Funzioni e loro possibilità di programmazione. Funzione del programma e aspetto del programma. Funzioni con due o più argomenti

L'operatore di loop è l'operatore più importante e si trova nella maggior parte dei linguaggi di programmazione moderni, e l'idea stessa del loop risale al 19° secolo. Il ciclo consente di eseguire ripetutamente una determinata sequenza di azioni, specificata dagli operatori che compongono il corpo del ciclo.

Cominciamo con l'operatore ciclo con presupposto. Questo operatore è simile a:

Mentre<условие>fare<оператор>.

Quando questa istruzione viene eseguita, viene prima valutato il valore dell'espressione logica. Se questo valore è vero, l'istruzione viene eseguita. Quindi il valore dell'espressione viene nuovamente verificato e tutto viene ripetuto finché l'espressione non restituisce false. Ogni esecuzione di un ciclo è talvolta chiamata iterazione del ciclo. Se l'espressione restituisce false al primo test, l'istruzione non viene eseguita affatto.

In un ciclo con una precondizione, una precondizione determina se eseguire o meno il corpo del ciclo prima della prima iterazione. Se ciò corrisponde alla logica dell'algoritmo, è possibile utilizzare un ciclo con una postcondizione.

Ciclo con postcondizione sembra:

Ripetere...<выражние_1>Fino a...<выражение_2>

Qui viene prima eseguita l'istruzione (istruzione) e solo allora viene valutato il valore dell'espressione logica. Ecco perché un tale ciclo è chiamato ciclo con una postcondizione. Il processo viene ripetuto finché l'espressione restituisce false. Non appena il suo valore diventa vero, il ciclo termina. L'operatore può essere qualsiasi cosa, incluso un operatore composto:

Operatore_1;

Operatore_2;

…………….

Operatore_N;

Fino a quando<условие>

In un ciclo ripetuto...fino al ciclo, il controllo viene eseguito per ultimo e il corpo del ciclo viene sempre eseguito almeno una volta.

Cicli con un contatore: for...to...do e for... downto ...do.

La terza variante dell'istruzione loop è loop con parametro. Si può considerare che ci sono due varietà molto simili di un ciclo con un contatore. Il primo di questi operatori è:

Per il parametro del ciclo:= dal valore iniziale al valore finale do<оператор>;

L'istruzione, che è il corpo del ciclo, può essere semplice o composta. Il parametro loop, così come l'intervallo della sua modifica, può essere solo di tipo intero o enumerato. Il parametro è descritto insieme ad altre variabili.

Dopo aver eseguito il ciclo for, il valore della variabile di controllo diventa indefinito.

La variante for...downto...do... del ciclo for è simile al ciclo for..to...do, tranne per il fatto che la variabile di controllo in esso contenuta non aumenta ad ogni passaggio di esecuzione, ma diminuisce di uno:

per j:-<выражение_1>giù verso<выражение_2>fare<оператор>.

Riassumendo, si possono formulare le seguenti raccomandazioni per l'uso dei cicli:

Usa un ciclo for quando sai esattamente quante volte il corpo del ciclo deve essere eseguito. Altrimenti, usa i loop ripetuti o while.

· Utilizzare while se si desidera che il test venga eseguito prima che venga eseguito il corpo del ciclo.

· A volte è conveniente controllare una possibile uscita dal loop da qualche parte nel mezzo, e non all'inizio o alla fine.

Questa uscita dal ciclo è fornita dalla procedura Break, che interrompe l'esecuzione del ciclo nidificato più interno, sia esso for, while o repeat. Il modulo specificato viene collegato automaticamente al programma, se necessario.

mentre il vero inizia

<Выражение_1>

Se<оператор>poi Rompi

<Выражение_2>; fine

Vale anche la pena menzionare la procedura Continue, che interrompe l'esecuzione del corpo del ciclo più interno, mentre, o di ripetizione e trasferisce il controllo alla sua intestazione, in modo che inizi l'iterazione successiva del ciclo.

Il passo del ciclo for è sempre costante ed è uguale all'intervallo tra i due valori più vicini del tipo di parametro del ciclo.

