Используется подпрограмма. Понятие подпрограммы. II. Изучение нового материала

При решении новых задач можно попытаться воспользоваться ранее написанными программами. Алгоритм, ранее разработанный и целиком используемый в составе других алгоритмов, называется вспомогательным. Применение вспомогательных алгоритмов позволяет разбить задачу на части, структурировать ее.

Вся программа условно может быть разделена на две части: основную и вспомогательную. В основной части производится простейшая обработка информации, организуется обращение к разным вспомогательным модулям (подпрограммам).

Вспомогательный алгоритм тоже может вызывать другие вспомогательные, длина такой цепочки вызовов теоретически не ограничена. Здесь и далее следующие пары слов используются как синонимы: алгоритм и программа, вспомогательный алгоритм и подпрограмма, команда и оператор, программа и модуль. Вспомогательными и основными алгоритмы являются не сами по себе, а по отношению друг к другу.

При использовании вспомогательных алгоритмов необходимо учитывать способ передачи значений исходных данных для них и получения результата от них. Аргументы вспомогательного алгоритма - это переменные, в которых должны быть помещены исходные данные для решения соответствующей подзадачи. Результаты вспомогательного алгоритма - это также переменные, где содержаться результаты решения этих подзадач, а также результатом может быть конкретное действие, которое совершает компьютер под действием подпрограммы.

Подпрограммы могут быть двух видов: подпрограмма без параметров и подпрограмма с параметрами. Обращение к подпрограмме может быть организовано из любого места основной программы или другой подпрограммы сколько угодно раз.

При работе с подпрограммами важными являются понятия формальных и фактических параметров. Формальные параметры - это идентификаторы входных данных для подпрограммы. Если формальные параметры получают конкретные значения, то они называются фактическими. Формальные параметры могут получить конкретные значения только в той программе, где производится обращение к данному модулю-подпрограмме. Тип и порядок записи фактических параметров должны быть такими же, как и формальных параметров. В противном случае результат работы программы будет непредсказуемым. Из этого следует, что фактические параметры используются при обращении к подпрограмме из основной, а формальные параметры - только в самом модуле.

Подпрограмма с параметрами используется для записи многократно повторяющихся действий при разных исходных данных. Подпрограммы с параметрами можно разделить на два типа: подпрограммы-функции и просто подпрограммы с параметрами (их называют процедурами).

При составлении подпрограмм с параметрами надо соблюдать следующие правила:

1) каждая подпрограмма имеет свое имя и список формальных параметров;

2) процедура из основной программы вызывается командой вызова, которая по форме ничем не отличается от вызова команды исполнителя. Результат присваивается одной или нескольким переменным, которые находятся в списке формальных параметров. Но результатом могут быть, конечно, не только значения переменных, но какое либо действие, выполненное ЭВМ.

Пример 1. Используем алгоритм нахождения наибольшего общего делителя двух натуральных чисел в качестве вспомогательного при решении задачи: составить программу вычитания дробей (a, b, c, d - натуральные числа). Результат представить в виде обыкновенной несократимой дроби.

Подпрограмма.

1) Ввести натуральные числа M, N.

2) Если M=N, перейти к п. 5, иначе к следующему пункту.

3) Если M>N, то M:=M-N, иначе N:=N-M.

4) Перейти к п. 2.

5) Передать значение M в основную программу.

6) Конец подпрограммы.

Основная программа.

1) Ввести значения A, B, C, D.

2) E:=A*D - B*C.

4) Если E=0, вывести значение E и перейти к п. 9, иначе перейти к следующему пункту.

5) M:=|E|, N:=F, перейти к подпрограмме вычисления НОД.

7) E и F нацело разделить на G.

8) Вывести значения E и F на печать.

9) Конецпрограммы.

Var A, B, C, D, G, E, F: Integer;

Procedure Nod(M, N: Integer; Var K: Integer);

While M <> N Do

If M >

Write("Введите числители и знаменатели дробей:");

ReadLn(A, B, C, D);

E:= A * D - B * C;

If E = 0 Then WriteLn(E)

Nod(Abs(E), F, G);

WriteLn("Ответ: ", E, "/", F)

Как видно из примера, объявление и тело подпрограмм находится в разделе описаний. В заголовке подпрограммы содержится список формальных параметров с указанием их типа, которые условно можно разделить на входные и выходные (перед ними стоит служебное Var). При обращении к процедуре указывается ее имя и список фактических параметров. Формальные и фактические параметры должны соответствовать по количеству и по типу.

