Лекция
Привет, сегодня поговорим про функции в языке си, обещаю рассказать все что знаю. Для того чтобы лучше понимать что такое функции в языке си , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Алгоритмизация и программирование. Структурное программирование. Язык C.
Программы на языке Си обычно состоят из большого числа отдельных функций (подпрограмм). Как правило, эти функции имеют небольшие размеры и могут находиться как в одном, так и в нескольких файлах. Все функции являются глобальными. В языке запрещено определять одну функцию внутри другой. Связь между функциями осуществляется через аргументы, возвращаемые значения и внешние переменные.
В общем случае функции в языке си необходимо объявлять. Объявление функции (т.е. описание заголовка) должно предшествовать ее использованию, а определение функции (т.е. полное описание) может быть помещено как после тела программы (т.е. функции main( )), так и до него. Если функция определена до тела программы, а также до ее вызовов из определений других функций, то объявление может отсутствовать. Как уже отмечалось, описание заголовка функции обычно называют прототипом функции.
Функция объявляется следующим образом:
тип имя_функции(тип имя_параметра_1, тип имя_параметра_2, ...);
Тип функции определяет тип значения, которое возвращает функция. Если тип не указан, то предполагается, что функция возвращает целое значение (int).
При объявлении функции для каждого ее параметра можно указать только его тип (например: тип функция (int, float, ...), а можно дать и его имя (например: тип функция (int а, float b, ...) ).
В языке Си разрешается создавать функции с переменным числом параметров. Тогда при задании прототипа вместо последнего из них указывается многоточие.
Определение функции имеет следующий вид:
тип имя_функции(тип имя_параметра_1, тип имя_параметра_2,...)
{
тело функции
}
Передача значения из вызванной функции в вызвавшую происходит с помощью оператора возврата return, который записывается следующим образом:
return выражение;
Таких операторов в подпрограмме может быть несколько, и тогда они фиксируют соответствующие точки выхода. Например:
int f(int a, int b)
{
if (a > b) { printf("max = %d\n", a); return a; }
printf("max = %d\n", b); return b;
}
Вызвать эту функцию можно следующим образом:
c = f(15, 5);
c = f(d, g);
f(d, g);
Вызвавшая функция может, при необходимости, игнорировать возвращаемое значение. После слова return можно ничего не записывать; в этом случае вызвавшей функции никакого значения не передается. Управление передается вызвавшей функции и в случае выхода "по концу" (последняя закрывающая фигурная скобка).
В языке Си аргументы функции передаются по значению, т.е. вызванная функция получает свою временную копию каждого аргумента, а не его адрес. Это означает, что вызванная функция не может изменить значение переменной вызвавшей ее программы. Однако это легко сделать, если передавать в функцию не переменные, а их адреса. Например:
void swap(int *a, int *b)
{
int *tmp = *a;
*a = *b;
*b = *tmp;
}
Вызов swap(&b, &c) (здесь подпрограмме передаются адреса переменных b и с) приведет к тому, что значения переменных b и c поменяются местами.
Если же в качестве аргумента функции используется имя массива, то передается только адрес начала массива, а сами элементы не копируются. Функция может изменять элементы массива, сдвигаясь (индексированием) от его начала.
Рассмотрим, как функции можно передать массив в виде параметра. Здесь возможны три варианта:
Независимо от выбранного варианта вызванной функции передается указатель на начало массива. Сами же элементы массива не копируются.
Если некоторые переменные, константы, массивы, структуры объявлены как глобальные, то их не надо включать в список параметров вызванной функции.
 |
В языке Си различают четыре основных класса памяти: внешнюю (глобальную), автоматическую (локальную), статическую и регистровую память.
Внешние (глобальные) переменные определены вне функций и, следовательно, доступны для любой из них. Они могут быть определены только один раз. Выше уже говорилось, что сами функции всегда глобальные. Язык не позволяет определять одни функции внутри других. Область действия внешней переменной простирается от точки во входном файле, где она объявлена, до конца файла. Если на внешнюю переменную нужно ссылаться до ее определения или она определена в другом входном файле, то в подпрограмме или файле она должна быть объявлена как extern.
Например:
extern int a; /* Объявление a; память под переменную не
резервируется */
Автоматические переменные по отношению к функциям являются внутренними или локальными. Они начинают существовать при входе в функцию и уничтожаются при выходе из нее (для них можно использовать ключевое слово auto). Однако оно практически не используется, так как при отсутствии ключевого слова переменные по умолчанию принадлежат к классу auto.
Статические переменные объявляются с помощью ключевого слова static. Они могут быть внутренними (локальными) или внешними (глобальными). Внутренние статические переменные, как и автоматические, локальны по отношению к отдельной функции. Однако они продолжают существовать, а не возникают и не уничтожаются при каждом ее вызове. Другими словами, они являются собственной постоянной памятью для функции. Внешние статические переменные доступны внутри оставшейся части файла после того, как они в нем объявлены, однако в других файлах они неизвестны. Это, в частности, позволяет скрыть данные одного файла от другого файла.