Var (descrizione dei parametri di loop)

i: intero(tipo intero);

c: char(tipo di carattere);

1. Inizio (stampa di numeri interi da 1 a 10)

Per i:=1 a 10, writeln (i);(loop step is 1)

2. (stampa numeri da 10 a -10)

Per 10 fino a -10 (il passaggio del ciclo è -1)

3. (Stampa caratteri latini dalla A alla R)

(il parametro del ciclo cambia da A a R in ordine alfabetico)

Per c:='A' su 'R', writeln(c);

L'esecuzione del loop inizia assegnando un valore di inizio al parametro. Questo è seguito da un controllo per vedere se il parametro è maggiore del valore finale. Se l'esito della verifica è affermativo, il loop si considera concluso e il controllo viene trasferito all'operatore che segue il loop body. In caso contrario, il corpo del ciclo viene eseguito e il parametro cambia il suo valore in quello successivo in base al titolo del ciclo. Successivamente, il valore del parametro del ciclo viene nuovamente verificato e l'algoritmo viene ripetuto.

Esempio: Calcolo della somma da 1 a n.

var s,n,i: intero;

writeln('Inserisci n');

per i:=1 a n fare s:=s+i;

Una funzione in programmazione è una sezione separata di codice che può essere chiamata facendo riferimento ad essa con il nome con cui è stata nominata. Quando viene chiamato, vengono eseguiti i comandi del corpo della funzione.

Le funzioni possono essere paragonate a piccoli programmi che non vengono eseguiti da soli, cioè autonomamente, ma sono integrati in un programma normale. Spesso sono chiamati così - subroutine. Non ci sono altre differenze chiave tra funzioni e programmi. Le funzioni possono anche ricevere e restituire dati secondo necessità. Solo di solito li ottengono non dall'input (tastiera, file, ecc.), Ma dal programma chiamante. Qui restituiscono il risultato del loro lavoro.

Ci sono molte funzioni integrate nel linguaggio di programmazione. Ne abbiamo già incontrati alcuni in Python. Sono print(), input(), int(), float(), str(), type(). Il codice del loro corpo non ci è visibile, è da qualche parte "nascosto dentro la lingua". Ci viene fornita solo un'interfaccia: il nome della funzione.

D'altra parte, il programmatore può sempre definire le proprie funzioni. Si chiamano personalizzati. In questo caso per "utente" si intende il programmatore, non colui che utilizza il programma. Scopriamo perché abbiamo bisogno di queste funzioni e come crearle.

Supponiamo di dover chiedere una coppia di numeri tre volte di seguito e sommarli. A tale scopo, puoi utilizzare un loop:

i = 0 mentre i< 3 : a = int (input () ) b = int (input () ) print (a+b) i += 1

Tuttavia, cosa succede se prima di ogni richiesta di numeri, è necessario visualizzare un'iscrizione, perché sono necessari e ogni volta questa iscrizione è diversa. Non possiamo interrompere un ciclo e poi tornare allo stesso ciclo. Devi abbandonarlo e quindi ottieni un codice lungo contenente le stesse sezioni in luoghi diversi:

print () a = int (input () ) b = int (input () ) print ("Totale" , a+b, "pcs" ) print () a = int (input () ) b = int (input ( ) ) print ("Totale", a+b, "pezzi")

Esempio di esecuzione del programma:

Quante banane e ananas per le scimmie? 15 5 Totale 20 pz. Quanti coleotteri e vermi per ricci? 50 12 Totale 62 pz. Quanti pesci e crostacei per le lontre? 16 8 Totale 24 pz.

L'introduzione di funzioni consente di risolvere il problema della duplicazione del codice in diversi punti del programma. Grazie a loro, puoi eseguire lo stesso pezzo di codice non immediatamente, ma solo quando ne hai bisogno.