Вызов процедуры осуществляется следующим образом:

<Идентификатор (имя) процедуры>(<список фактических параметров>);

Например,

Nod(Abs(E), F, G);

По способу передачи фактических значений в подпрограмму в Turbo Pascal 7.0 выделяют параметры-переменные, параметры-значения, параметры-константы и массивы открытого типа, строки открытого типа, параметры-процедуры, параметры-функции (подробности - в литературе).

Функция (в отличие от процедуры) всегда возвращает единственное значение.

Покажем, как изменится подпрограмма из примера, если ее записать в виде функции.

Function Nod(M, N: Integer) : Integer;

While M <> N Do

If M > N Then M:= M - N Else N:= N - M;

Итак, после списка параметров указывается тип значения функции, а в теле функции хотя бы один раз встречается присваивание переменной, имя которой совпадает с именем функции, соотответствующего значения.

Вызов функции будет следующим:

G:= Nod(Abs(E), F);

Вообще, вызов функции может присутствовать в выражении, стоящем: в правой части оператора присваивания, в процедуре вывода, в качестве фактического параметра в вызове другой подпрограммы и т.д.

При решении задач целесообразно проанализировать условие, записать решение в крупных блоках (не являющихся операторами Pascal), детализировать каждый из блоков (записав в виде блоков, возможно, по-прежнему не операторов Pascal), и т.д., продолжать до тех пор, пока каждый из блоков не будет реализован с помощью операторов языка.

Пример 2. Дано натуральное число n. Переставить местами первую и последнюю цифры этого числа.

If Impossible(N)

Then WriteLn("Невозможно переставить цифры, возникнет переполнение")

WriteLn("Ответ: ", N)

Можно заметить, что необходимо детализировать логическую функцию Impossible, которая диагностирует, возможна ли перестановка, и процедуру Change, которая эту перестановку (в случае, если она возможна) выполняет.

Function Impossible(N: Integer) : Boolean;

If Number(N) < 5

Then Impossible:= False

Else Impossible:= (N Mod 10 > 3) Or

(N Mod 10 = 3) And

(N Mod 10000 Div 10 * 10 + N Div 10000 > MaxInt Mod 10000)

Здесь необходимо детализировать функцию Number, возвращающую количество цифр в записи натурального числа (т.к. функция Impossible содержит ее вызов, то в разделе описаний функция Number должна ей предшествовать).

Function Number(N: Integer) : Integer;

Var Vsp: Integer;

While N > 0 Do

Vsp:= Vsp + 1; N:= N Div 10

Наконец, последняя процедура.

Procedure Change(Var N: Integer);

Var Kol, P, S, R: Integer;

Kol:= Number(N);

P:= N Mod 10; {последняяцифра}

If Kol > 1 Then

S:= N Div Round(Exp((Kol - 1) * Ln(10)))

Else S:= 0; {перваяцифра}

R:= N Mod Round(Exp((Kol - 1) * Ln(10))) Div 10;

N:= P * Round(Exp((Kol - 1) * Ln(10))) + R * 10 + S

Возможны также подпрограммы, которые вызывают сами себя. Они называются рекурсивными. Создание таких подпрограмм является красивым приемом программирования, но не всегда целесообразно из-за чрезмерного расхода памяти ЭВМ.

Пример 3. Найти максимальную цифру в записи данного натурального числа.

Program MaxDigit;

Type NaturLong = 1..(High(LongInt));

Function Maximum(N: LongInt) : Digit;

Then Maximum:= N

Else If N Mod 10 > Maximum(N Div 10)

Then Maximum:= N mod 10

Else Maximum:= Maximum(N Div 10)

Write("Введите натуральное число: ");

WriteLn("Максимальнаяцифраравна ", Maximum(A))

При создании функции Maximum было использовано следующее соображение: если число состоит из одной цифры, то она является максимальной, иначе если последняя цифра не является максимальной, то ее следует искать среди других цифр числа. При написании рекурсивного алгоритма следует позаботиться о граничном условии, когда цепочка рекурсивных вызовов обрывается и начинается ее обратное «раскручивание». В нашем примере это условие N < 10.