Регистровые переменные относятся к последнему классу. Ключевое слово register говорит о том, что переменная, о которой идет речь, будет интенсивно использоваться. Если возможно, значения таких переменных помещаются во внутренние регистры микропроцессора, что может привести к более быстрой и короткой программе (разработчики компиляторов фирмы Borland утверждают, что оптимизация компиляторов данной фирмы по использованию регистровых переменных сделана так хорошо, что указание использовать переменную как регистровую может только снизить эффективность создаваемого машинного кода). Для регистровых переменных нельзя взять адрес; они могут быть только автоматическими с допустимыми типами int или char.
Таким образом, можно выделить четыре модификатора класса памяти: extern, auto, static, register. Они используются в следующей общей форме:
модификатор_класса_памяти тип список_переменных;
Выше уже говорилось об инициализации, т.е. о присвоении различным объектам начальных значений. Если явная инициализация отсутствует, гарантируется, что внешние и статические переменные будут иметь значение нуль, а автоматические и регистровые - неопределенное значение.
|
В языке Си сама функция не может быть значением переменной, но можно определить указатель на функцию. С ним уже можно обращаться как с переменной: передавать его другим функциям, помещать в массивы и т.п.
Код функции в персональном компьютере занимает физическую память. В этой памяти есть точка входа, которая используется для того, чтобы войти в функцию и запустить ее на выполнение. Указатель на функцию как раз и адресует эту точку входа. Это уже будет обычная переменная и с ней можно делать все, что можно делать с переменной.
Через указатель можно войти в функцию, т.е. запустить ее на выполнение. Объявление вида:
int (*f)( );
говорит о том, что f - это указатель на функцию, возвращающую целое значение. Первая пара скобок необходима, без них int *f( ); означало бы, что f - функция, возвращающая указатель на целое значение. После объявления указателя на функцию в программе можно использовать объекты: *f - сама функция; f - указатель на функцию. Для любой функции ее имя (без скобок и аргументов) является указателем на эту функцию.
|
В программы на языке Си можно передавать некоторые аргументы. Когда вначале вычислений производится обращение к main( ), ей передаются три параметра. Первый из них определяет число командных аргументов при обращении к программе. Второй представляет собой массив указателей на символьные строки, содержащие эти аргументы (в одной строке - один аргумент). Третий тоже является массивом указателей на символьные строки, он используется для доступа к параметрам операционной системы (к переменным окружения).
Любая такая строка представляется в виде:
переменная = значение\0
Последнюю строку можно найти по двум заключительным нулям.
Назовем аргументы функции main( ) соответственно: argc, argv и env (возможны и любые другие имена). Тогда допустимы следующие описания:
main( )
main(int argc)
main(int argc, char *argv[ ] )
main(int argc, char *argv[ ], char *env[ ] )
Предположим, что на диске A: есть некоторая программа prog.exe. Обратимся к ней следующим образом:
A:\>prog.exe file1 file2 file3 <Enter>
Тогда argv[0] - это указатель на строку A:\prog.exe, argv[1] - на строку file1 и т.д. На первый фактический аргумент указывает argv[1], а на последний - argv[3]. Если argc=1, то после имени программы в командной строке параметров нет. В нашем примере argc=4.
|
Рекурсией называется такой способ вызова, при котором функция обращается к самой себе.
Важным моментом при составлении рекурсивной программы является организация выхода. Здесь легко допустить ошибку, заключающуюся в том, что функция будет последовательно вызывать саму себя бесконечно долго. Поэтому рекурсивный процесс должен шаг за шагом так упрощать задачу, чтобы в конце концов для нее появилось не рекурсивное решение. Использование рекурсии не всегда желательно, так как это может привести к переполнению стека.
|
В системах программирования подпрограммы для решения часто встречающихся задач объединяются в библиотеки. К числу таких задач относятся: вычисление математических функций, ввод/вывод данных, обработка строк, взаимодействие со средствами операционной системы и др. Использование библиотечных подпрограмм избавляет пользователя от необходимости разработки соответствующих средств и предоставляет ему дополнительный сервис. Включенные в библиотеки функции поставляются вместе с системой программирования. Их объявления даны в файлах *.h (это так называемые включаемые или заголовочные файлы). Поэтому, как уже упоминалось выше, в начале программы с библиотечными функциями должны быть строки вида:
#include <включаемый_файл_типа_h>
Например:
#include <conio.h>
Существуют также средства для расширения и создания новых библиотек с программами пользователя.
На этом все! Теперь вы знаете все про функции в языке си, Помните, что это теперь будет проще использовать на практике. Надеюсь, что теперь ты понял что такое функции в языке си и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Алгоритмизация и программирование. Структурное программирование. Язык C
Комментарии
Оставить комментарий
Алгоритмизация и программирование. Структурное программирование. Язык C
Термины: Алгоритмизация и программирование. Структурное программирование. Язык C