Definizione di funzione. dichiarazione def

Nel linguaggio di programmazione Python, le funzioni sono definite usando l'istruzione def. Considera il codice:

def countFood() : a = int (input() ) b = int (input() ) print ("Total" , a+b, "pcs" )

Questo è un esempio di definizione di funzione. Come altre istruzioni complesse come dichiarazione condizionale e cicli una funzione composta da un'intestazione e un corpo. Il titolo termina con due punti e una nuova riga. Il corpo è rientrato.

La parola chiave def dice all'interprete che si tratta di una definizione di funzione. La def è seguita dal nome della funzione. Può essere qualsiasi cosa, così come qualsiasi identificatore, ad esempio una variabile. Nella programmazione, è altamente desiderabile dare nomi significativi a tutto. Quindi, in questo caso, la funzione si chiama "calcola il cibo" nella traduzione in russo.

Le parentesi vengono poste dopo il nome della funzione. Nell'esempio sopra, sono vuoti. Ciò significa che la funzione non accetta dati dal programma che la chiama. Tuttavia, potrebbe accettarli, e quindi i cosiddetti parametri sarebbero indicati tra parentesi.

I due punti sono seguiti dal corpo, che contiene le istruzioni che vengono eseguite quando viene chiamata la funzione. È necessario fare una distinzione tra definire una funzione e chiamarla. V codice del programma non sono vicini e non insieme. Puoi definire una funzione ma non chiamarla mai. Non è possibile chiamare una funzione che non è stata definita. Se definisci una funzione ma non la chiami mai, non eseguirai mai il suo corpo.

Chiamata di funzione

Tenere conto versione completa programmi con la funzione:

def countFood() : a = int (input() ) b = int (input() ) print ("Totale" , a+b, "pcs" ) print ( "Quante banane e ananas per le scimmie?") countFood() print ( "Quanti coleotteri e vermi per ricci?") countFood() print ( "Quanti pesci e crostacei per le lontre?") contareCibo()

Dopo che ogni messaggio informativo viene visualizzato sullo schermo, viene effettuata una chiamata di funzione, che sembra proprio menzionarne il nome tra parentesi. Poiché non stiamo passando nulla alla funzione, le parentesi sono nuovamente vuote. Nel codice precedente, la funzione viene chiamata tre volte.

Quando una funzione viene chiamata, il thread di esecuzione del programma salta alla sua definizione e inizia a eseguirne il corpo. Dopo che il corpo della funzione è stato eseguito, il flusso di esecuzione ritorna al codice principale nel punto in cui è stata chiamata la funzione. Successivamente, viene eseguita l'espressione che segue la chiamata.

In Python, una definizione di funzione deve precedere le sue chiamate. Ciò è dovuto al fatto che l'interprete legge il codice riga per riga e non sa ancora cosa c'è a valle. Pertanto, se una chiamata di funzione precede la sua definizione, si verifica un errore (viene generata un'eccezione NameError):

stampa ( "Quante banane e ananas per le scimmie?") countFood() print ( "Quanti coleotteri e vermi per ricci?") countFood() print ( "Quanti pesci e crostacei per le lontre?") countFood() def countFood() : a = int (input () ) b = int (input() ) print ("Totale" , a+b, "pcs" )

Risultato:

Quante banane e ananas per le scimmie? Traceback (ultima chiamata più recente): File "test.py", riga 2, in< module>countFood() NameError: il nome "countFood" non è definito

Per molti linguaggi compilati, questo non è un requisito. Lì puoi definire e chiamare una funzione in punti arbitrari del programma. Tuttavia, per la leggibilità del codice, i programmatori anche in questo caso preferiscono seguire determinate regole.

Le funzioni danno struttura a un programma

L'utilità delle funzioni non è solo la possibilità di chiamare ripetutamente lo stesso codice da diverse posizioni del programma. Altrettanto importante, danno al programma la sua vera struttura. Le funzioni, per così dire, lo dividono in parti separate, ognuna delle quali svolge il proprio compito specifico.

