do write(f, a[i,j]:6:2) end; close(f) end;{------------------------------------------------------------------------}Begin N:= 10; { создание симметричной матрицы } for i:= 1 to N do for j:= i to N do x[i, j]:= 0.5 + random(50); { заполнение верхней треугольной матрицы } for i:= 1 to N do for j:= i to N do x[j,i]:= x[i,j]; { заполнение нижней, симметричной части матрицы }End. Для правильного считывания данных, записанных в файл бесформатным выводом необходима запись пробела для разделения чисел. Приведем пример функции для расчета высоты треугольника по заданным значениям его сторон. Program TR;Var a, b, c, ha, hb, hc: real;{----------------------------------------------------------------------------}Function H_TR(a, b, c: real): real; { a, b, c - Стороны треугольника }Var p, s: real;Begin If (a<0) or (b<0) or (c<0) Then begin Writeln('Стороны треугольника >0 ?'); readln; Halt end; If (a>(b+c)) or (b>(a+c)) or (c>(a+b)) Then begin Writeln('a<(b+c), b<(a+c), c<(a+b) ?'); readln; Halt end; p:= (a+b+c)/2; { полупериметр } s:= Sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c)); { площадь } H_TR:= 2*s/a; { Присвоение функции значения }End;{----------------------------------------------------------------}Begin Writeln('Введите значения сторон треугольника a,b,c'); Readln(a,b,c); ha:= H_TR(a, b, c); hb:= H_TR(b, a, c); hc:= H_TR(c, b, a); Writeln('Высоты треугольника:'); Writeln('ha=',ha:-10:4, 'hb=',hb:-10:4, 'hc=',hc:-10:4); ReadlnEnd. В программе трижды вызывается функция расчета высоты треугольника для различных комбинаций фактических параметров, что позволяет вычислить все высоты треугольника. Приведем пример использования функции для расчета суммы членов степенного ряда, представляющего тригонометрическую функцию Y= Sin(x).PROGRAM fun_sin;var y, y1, x1: real;{-------------------------------------------------------------------------}Function Sin_r( x: real): real; Var a, k, y: real; i: longint;begin if abs(x) > 2*Pi Then x:= 2*pi*Frac(x/(2*Pi)); {учет периодичности } if abs(x) > 2*Pi Then x:= x - 2*pi*Int(x/(2*Pi)); { функции } if abs(x) > Pi Then x:= Pi - ABS(x); { учет асимметрии функции } i:= 0; a:= x; y:= a; while abs(a)>0.0000001 do begin i:=i+1; k:=-x*x/(2*i*(2*i+1)); a:= a*k; y:= y + a end; Sin_r:= y; { присвоение функции ее значения }end;{-------------------------------------------------------------------------}Begin write('Введите значение аргумента: x1= '); Readln(x1); Y:= Sin_r(x1); { вызов функции, разработанной программистом } Y1:= Sin(x1); { вызов стандартной функции } writeln('значение аргумента: x1= ', x1); writeln('расчетное значение функции: Sin_r(x1)= ', y :-11:8); writeln('контрольный результат: Sin(x1) = ', y1:-11:8); writeln('Нажмите Enter'); readln;end.  В описании функции обязателен оператор присвоения функции ее значения. Изменение величины параметра-значения "x" в теле функции не отражается на его значении во внешней программе. Функция возвращает значение, которое во внешней программе присваивается переменной "y".Контрольные вопросы 1. Для чего нужны в программе процедуры и функции?2. 3. В чем отличие между процедурой и функцией?4. 5. Чем отличаются формальные и фактические параметры?6. 7. Чем отличаются параметры-значения и параметры-переменные?8. 9. Как объявляются глобальные и локальные переменные? Каково правило видимости этих переменных?10. 11.Почему при обращении к процедур
1 2 |