Более подробно о рекурсии говорится в следующей статье.

При решении новых задач можно попытаться воспользоваться ранее написанными программами. Алгоритм, ранее разработанный и целиком используемый в составе других алгоритмов, называется вспомогательным . Применение вспомогательных алгоритмов позволяет разбить задачу на части, структурировать ее.

Вся программа условно может быть разделена на две части: основную и вспомогательную. В основной части производится простейшая обработка информации, организуется обращение к разным вспомогательным модулям (подпрограммам) .

При использовании вспомогательных алгоритмов необходимо учитывать способ передачи значений исходных данных для них и получения результата от них. Аргументы вспомогательного алгоритма это переменные, в которых должны быть помещены исходные данные для решения соответствующей подзадачи. Результаты вспомогательного алгоритма это также переменные, где содержаться результаты решения этих подзадач, а также результатом может быть конкретное действие, которое совершает компьютер под действием подпрограммы.

При работе с подпрограммами важными являются понятия формальных и фактических параметров . Формальные параметры это идентификаторы входных данных для подпрограммы. Если формальные параметры получают конкретные значения, то они называются фактическими . Формальные параметры могут получить конкретные значения только в той программе, где производится обращение к данному модулю-подпрограмме. Тип и порядок записи фактических параметров должны быть такими же, как и формальных параметров. В противном случае результат работы программы будет непредсказуемым. Из этого следует, что фактические параметры используются при обращении к подпрограмме из основной, а формальные параметры только в самом модуле.

Подпрограмма с параметрами используется для записи многократно повторяющихся действий при разных исходных данных.

При составлении подпрограмм с параметрами надо соблюдать следующие правила:

1) каждая подпрограмма имеет свое имя и список формальных параметров;

Пример 1. Используем алгоритм нахождения наибольшего общего делителя двух натуральных чисел в качестве вспомогательного при решении задачи: составить программу вычитания дробей (a , b , c , d натуральные числа). Результат представить в виде обыкновенной несократимой дроби.

Подпрограмма.

Ввести натуральные числа M, N.
Если M=N, перейти к п. 5, иначе к следующему пункту.
Если M>N, то M:=M-N, иначе N:=N-M.
Перейти к п. 2.
Передать значение M в основную программу.
Конец подпрограммы.

Основная программа.

Ввести значения A, B, C, D.
E:=A*D - B*C.
F:= B*D.
Если E=0, вывести значение E и перейти к п. 9, иначе перейти к следующему пункту.
M:=|E|, N:=F, перейти к подпрограмме вычисления НОД.
G:= M.
E и F нацело разделить на G.
Вывести значения E и F на печать.
Конец программы.

Как видно из примера, объявление подпрограммы-функции находится в разделе описаний прототипов функций, а реализация после основной функции main . В заголовке подпрограммы содержится список формальных параметров с указанием их типа, которые условно можно разделить на входные и выходные (перед ними стоит &). Вообще при обращении к функции со списком параметров без &, внутри функции используются копии параметров, которые после выполнения удаляются. Знак & указывает компилятору что необходимо использовать саму переменную, а не ее копию. При обращении к функции указывается ее имя и список фактических параметров. Формальные и фактические параметры должны соответствовать по количеству и по типу.

Описание функции в С++ осуществляется следующим образом:

Тип_возвращаемого_значения ();

Например,

Void Nod(int e, int f, int &k); int f1(float a); long f2();

Функция всегда возвращает единственное значение. Как видно из примера 1, мы использовали тип void в качестве возращаемого типа. Т.е. указали компилятору, что наша функция не возвращает никакого значения.

Покажем, как изменится подпрограмма из примера, если ее записать в виде функции, возвращающей само значение НОД (без использования возвращаемой переменной).