Supponiamo di dover scrivere un programma che calcoli le aree di diverse figure. L'utente specifica l'area di cui vuole calcolare la cifra. Dopodiché vengono inseriti i dati iniziali. Ad esempio, la lunghezza e la larghezza nel caso di un rettangolo. Per suddividere il flusso di esecuzione in più rami, utilizzare l'istruzione if-elif-else:

figure = input () if figure == "1" : a = float (input ("Width: " ) ) b = float (input ("Height: " ) ) print ("Area: %.2f" % (a* b) ) elif figure == "2" : a = float (input ("Base: " ) ) h = float (input ("Height: " ) ) print ("Area: %.2f" % (0,5 * a * h) ) elif figure == "3" : r = float (input ("Raggio: " ) ) print ("Area: %.2f" % (3.14 * r**2 ) ) else : print ("Errore di input" )

Non ci sono funzioni qui e tutto va bene. Ma scriviamo una versione con funzioni:

def rettangolo() : a = float (input ("Larghezza: " ) ) b = float (input ("Altezza: " ) ) print ("Area: %.2f" % (a*b) ) def triangolo() : a = float (input ("Base: " ) ) h = float (input ("Height: " ) ) print ("Area: %.2f" % (0.5 * a * h) ) def circle() : r = float (input ("Raggio: " ) ) print ("Area: %.2f" % (3.14 * r**2 ) ) figura = input ( "1 rettangolo, 2 triangoli, 3 cerchi: ") if figure == "1" : rettangolo() elif figure == "2" : triangolo() elif figure == "3" : circle() else : print("Errore di input")

Sembra più complicato e ciascuna delle tre funzioni viene chiamata solo una volta. Tuttavia, dalla logica generale del programma, le istruzioni per la ricerca delle aree sono in qualche modo rimosse e separate. Il programma ora consiste in "mattoncini Lego" separati. Nel ramo principale, possiamo combinarli a nostro piacimento. Svolge il ruolo di un meccanismo di controllo.

Se mai vogliamo calcolare l'area di un triangolo usando la formula di Heron invece di usare l'altezza, allora non dobbiamo cercare codice nell'intero programma (immagina che sia composto da migliaia di righe di codice come programmi reali ). Andremo nel punto in cui sono definite le funzioni e cambieremo il corpo di una di esse.

Se abbiamo bisogno di utilizzare queste funzioni in qualche altro programma, possiamo importarle lì facendo riferimento a dato file con codice (come questo viene fatto in Python verrà discusso in seguito).

Lavoro pratico

Nella programmazione è possibile richiamare un'altra funzione da una funzione. Per illustrare questa possibilità, scrivere un programma come descritto di seguito.

Il ramo principale del programma, senza contare le intestazioni delle funzioni, è costituito da una riga di codice. Questa è una chiamata alla funzione test(). Richiede un numero intero. Se è positivo, viene chiamata la funzione positive(), il cui corpo contiene il comando per visualizzare la parola "Positivo" sullo schermo. Se il numero è negativo, viene chiamata la funzione negative(), il cui corpo contiene un'espressione per visualizzare la parola "Negativo" sullo schermo.

Variabili locali e globali

La base di qualsiasi programma per computer- algoritmi espressi come comandi. Persona, scrivere codice, indica, dicono, prendilo, fai così, così e così con esso, quindi mostra il risultato laggiù e vai a riposare. Quindi, in modo che i comandi nei programmi non si uniscano in un unico pasticcio e possano interagire tra loro, sono raggruppati nelle cosiddette funzioni e procedure. Facciamo conoscenza con questi concetti.

Cos'è una funzione

I nomi delle funzioni vengono utilizzati: 1) per creare documentazione; 2) per un'API, ovvero un'interfaccia per la connessione a un programma oa un intero sistema operativo di qualsiasi applicazione. Pertanto, ha senso ricordare ancora una volta che questi nomi dovrebbero essere intelligibili e, se possibile, corrispondenti alle azioni eseguite.

Riassumendo

Quindi, le funzioni sono una specie di contenitori per raggruppare gli algoritmi. Essi:

1. responsabile di compiti specifici;
2. interagire con altri oggetti;
3. sono la base concettuale programmazione moderna non importa quanto possa sembrare patetico.

