C++. Функции. Часть 1. Описание функции. Фактические и формальные параметры. Передача параметров в функцию по значению и по адресу. Прототип функции

Функции. Часть 1. Описание функции. Фактические и формальные параметры. Передача параметров в функцию по значению и по адресу. Прототип функции

• 1. Что такое функция? Определение функции. Преимущества использования функций
• 2. Какая общая форма описания функции?
• 3. Примеры описания и использования функций, которые не возвращают значения
• 4. Примеры описания и использования функций, которые получают один параметр
• 5. Примеры описания и использования функций, которые получают два и больше параметра
• 6. Какие существуют способы передачи параметров в функцию? Пример
• 7. Что такое формальные и фактические параметры функции? Пример
• 8. Какая область видимости формальных параметров функции? Пример
• 9. Что такое прототип функции? Пример
• 10. Пример, демонстрирующий необходимость использования прототипа функции
• Связанные темы

Поиск на других ресурсах:

При написании программ среднего и высокого уровня сложности возникает потребность в их разбиении на части. Разбиение большой программы на меньшие части позволяет уменьшить риск возникновения ошибок, повышает читабельность программного кода благодаря его структурированию.

Кроме того, если некоторый программный код повторяется несколько раз (или есть близким по смыслу), то целесообразно организовать его в виде функции, которую потом можно вызывать многократно используя ее имя. Таким образом, происходит экономия памяти, уменьшение исходного кода программы, и т.п..

Функция – это часть программы, которая имеет следующие свойства или признаки:

• есть логически самостоятельной частью программы;
• имеет имя, на основании которого осуществляется вызов функции (выполнение функции). Имя функции должно соответствовать правилам создания идентификаторов языка C++;
• может содержать список параметров, которые передаются ей для обработки или использования. Если функция не содержит списка параметров, то такая функция называется функцией без параметров;
• может возвращать (не обязательно) некоторое значение. В случае, если функция не возвращает никакого значения, тогда указывается ключевое слово void ;
• имеет собственный программный код, который расположен между фигурными скобками < >. Программный код решает задачу, поставленную на эту функцию. Программный код функции, реализованный в фигурных скобках, называется «тело функции».

Использование функций в программах дает следующие преимущества:

• компактная организация программы путем удобного вызова программного кода по его имени, который в программе может встречаться несколько раз (повторяться);
• экономия памяти, размера исходного и исполнительного кода и т.д.;
• уменьшение риска возникновения ошибок для больших наборов кодов;
• повышение читабельности программного кода.

Общая форма описания функции выглядит следующим образом:

• тип– тип значения, возвращаемого функцией. Если поле « тип » содержит ключевое слово void , то функция не возвращает никакого значения;
• имя_функции – это непосредственно имя функции. По этому имени осуществляется вызов программного кода, реализованного в теле_функции . Кроме того, имя_функции есть указателем на эту функцию . Значением указателя есть адрес точки входа в функцию;
• список_параметров – параметры, которые передаются в функцию. Функция может получать любое число параметров. Если описывается функция без параметров, то в скобках указывается ключевое слово void ;
• тело_функции – набор операторов программного кода, реализующих алгоритм вычисления внутри функции;
• return (выражение) – ключевое слово return указывает, что функция возвращает значение заданное в (выражение) . Слово return может встречаться в нескольких местах тела функции в зависимости от алгоритма (повторяться).

Если функция не возвращает значения, тогда она должна начинаться из ключевого слова void .

Пример 1. Функция MyFunc1() без параметров, которая не возвращает значения.

Если в теле некоторого класса или модуля описать функцию:

тогда вызвать эту функцию можно следующим образом:

Пример 2. Функция MyFuncMult2() , которая получает один параметр целого типа и не возвращает значения. Функция осуществляет умножение полученного параметра на 2 и выводит результат на форму в элементе управления label1 .

Вызов функции из другого программного кода:

Пример 3. Функция, которая получает 2 параметра типа double , находит их произведение и выводит его на форму в элементе управления label1 .

Вызов функции из другого программного кода:

Пример 1. Функция, которая получает один параметр целого типа, умножает его на 5 и возвращает результат. Функция не выполняет вывода результата.

Вызов функции из другого программного кода

Пример 2. Функция вычисления значения y = sign(x) , определяющегося по правилу:

Вызов функции из другого программного кода:

Пример 1. Пример функции MaxFloat() , получающей 2 параметра типа float и возвращающей максимум из них.

Следует обратить внимание, что в данной функции 2 раза встречается оператор return .

Вызов функции MaxFloat() из другого программного кода:

Пример 2. Функция MaxInt3() , которая находит максимальное значение между тремя целыми числами.

