Тарасов Михаил Сергеевич_Программирование_ИК. Российский государственный социальный университет Итоговый контроль по дисциплине Программирование
 Скачать 33.48 Kb.
|
Итоговый контроль по дисциплине «Программирование»
Москва 2021 Вопрос № 1. Концепция подпрограммы в Турбо Паскале. Понятие подпрограммы - одно из фундаментальных понятий в программировании, возникшее фактически вместе с понятием программы. При разработке больших программ весьма важно иметь возможность разбивать программу на более мелкие составные части так, чтобы каждая такая часть имела структуру, подобную программе, а, следовательно, бы обладала некоторой степенью автономии. Такая часть программы называется подпрограммой. Одна подпрограмма может включать в себя другие подпрограммы и т.д., создавая иерархическую структуру подпрограмм любого уровня вложенности. Подпрограммы определяют декомпозицию основной программы, направленную на преодоление сложности разработки и понимания текста программы. Практически все языки программирования включают механизм подпрограмм в той или иной форме. Рассмотрим этот механизм применительно к языку Паскаль. Ключевой идеей механизма подпрограмм является следующая идея: подпрограмма должна описываться один раз и иметь возможность многократных её вызовов из разных точек основной программы. В этом случае мы экономно записываем текст программы (без многократного дублирования одних и тех же фрагментов). Таким образом, в механизме подпрограмм следует различать определение (описание) подпрограммы; вызов подпрограммы для её выполнения. Важным понятием в механизме подпрограмм является понятие параметра подпрограммы. Параметры подпрограммы позволяют получать большую гибкость при использовании одной подпрограммы, предоставляя возможность иметь вызовы подпрограммы не только в различных точках основной программы, но и с различными значениями параметров. В качестве значений параметров могут быть переменные, константы, другие процедуры или функции, объекты, а также значения выражений любых типов. Возможны, как частный случай, и подпрограммы без параметров. Механизм подпрограмм использует две категории параметров: формальные параметры и фактические параметры. Формальные параметры используются при описании подпрограмм, а фактические - указываются при вызовах подпрограмм. Фактические параметры должны соответствовать формальным параметрам по типу используемых конструкций. Формальным параметром называется имя, которое может использоваться в операторной части описания подпрограммы для выполнения действий подпрограммы и через которое осуществляется связь подпрограммы с "внешней средой", т.е. с основной программой. Формальные параметры могут быть переменными соответствующих типов, либо именами процедур, функций, объектов. Формальные параметры условно можно разделить на три вида: входные параметры, через которые подпрограмма воспринимает исходную информацию для вычислений, выходные параметры, через которые подпрограмма выдает свои результаты в основную программу, и смешанные параметры - используемые и как входные и как выходные. Различают формальные параметры-значения и формальные параметры-переменные. Различие между ними состоит в том, что параметры-значения при вызове представляют копии соответствующих значений выражений, а параметры-переменные не копируются, а непосредственно связываются с подпрограммой, т.е. в подпрограмму передаются адреса соответствующих фактических параметров. Выходные и смешанные параметры всегда являются параметрами-переменными, а входные параметры в большинстве своем являются параметрами-значениями, хотя в некоторых случаях это может быть неэкономно с точки зрения потребляемой оперативной памяти (например, для параметров-массивов). Однако заметим, что этот способ передачи входных параметров в подпрограмму позволяют избежать несанкционированного изменения значения переменных в вызывающей программе, т.е. избежать побочного эффекта. Замечание: Для экономной передачи данных через параметры-массивы лучше использовать формальные параметры-константы, отличающиеся от параметров-значений тем, что они не создают копий значений. Фактический параметр - это выражение соответствующего типа (в том числе, возможно, переменная или константа), значение которого должно быть вычислено в момент вызова и подставлено при вызове на место формального параметра. Формальные и фактические параметры указываются списком параметров. В списке формальных параметров параметры описываются с указанием имени параметра и типа, причём параметры-переменные описываются с ключевым словом var, а параметры-константы - с ключевым словом const. Одна группа параметров отделяется от другой точкой с запятой. В группе параметров одного типа имена параметров отделяются запятой. Замечание Поскольку описание одной подпрограммы может быть вложено в описание другой подпрограммы, следует различать вызывающую подпрограмму и вызываемую подпрограмму. Вызываемая подпрограмма вложена в вызывающую подпрограмму. Роль вызывающей подпрограммы может выполнять и основная программа. Между списком формальных параметров и списком фактических параметров должно быть взаимно однозначное соответствие (при просмотре списка), причем тип фактического параметра должен точно совпадать с типом формального параметра. Замечание В описании одной подпрограммы может содержаться вызов другой подпрограммы, а та в свою очередь может содержать вызов первой подпрограммы. Для возможности корректного описания таких подпрограмм используются опережающие описания с помощью директивы forward. Вначале записывается заголовок первой подпрограммы с директивой forward вместо тела подпрограммы. Затем дается полное описание второй подпрограммы и первой подпрограммы . Вопрос № 2. Область действия имен в программе. В программах, не использующих подпрограммы, имена, описанные в разделе описаний, действуют во всей программе, не вызывая каких-либо проблем. Совершенно иная ситуация имеет место, когда в программе используются подпрограммы. В подпрограммах могут использоваться свои локальные (внутренние) имена, и кроме того, она может также использовать глобальные (внешние) для неё имена из других подпрограмм или основной программы. Поскольку допустима иерархия подпрограмм в основной программе, необходимы чёткие правила действия имён в программах с подпрограммами. Рассмотрим эти правила, действующие в Турбо Паскале. Введём соответствующие определения. Локальными именами подпрограммы называются те имена, которые описаны в этой подпрограмме (в её разделе описаний). Все остальные, используемые в подпрограмме имена, являются глобальными именами данной подпрограммы. Правило действия локальных имён: все локальные имена доступны внутри подпрограммы и недоступны вне этой подпрограммы. Другими словами локальные имена теряют свои значения непосредственно при завершении подпрограммы. Пример: в процедуре print_f имена count, X, j - локальные имена. Правило действия глобальных имён: все глобальные имена доступны внутри подпрограмм в том случае, если они отличны от локальных имён. В той же процедуре print_f глобальным именем является имя процедуры window (из модуля CRT). Правило коллизии имён: Если локальные и глобальные имена (и типы) совпадают, то действует локальное имя, (оно "закрывает" такое же глобальное имя внутри подпрограммы). Правило коллизии имён введено таким образом, что локальным объектам можно давать любые имена, не заботясь об их возможном совпадении с глобальными именами. Подпрограмму можно представлять как некоторый "черный ящик с полупрозрачными стенками ": для внешнего окружения она "черный ящик", а изнутри она прозрачна, так что "видит" всё внешнее окружение. Формальные параметры подпрограммы локальны в этой подпрограмме, а фактические - глобальны. Глобальные имена (не входящие в фактические параметры) в силу правила их действия могут выступать как ещё один механизм связи подпрограмм с внешним окружением (дополнительный к механизму параметров подпрограмм, который следует считать основным). Однако при проектировании процедур по возможности следует использовать механизм параметров, поскольку он более структурированный и приводит к более понятным текстам программ. Если в подпрограмме используются одновременно и параметры и глобальные переменные, то это может быть свидетельством неудачно проведенной декомпозиции на подпрограммы: общее правило проектирования подпрограмм гласит, что подпрограмма должна иметь связи через минимальное число параметров или глобальных переменных. Впрочем, исключать использование глобальных переменных как самостоятельно, так и совместно с параметрами, конечно, нельзя. |