Le procedure sono infatti le stesse funzioni, anche se "void" che non restituiscono nulla (questa è la loro principale differenza). Una sorta di strumenti ausiliari progettati per eseguire attività di routine e anche per risparmiare spazio, fatica e tempo.

Pubblicazioni precedenti:

Per definizione, è un'unità indipendente del programma, progettata per l'attuazione di un compito specifico. In termini più semplici, una funzione è un insieme di diversi operatori separati in un blocco separato. La funzione è soggetta a tutte le regole e gli standard del linguaggio C.

Punti positivi:

La funzione in qualsiasi momento e in qualsiasi punto del programma può essere richiamata per l'esecuzione e più di una volta;

Le funzioni salvano il programmatore dalla clonazione di routine di una massa di istruzioni ripetitive;

La stessa funzione può essere inserita in programmi completamente diversi, riducendo così i tempi di sviluppo e debug;

L'utilizzo delle funzioni aumenta la modularità del programma, la sua struttura, che facilita la lettura dell'elenco, velocizza l'introduzione delle modifiche.

Cosa devi sapere sulle funzioni? In primo luogo, come chiamarli correttamente dal programma, in secondo luogo, come disporli in librerie separate e, in terzo luogo, come stabilire relazioni con altre funzioni.

Le funzioni nel linguaggio C possono essere suddivise in tre tipi: di sistema, interne ed esterne.

Le funzioni di sistema sono associate a qualsiasi compilatore. In WinAVR, possono essere trovati nel riferimento della libreria che si trova in C:\WinAVR-2010010\doc\avr-libc\avr-libc-user-manual.pdf (di seguito denominato "Manuale della libreria").

Ogni funzione di sistema è rigorosamente inclusa nella propria libreria. I nomi delle librerie e delle funzioni differiscono nei diversi compilatori. La dichiarazione delle librerie utilizzate è fatta nell'"header" del programma dalla direttiva del preprocessore "#inC1ude<имя заголовочного файла-хеддера>».

Il simbolo "#" è scritto insieme alla parola "inC1ude" e deve iniziare nella prima colonna dell'elenco. "Hedder" è un file con estensione ".h", che descrive i parametri delle funzioni. Le funzioni del sistema comprendono anche la funzione head “main”, senza la quale nessun programma in linguaggio C può fare.

A rigor di termini, l'uso delle funzioni di sistema rende difficile il porting dei programmi da una piattaforma MK all'altra. Diversi compilatori hanno diverse filosofie di programmazione. Ad esempio, alcuni sviluppatori cercano di includere nel compilatore solo librerie e funzioni standardizzate a livello internazionale, mentre altri, al contrario, creano molte delle loro funzioni altamente specializzate che sono molto convenienti per i programmatori, ma assolutamente lontane dagli standard.

Il compilatore AVR-GCC utilizzato nel pacchetto WinAVR occupa una via di mezzo rispetto ad altri compilatori. Contiene parti approssimativamente uguali delle funzioni degli standard generalmente accettati ANSI, C99, nonché le proprie librerie di microcontrollori.

Dopo aver studiato a fondo le funzioni di sistema di un compilatore, il programmatore in una certa misura "si attacca" ad esse e non vuole impararne di nuove. È qui che è necessario un vero calcolo scacchistico per scegliere per la prima volta un compilatore solido, potente e costantemente aggiornato (e quindi “live”!). A proposito, AVR-GCC giustifica ancora tutte le aspettative degli utenti.

Oltre alle funzioni, le librerie di compilatori standard includono anche definizioni di macro di sistema, ad esempio "_BV", "bit_is_set", "bit_is_C1ear" specifici del pacchetto WinAVR. I dettagli del loro utilizzo sono trattati nel Manuale della Biblioteca.

Le funzioni interne sono create dal programmatore stesso. Il loro numero nel programma è limitato solo dall'immaginazione dello sviluppatore. Le funzioni interne, di regola, vengono aggiunte alla fine o all'inizio dell'elenco generale e possono essere richiamate sia dal programma principale che da altre funzioni. Una posizione speciale è occupata dai gestori di interrupt, che semanticamente si riferiscono anche a funzioni interne, sebbene abbiano uno speciale sistema di descrizione.