Вызов функции из другого программного кода

В C++ существует 3 способа передачи параметров в функцию:

• передача параметра по значению ( Call-By-Value ). Это простая передача копий переменных в функцию. В этом случае изменение значений параметров в теле функции не изменит значений, которые передавались в функцию извне (при ее вызове);
• передача параметра по адресу переменной. В этом случае функции в качестве параметров передаются не копии переменных, а копии адресов переменных, то есть указатель на переменную. Используя этот указатель функция осуществляет доступ к нужным ячейкам памяти где расположена передаваемая переменная и может изменять ее значение. Общие сведения об указателях приведены здесь ;
• передача параметра по ссылке ( Call-By-Reference ). Передается ссылка (указатель) на объект (переменную), что позволяет синтаксически использовать эту ссылку как указатель, и как значение. Изменения, внесенные в параметр, который передается по ссылке, изменяют исходную копию параметра вызывающей функции.

Пример. Этот пример демонстрирует отличие между передачей параметров по значению, по адресу и по ссылке. Описывается функция, которая получает три параметра. Первый параметр ( x ) передается по значению. Второй параметр ( y ) передается по адресу (как указатель). Третий параметр ( z ) передается по ссылке.

Демонстрация вызова функции MyFunction() из другого программного кода:

Как видно из результата, значение переменной a не изменилось. Переменная a передавалась в функцию MyFunction() с передачей значения (первый параметр).

Однако, значение переменной b после вызова функции MyFunction() изменилось. Это связано с тем, что в функцию MyFunction() передавалось значение адреса переменной b . Имея адрес переменной b в памяти компьютера, внутри функции MyFunction() можно изменять значения этой переменной с помощью указателя y .

Точно так же изменилось и значение c после вызова функции. Ссылка есть адрес объекта в памяти. С помощью этого адреса можно иметь доступ к значению объекта.

Формальные параметры – это переменные, принимающие значение аргументов (параметров) функции. Если функция имеет несколько аргументов (параметров), их тип и имена разделяются запятой ‘ , ‘ .

При вызове функции с параметрами, компилятор осуществляет копирование копий формальных параметров в стек.

Пример. Функция MyAbs() , находящая модуль числа имеет один формальный параметр x .

Вызов функции из другого программного кода (другой функции)

При вызове функции из другого программного кода имеет место фактический параметр. В данном примере фактический параметр это переменная a и константа 23.

При вызове функции фактические параметры копируются в специальные ячейки памяти в стеке (стек – часть памяти). Эти ячейки памяти отведены для формальных параметров. Таким образом, формальные параметры (через использование стека) получают значение фактических параметров.

Поскольку, фактические параметры копируются в стек, то изменение значений формальных параметров в теле функции не изменит значений фактических параметров (так как это есть копия фактических параметров).

Область видимости формальных параметров функции определяется границами тела функции, в которой они описаны. В приведенном ниже примере формальный параметр n целого типа имеет область видимости в границах фигурных скобок < >.

Пример. Функция, которая вычисляет факториал целого числа n .

Вызов функции из другого программного кода (другой функции):

Прототип функции – это соообщение компилятору и другим функциям о том, что такая функция существует. Иными словами, это сообщение компилятору и другим функциям о том, что в программе существует функция с указанной сигнатурой. Прототип функции состоит из сокращенного описания без тела функции.

Прототип функции содержит:

• имя функции;
• параметры функции или типы этих параметров;
• тип значения, возвращаемого функцией.

Общая форма объявления прототипа функции следующая:

• return_type – тип, возвращаемый функцией;
• FuncName – имя функции;
• parameters – параметры функции.

При указании прототипа функции необязательно указывать имена параметров. Например, для функции

можно указать следующий прототип

В случаях, когда вызываемая функция, объявлена перед вызывающей ее функцией, можно обойтись без использования прототипа. В других случаях прототип функции обязателен.

Если функция объявляется в классе и вызывается из методов этого класса, тогда подобных ошибок не будет. Это объясняется тем, что в классе прототип функции известен всем методам класса.

Пусть заданы 2 функции с именами A() и B () . Здесь важен порядок объявления и порядок вызова. Если из функции B() вызвать функцию A() , объявление и тело которой реализованы после функции B() , как показано ниже

то компилятор выдаст сообщение об ошибке

Чтобы поправить ситуацию, нужно функции B() сообщить, что в программе (текущем модуле) есть реализация функции A() . В нашем случае реализация функции A() помещена после реализации функции B() . Для этого перед функцией B() нужно объявить прототип функции A() как показано ниже