Int Nod(int m, int n) { while (m!=n) if (m > n) m -=n; else n -= m; return (n); }

Итак, в теле функции хотя бы один раз встречается команда return, которая указывает, какое значение вернуть в качестве значения функции.

Вызов функции в основной будет следующим:

G = Nod(fabs(e), f);

Вообще, вызов функции может присутствовать в выражении, стоящем: в правой части операции присваивания, в операторе вывода, в качестве фактического параметра в вызове другой подпрограммы и т.д.

При решении задач целесообразно проанализировать условие, записать решение в крупных блоках (не являющихся операторами C++), детализировать каждый из блоков (записав в виде блоков, возможно, по-прежнему не операторов C++), и т.д., продолжать до тех пор, пока каждый из блоков не будет реализован с помощью операторов языка.

Пример 2. Дано натуральное число n . Переставить местами первую и последнюю цифры этого числа.

Здесь необходимо детализировать функцию Number, возвращающую количество цифр в записи натурального числа (т.к. функция Impossible содержит ее вызов, то в разделе описаний прототипов функция Number должна ей предшествовать).

Возможны также подпрограммы, которые вызывают сами себя. Они называются рекурсивными . Создание таких подпрограмм является красивым приемом программирования, но не всегда целесообразно из-за чрезмерного расхода памяти ЭВМ.

Пример 3. Найти максимальную цифру в записи данного натурального числа.

Более подробно о рекурсии говорится в следующей статье .

Контрольные вопросы и задания

Какие алгоритмы называют вспомогательными?
Какое количество вспомогательных алгоритмов может присутствовать в основном алгоритме?
Можно ли вспомогательные алгоритмы, написанные для решения данной задачи, использовать при решении других задач, где их применение было бы целесообразно?
Какие параметры называют формальными? фактическими?
Какое соответствие должно соблюдаться между формальными и фактическими параметрами?
Может ли фактических параметров процедуры (функции) быть больше, чем формальных? А меньше?
Существуют ли подпрограммы без параметров?
Существуют ли ограничения на число параметров подпрограмм? Если нет, то чем же всё-таки ограничивается это количество в С++?
В каком разделе объявляются и в каком реализуются подпрограммы в С++?
Какого типа может быть значение функции?
Расскажите о методе последовательной детализации при разработке программ.
Какие подпрограммы называют рекурсивными?
Что такое граничное условие при организации рекурсивной подпрограммы?

Содержащая описание определённого набора действий. Подпрограмма может быть многократно вызвана из разных частей программы. В языках программирования для оформления и использования подпрограмм существуют специальные синтаксические средства.

Назначение подпрограмм

Подпрограммы изначально появились как средство оптимизации программ по объёму занимаемой памяти - они позволили не повторять в программе идентичные блоки кода, а описывать их однократно и вызывать по мере необходимости. К настоящему времени данная функция подпрограмм стала вспомогательной, главное их назначение - структуризация программы с целью удобства её понимания и сопровождения.

Выделение набора действий в подпрограмму и вызов её по мере необходимости позволяет логически выделить целостную подзадачу, имеющую типовое решение. Такое действие имеет ещё одно (помимо экономии памяти) преимущество перед повторением однотипных действий: любое изменение (исправление ошибки, оптимизация, расширение функциональности), сделанное в подпрограмме, автоматически отражается на всех её вызовах, в то время как при дублировании каждое изменение необходимо вносить в каждое вхождение изменяемого кода.
Даже в тех случаях, когда в подпрограмму выделяется однократно производимый набор действий, это оправдано, так как позволяет сократить размеры целостных блоков кода, составляющих программу, то есть сделать программу более понятной и обозримой.

Преимущества

Преимущества разбиения программы на подпрограммы включают:

Декомпозиция комплексной программной задачи на простые шаги: это один из двух основных инструментов структурированного программирования и структур данных
Уменьшение дублированного кода
Возможность повторного использования кода в других программах
Разделение крупной программной задачи между различными программистами, или различными стадиями проекта
Сокрытие деталей реализации от пользователей подпрограммы
Улучшение прослеживания (большинство языков предоставляют способ получить след вызова который включает в себя имена задействованных подпрограмм и возможно даже больше такой информации как имена файлов и номера строк). Без декомпозиции кода на подпрограммы, отладка была бы серьезно затруднена.