Quante volte dovrebbe essere chiamata la funzione interna? Preferibilmente due o più volte, altrimenti si perdono i benefici del suo utilizzo. L'uso delle funzioni interne è efficace quando è necessario eseguire più volte le stesse azioni ripetitive. Più spesso vengono richiamate le funzioni, maggiore è il grado di compressione del codice del programma.

Le funzioni esterne, per definizione, sono al di fuori dell'elenco principale, ovvero in un file separato. Sono simili nella struttura alle funzioni interne. Ma perché allora vengono individuati in un gruppo separato? Ci sono diversi motivi.

1. I compilatori hanno limiti fisici sulla lunghezza dei file elaborati. Ad esempio, se durante la compilazione di un elenco di grandi dimensioni viene visualizzato il messaggio di errore "Eggr", è possibile separare alcune delle funzioni interne in un file separato (renderle esterne) e tutto funzionerà correttamente.

2. I programmi con un numero elevato di righe sono più difficili da analizzare, correggere ed eseguire il debug. Per rispettare il principio di modularità, è auspicabile suddividere il programma in piccole parti logicamente separate che possono essere facilmente modificate, riorganizzate, sostituite.

3. Se rendi le funzioni esterne il più autonome possibile nel lavoro, in futuro possono essere utilizzate insieme ad altri programmi. I programmatori lungimiranti cercano di creare le proprie librerie "native", costituite da funzioni specializzate. Ad esempio, nella libreria gratuita di Pascal Stang è contenuta una buona serie di funzioni esterne già pronte per i controller AVR.

Secondo la tradizione consolidata, tutti i nomi delle funzioni, così come i nomi delle variabili, sono scritti in lettere latine minuscole. Le cifre sono consentite in tutte le posizioni del nome tranne la prima da sinistra. I nomi delle funzioni di sistema non possono essere cambiati, sono definiti da standard, in contrasto con le funzioni interne ed esterne, i cui nomi sono inventati da chiunque voglia. L'unica limitazione è che i nuovi nomi differiscono dai nomi delle funzioni di sistema, altrimenti il ​​compilatore emette un messaggio di errore: "Errore definizione precedente".

Il nome della funzione deve essere seguito da parentesi, nelle quali, se necessario, indicare i parametri da trasmettere/ricevere. In tavola. 6.9 elenca tutti i formati di dichiarazione e chiamata di funzione validi in AVR-GCC.

Tabella 6.9. Dichiarazione di funzione e formati di chiamata in AVR-GCC

Formato di dichiarazione della funzione __ "example()"

Un sistema separato (sottosistema, sottoprogramma), che riceve input di controllo sotto forma di valori di argomento. All'output, la funzione restituisce un risultato, che può essere un valore scalare o un valore vettoriale (struttura, array di indici, ecc.). Durante l'esecuzione della funzione è possibile apportare alcune modifiche anche al sistema gestito, sia reversibili che irreversibili.

Effetto collaterale

Funzioni e procedure

In alcuni linguaggi di programmazione (ad esempio in Pascal), funzioni e procedure (subroutine che non restituiscono valori) si distinguono chiaramente per la sintassi del linguaggio. In altri - per esempio, nel linguaggio C - le procedure sono un caso speciale (sottoinsieme) di funzioni che restituiscono un valore di tipo (pseudotipo) void - un valore vuoto.

Argomenti e opzioni

Quando una funzione viene chiamata, gli vengono passati argomenti. Se l'argomento è un riferimento a un'area di memoria (variabile, puntatore o riferimento), la funzione, a seconda del tipo del suo parametro, può utilizzare il suo valore (ad esempio, creare una variabile, copiare lì il valore dell'argomento), o l'argomento stesso (creare un riferimento all'area della memoria a cui fa riferimento l'argomento).

Funzione senza argomenti

Tale funzione non richiede alcun argomento.

Guarda anche

Collegamenti

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