Лекции по "Языкам и методам программирования" (PascalABC)

Лекция 5.

Процедуры и функции пользователя.

В лекции рассматриваются следующие вопросы:

1.Зачем нужны процедуры  и функции пользователя.

2. Общий вид процедуры пользователя.

3. Процедуры без параметров

4. Процедура с входными, но без выходных параметров.

5. Процедуры с входными и выходными параметрами.

6.Общий вид функции  пользователя.

7.Пример использования  функции пользователя числового  типа.

8.Пример использования  функции пользователя логического  типа.

9.Пример использования  в программе и функций и  процедур пользователя.

10.Рекурсия прямая  и косвенная.

 

1. Зачем нужны  процедуры и функции пользователя.

Процедуры и функции  обеспечивают возможность практической реализации принципов структурного программирования. Ориентируясь на эти  принципы, можно разделить большую программу на меньшие, оформив их как процедуры или функции. Эти процедуры отлаживаются отдельно и независимо, а затем могут использоваться в основном блоке программы или в других программах, процедурах и функциях.

При создании процедур или  функций пытаются достичь следующих целей:

- разделения некоторой  общей задачи на несколько  меньших по объему и сложности  частных задач;

- уменьшения объема  программы за счет многократного  применения  типовых программных  действий, программируемых один  раз в виде отдельной процедуры или функции.

Структурное программирование привело к идее разделения труда  среди программистов. При этом каждый программист занимается конкретным программным модулем, на который  ему выдано задание и может  не знать общих размеров проекта, так как его задача составляет лишь малую часть проекта. Он может использовать процедуры и функции, созданные другими программистами, зачастую не зная их внутреннего устройства.

 

2. Общий вид процедуры пользователя.

Процедура пользователя имеет ту же структуру, что и любая программа языка Паскаль, другими словами, процедура пользователя состоит из следующих частей:

1.Заголовок

2.Объявление данных

3.Исполняемая часть

Существенные отличия  процедуры и вообще программы  в заголовке. Заголовок процедуры  пользователя начинается служебным словом Procedure, после него идет имя процедуры (которое дает пользователь), далее в круглых скобках указываются формальные параметры и их типы). Формальные параметры заголовка делятся на входные и выходные. Входные формальные параметры процедуры пользователя – это те параметры, которые получают свое значение из основной программы. Выходные формальные параметры свое значение передают в основную программу. Входные параметры записываются сразу после открытой круглой скобки в заголовке процедуры. Выходные формальные параметры записываются после служебного слова Var в заголовке процедуры, затем круглая скобка закрывается.

Формат заголовка:

Procedure имя процедуры (входные формальные параметры : их типы; Var выходные формальные параметры : их типы);

 

Для обращения к процедуре в  основной программе записывается процедурный  оператор, который состоит: из имени процедуры, и в круглых скобках перечисляются фактические параметры через запятую.

Между формальными и  фактическими параметрами должно быть взаимно однозначное соответствие. Это значит, что:

1.Должно быть одинаковое  количество формальных параметров  в заголовке процедуры и фактических  параметров в процедурном операторе.

2.Должен соблюдаться  порядок следования фактических  параметров в процедурном операторе и формальных параметров в заголовке процедуры.

3.Типы соответственных параметров  должны быть одинаковыми.

3. Процедуры без параметров

Пример. Дана функция . Построить таблицу значений функции на отрезке [a,b]с шагом h. Таблицу оформить в следующем виде:

_______________________________     Так как в таблице нужно  все 

:          Х              :              У                :    время рисовать подчеркиваю-

: 2 ___6.1____ 2 : 2 ____6.1_____ 2  :    щие полоски, то рисование ее

:_____________:_________________:    оформим  в виде процедуры 

:_____________:_________________:    пользователя. 

 

Procedure lin;

    Var i:Integer;

     Begin

     For i:=1 to 23 do Write(‘_’);

     Writeln;

     End;

Так как процедура  только рисует полоску, то никаких входных и выходных параметров она не имеет, поэтому в заголовке процедуры круглые скобки отсутствуют.