Механизм подпрограмм, их описание и вызов

В следующем примере на языке Паскаль подпрограмма subprog вызывается из основной программы трижды:

Program SubProgExample ; procedure subprog ; begin // начало тела подпрограммы WriteLn ("Bye" ) ; end ; // конец тела подпрограммы begin WriteLn ("Hello" ) ; subprog ; // 1-й вызов subprog ; // 2-й вызов subprog ; // 3-й вызов end .

Результатом выполнения такой программы станет вывод строки «Hello» и трёх строк «Bye».

Для сохранения и восстановления контекста выполнения вызывающей процедуры, с целью исключения побочных эффектов, связанных с возможным нежелательным изменением используемых машинных регистров, компилятор формирует для каждой процедуры специальные последовательности команд, называемые прологом и эпилогом процедуры.

Некоторые языки программирования (например, Паскаль, Ада, Модула-2) допускают описание вложенных подпрограмм, то есть помещение подпрограмм внутрь других подпрограмм. Такие вложенные подпрограммы могут использоваться только в той подпрограмме, в которой они описаны. В иных случаях (например, в языке Си) вложение подпрограмм не допускается. Никаких принципиальных преимуществ вложение подпрограмм не даёт, но может быть удобно для более логичной структуризации программы (если какая-то подпрограмма используется только в некоторой другой подпрограмме, логично поместить первую во вторую).

Параметры подпрограмм

Назначение параметров

Подпрограммы часто используются для многократного выполнения стереотипных действий над различными данными. Подпрограмма обычно имеет доступ к объектам данных, описанным в основной программе (по крайней мере, к некоторым из них), поэтому для того, чтобы передать в подпрограмму обрабатываемые данные, их достаточно присвоить, например, глобальным переменным. Но такой путь не особенно удобен и чреват ошибками.

Для обеспечения контролируемой передачи параметров в подпрограмму и возврата результатов из неё используется механизм параметров . Параметры описываются при описании подпрограммы (в её заголовке) и могут использоваться внутри процедуры аналогично переменным , описанным в ней. При вызове процедуры значения каждого из параметров указываются в команде вызова (обычно после имени вызываемой подпрограммы).

Program SubProgExample2 ; // Описание подпрограммы subprog procedure subprog (Line : String ) ; // Заголовок, включающий имя подпрограммы begin // начало тела подпрограммы WriteLn (Line ) ; end ; // конец тела подпрограммы begin WriteLn ("Hello" ) ; subprog ("Good bye," ) ; // 1-й вызов subprog ("my love," ) ; // 2-й вызов subprog ("good bye!" ) ; // 3-й вызов end .

В приведённом примере параметр Line подпрограммы subprog в каждом вызове получает различное значение, благодаря чему выводятся не одинаковые строки, а разные.

Формальные и фактические параметры

Чтобы отличать параметры подпрограммы, описанные в её заголовке и теле, от параметров, указываемых при вызове подпрограммы, используются формальные и фактические параметры. Формальные параметры указываются при объявлении или определении подпрограммы, а фактические - непосредственно при её вызове. Так, в последнем примере параметр Line в заголовке и теле подпрограммы subprog - это формальный параметр, а строка "Good bye" , использованная в первом вызове этой подпрограммы - фактический параметр. При вызове подпрограммы фактические параметры, указанные в команде вызова, становятся значениями соответствующих формальных параметров, чем и обеспечивается передача данных в подпрограмму.

Способ передачи параметров в подпрограмму

Существует несколько способов передачи параметров в подпрограмму.