В отличие от вообще программы  на языке Паскаль процедура пользователя должна заканчиваться не точкой, а  точкой с запятой.

В данной процедуре используется переменная i. Эта переменная используется только внутри процедуры и никакого отношения к основной программе она не имеет. Такие переменные называются локальными переменными и их тип указывается после заголовка процедуры в разделе Var.

В целом программа  будет иметь следующий вид:

Program tabl;

Var a,b,h,x,y : Real;

{Процедура  пользователя}

Procedure lin;

    Var i:Integer;

     Begin

     For i:=1 to 23 do Write(‘_’);

     Writeln;

     End;

{Основная программа}

Begin

    Writeln(‘Ввести концы отрезка”);

    Readln(a,b);

    Writeln(‘Ввести шаг’);

    Readln(h);

    Lin;   {оператор обращения к процедуре}

    Writeln(‘:       X       :               Y              :);

     Lin;

     X:=a;

     While x<=b do

             Begin

             Y:=Sin(x)+exp(x);

              Writeln(‘:  ‘,x:6:1,’  :  ‘,Y:6:1,’  :’);

              Lin;

              X:=x+h;

              End;

Readln;

End.

 

4. Процедура с входными, но без выходных параметров.

Пример. Даны три разных целых числа. Указать для каждого составное оно или простое.

Сначала предположим, что  у нас имеется одно целое число. Составим процедуру определения  это число простое или составное.

Procedure Prost(x:Integer);

     Var d,k : Integer;

Begin

      K := 0; {К –это счетчик делителей}

{В цикле переменная d – это числа, которые могут быть делителями данного числа х}

      For d := 1 to x do If x mod d=0 Then k := k+1;

{Если делителей меньше или равно 2, то число простое, т.е. оно делится только на 1 и само на себя}

      If k<=2

            Then Writeln(x,’простое число’)

            Else Writeln(x,’число составное’);

End;

В этой процедуре х – это число, для которого определяется простое  оно или составное. Так как  в основной программе будет три  разных целых числа, то в процедуру  вместо х будем отправлять сначала первое число, и процедура для него выдаст ответ, потом второе и ответ для него, а потом третье и ответ для него.

Исходя из этого считаем, что  х – это входной параметр процедуры. Так как ответ для числа  простое оно или составное выводится внутри тела процедуры, то выходных параметров в данной процедуре не будет, т.е. в основную программу не передается ни одно значение. Основная программа примет вид:

Program chislo;

Var a,b,c : Integer;

 

{Процедура пользователя}

Procedure Prost (x : Integer) ;

 Var d,k : Integer; 

{d,k – локальные параметры, которые используются только внутри тела процедуры и в основную программу не передаются, поэтому они записаны не в заголовке, а в отдельном разделе Var}

Begin

      K := 0;

      For d := 1 to x do If x mod d=0 Then k := k+1;

      If k<=2

            Then Writeln(x,’простое число’)

            Else Writeln(x,’число составное’);

End;

 

{Основная программа}

Begin

Writeln(‘Ввести три целых числа’);

Readln(a,b,c);

Prost(a); {а – фактический параметр, значение которого передается в процедуру вместо х}

Prost(b);  {b – фактический параметр, который свое значение передает в процедуру в переменную х}

Prost( c );  {с – фактический параметр, значение которого передается в переменную х в процедуру}

Readln;

End.

 

5. Процедуры с входными и выходными параметрами.

Пример. Даны 3 целых числа a, b, c. Найти наибольший общий делитель этих чисел.

В математике имеется следующее  соотношение НОД(НОД(а,в),с). Для двух целых чисел НОД находится  по алгоритму Евклида. Оформим его в виде процедуры.