Передача параметров по значению. Формальному параметру присваивается значение фактического параметра. В этом случае формальный параметр будет содержать копию значения, имеющегося в фактическом, и никакое воздействие, производимое внутри подпрограммы на формальные параметры, не отражается на параметрах фактических. Так, если в качестве фактического параметра будет использована переменная, и внутри подпрограммы значение соответствующего формального параметра будет изменено, то фактический параметр останется без изменений.

int func1(int x)

{ x=x+2; return x;

Передача параметров по ссылке. В формальный параметр может быть помещён сам фактический параметр (обычно это реализуется путём помещения в формальный параметр ссылки на фактический). При этом любое изменение формального параметра в подпрограмме отразится на фактическом параметре - оба параметра во время вызова подпрограммы суть одно и то же. Параметры, передаваемые по ссылке, дают возможность не только передавать параметры внутрь подпрограммы, но и возвращать вычисленные значения в точку вызова. Для этого параметру внутри подпрограммы просто присваивается нужное значение, и после возврата из подпрограммы переменная, использованная в качестве фактического параметра, получает это значение.

Передача параметров по имени. В формальный параметр может быть помещено произвольное выражение. При этом вычисление этого выражения произойдёт внутри подпрограммы в тот момент, когда потребуется его значение. Если это значение фигурирует несколько раз, то и вычисляться оно будет тоже несколько раз. Параметры, передаваемые по имени, дают возможность писать довольно универсальные подпрограммы. Такой способ передачи параметров используется, к примеру в языках Алгол или Алгол 68 .
Передача параметров через стек. Это фактически разновидность передачи параметра по значению «с ручным приводом», в данном случае отсутствует понятие формальных и фактических параметров. Все параметры лежат на стеке, причём их типы, количество и порядок не контролируются компилятором. Данный подход реализован в языке Форт .

Язык программирования может предоставлять возможность передавать параметры в подпрограммы либо только по значению, либо по значению и по ссылке, либо по имени и значению. В последних двух случаях для различения способов передачи параметра используются отдельные синтаксическая конструкции (в Паскале это ключевое слово var при описании параметра). В действительности, если язык содержит понятие ссылки (указателя), то можно обойтись и без передачи параметра по ссылке (её всегда можно смоделировать, описав параметр типа «ссылка»), но эта возможность удобна, так как позволяет работать с формальным параметром-ссылкой без разыменования, а также повышает надёжность и безопасность программы.

Это подпрограмма специального вида, которая, кроме получения параметров, выполнения действий и передачи результатов работы через параметры имеет ещё одну особенность- она всегда должна возвращать результат. Вызов функции является, с точки зрения языка программирования, выражением, он может использоваться в других выражениях или в качестве правой части присваивания.

Процедура - это независимая именованная часть программы, которую после однократного описания можно многократно вызвать по имени из последующих частей программы для выполнения определенных действий.

В -подобных языках подпрограмма всегда описывается как функция. Процедура реализуется как функция типа void , то есть имеющая «пустой» тип и, соответственно, не возвращающая никакого значения.

Подпрограммы, входящие в состав классов в объектных языках программирования, обычно называются методами . Этим термином называют любые подпрограммы-члены класса, как функции, так и процедуры; когда требуется уточнение, говорят о методах-процедурах или методах-функциях .

Цель урока:

дать учащимся представление о подпрограммах и возможностях их использования;
показать на примерах механизм реализации подпрограмм с помощью процедур.

Задачи:

Образовательные :
- использовать специальные термины при ответе на вопросы
- формировать умение применять полученные знания в процессе создания и отладки программ
Развивающие :
- развивать внимание, наблюдательность, память, логическое мышление
- развивать умение анализировать и систематизировать необходимый для работы материал
- развивать навыки принимать решения самостоятельно
Воспитательные :
- соблюдать правила техники безопасности в кабинете информатики
- воспитывать культуру поведения, иметь свой взгляд на способ решения поставленной задачи, уметь выслушивать противоположную точку зрения

План

I. Повторение материала.
II. Изучение нового материала.
III. Итог урока.
IV. Домашнее задание.

ХОД УРОКА

I. Повторение материала

Какова структура программы?
Обязателен ли заголовок программы?
Перечислите разделы описаний
Какие служебные слова служат для описания переменных?
Какое служебное слово является началом основной части программы?
Как заканчивается программа?

PROGRAM ИМЯ; (можно не писать)
1. CONST
2. TYPE
3. VAR
4. PROCEDURE, FUNCTION
BEGIN
Тело программы
END.