 

Procedure NOD (x,y : Integer; Var s : Integer);

Begin

While x<>y do If x>y Then x := x-y Else y := y-x;

S:=x;

End;

 

В этой процедуре х, у – это  два числа, для которых находим  НОД. Сам НОД мы обозначили через s. Таким образом х, у – это входные параметры процедуры, которые будут передаваться из основной программы в процедуру, а параметр s – выходной параметр, который передается из процедуры в основную программу.  Основная программа примет вид:

Program aa;

Var a,b,c, r,t : Integer;

 

{Процедура пользователя}

Procedure NOD (x,y : Integer; Var s : Integer);

{х,  у – входные формальные параметры}

{s – выходной формальный параметр}

{в процедуре  других параметров нет, поэтому  локальных параметров нет, поэтому  и раздела Var в процедуре нет}

Begin

While x<>y do If x>y Then x := x-y Else y := y-x;

S:=x;

End;

 

{Основная программа}

Begin

Writeln(‘’);

Readln(a, b, c);

NOD(a,b,r);  {a,b – фактические параметры, их значения передаются переменным x, y в процедуру,   r – тоже фактический параметр, но он свое значение получает из процедуры из переменной s}

NOD(r, c, t);  {r, c – фактические параметры, их значения передаются переменным x, y в процедуре,   t – фактический параметр, свое значение он получает из процедуры из переменной s}

Writeln(‘NOD(‘,a, ‘,’, b, ‘,’, c, ‘)=’,t);

Readln;

End.

 

Входных и выходных параметров в  процедуре может быть сколько  угодно и они могут быть разных типов.

 

Пример. Даны целых числа. Для каждого  из чисел указать, имеются ли в  записи числа четные цифры.

Создадим процедуру для ответа на вопрос задачи для одного числа, а затем 4 раза обратимся к этой процедуре.

 

Program aa2;

Var a,b,c,d,m:Integer; {Это переменные, которые будут встречаться в основной программе. Они являются фактическими параметрами.}

 

{Процедура пользователя}

Procedure yes(n:Integer: Var k:Integer);

{Переменная k – это счетчик четных цифр в числе, переменная n – это само число, в котором ищем, сколько оно имеет четных цифр. Переменные n,k – это формальные параметры. N – это входной формальный параметр, k – выходной формальный параметр}

Var c:Integer;

{с – формальный локальный параметр, он встречается только в процедуре}

Begin

K:=0;

Repeat

C:=n mod 10;

If c mod 2=0 Then k:=k+1;

N:=n div 10;

Until n=0;

End;

 

{Основная программа}

Begin

Writeln(‘Ввести 4 целых числа’);

Readln(a,b,c,d);

 

{Ответ на вопрос задачи для 1 числа а}

Yes(a,m);

If m<>0

   Then Writeln(‘В числе’, а,’ есть четные цифры ’)

   Else Writeln(‘В числе’, а,’ нет четных цифр ’);

 

{Ответ на вопрос задачи для второго числа b}

Yes(b,m);

If m<>0

   Then Writeln(‘В числе’, b,’ есть четные цифры ’)

   Else Writeln(‘В числе’, b,’ нет четных цифр ’);

 

{Ответ на вопрос задачи для третьего числа с}

yes(с,m);

If m<>0

   Then Writeln(‘В числе’, с,’ есть четные цифры ’)

   Else Writeln(‘В числе’, с,’ нет четных цифр ’);

 

{Ответ на вопрос задачи для четвертого числа d}

Yes(d,m);

If m<>0

   Then Writeln(‘В числе’, d,’ есть четные цифры ’)

   Else Writeln(‘В числе’, d,’ нет четных цифр ’);

 

Readln;

End.

 

6.Общий вид  функции пользователя.

Функции пользователя –  это другой вид подпрограмм. Функции  пользователя очень похожи на процедуры  пользователя, но имеют свои особенности:

1.В теле функции  обязательно должен присутствовать  оператор присваивания, в левой  части которого стоит имя функции.

2.Обращение к функции  происходит не отдельным оператором, а функция включается в состав  выражений в основной программе  (т.е. обращение к функции   пользователя происходит как  к обычной математической функции).