А сейчас будем разгадывать КЛЮЧВОД, заполняя его – повторим операторы, служебные слова языка Паскаль (Приложение 1 ).
(Заполненный КЛЮЧВОРД – Приложение 2 )

II. Изучение нового материала

При создании программы для решения сложной задачи программисты выполняют разделение этой задачи на подзадачи, подзадачи – на еще меньшие подзадачи и так далее, до легко программируемых элементарных задач. Со временем у каждого программиста через некоторое время появляется большой набор собственных заготовок, неординарных решений и т. д., которые он хотел бы использовать во всех своих творениях.
Язык программирования Pascal позволяет разделять программу на отдельные части, которые называются подпрограммами. Сам термин подпрограмма говорит о том, что она подобна и подчинена основной программе. Подпрограммы решают три важные задачи, значительно облегчающие программирование:

избавляют от необходимости многократно повторять в тексте программы аналогичные фрагменты, т. е. сократить объем программы;
улучшают структуру программы, облегчая понимание при разборе;
уменьшают вероятность появления ошибок, повышают устойчивость к ошибкам программирования и непредвиденным по следствиям при модификации.

Таким образом, подпрограмма – это повторяющаяся группа операторов, оформленная в виде самостоятельной программной единицы. Она записывается однократно, а в соответствующих местах программы обеспечивается лишь обращение к ней по имени.
Общие принципы выделения подпрограмм:

– если в программе необходимо переписывать одни и те же последовательности команд, то стоит эту последовательность команд оформить в виде подпрограммы;
– слишком длинную программу полезно разбить на составные части – подобно тому, как книгу разбивают на главы. При этом основная программа становится похожей на оглавление;
– при решении задачи могут возникать слишком сложные под задачи. Целесообразней отладить их отдельно в небольших программах. Добавление этих программ в основную задачу будет легким, если они оформлены как подпрограммы;
– все, что вы сделали хорошо в одной программе, вам захочется перенести в новые программы.

В языке Pascal механизм подпрограмм реализуется в виде ПРОЦЕДУР (PROCEDURE) и ФУНКЦИЙ (FUNCTION), которые вводятся в программу с помощью своего описания, но их структура такая же, как иструктура программы. Они различаются назначением и способом их использования.

Процедуры предназначены для выполнения некоторой последовательности действий.
Чтобы использовать подпрограмму – процедуру её надо описать и к ней надо уметь обращаться.

Описание:

Выбрать для неё имя.
Определить параметры.
Составить последовательность действий, которые надо выполнять, для получения результата.

Обращение: вызов выполнения указанных действий, для конкретных значений параметров.

Параметры бывают следующих видов:

I. Глобальные – параметры описываются в головном модуле, доступны любой подпрограмме.
I. Локальные – используются только в процедуре, они могут быть или не быть, описываются после слова VAR, с указанием типа.

II. Формальные – описываются в заголовке процедуры, к ним относятся входные и выходные параметры.
III. Входные – это и IV. Параметры – значений описываются через запятую с указанием типа. При выходе из процедуры не сохраняются.
III. Выходные – это и IV. Параметры – переменные описываются после слова VAR через запятую, с указанием типа, при выходе из процедуры сохраняются.
Эти параметры описываются в круглых скобках после имени процедуры

II. Фактические – в головном модуле при вызове процедуры.
При вызове (обращении) формальные параметры заменяются на фактические.

Формальные и фактические должны совпадать по 3-м признакам:

по количеству
по типу
по порядку следования.

Описание процедуры

Любая процедура начинается с заголовка, который является ее обязательной частью (в отличие от заголовка программы). Он состоит из служебного слова Procedure, за которым следует имя процедуры, а в круглых скобках – список формальных параметров. После заголовка могут идти те же разделы, что и в программе. Таким образом, общий вид будет следующим:

Рrосеdиге <имя> (формальные параметры);
VAR (описание локальных параметров, они могут быть или не быть)
begin
тело процедуры
end; (конец процедуры)
BEGIN (головного модуля)
Фактические параметры
END.
Используя подпрограмму – процедуру рассмотрим несколько задач

1.Составить программу сложения 2-х чисел, значения вводятся с клавиатуры.

2. Составить программу нахождения максимального из четырёх чисел, вводимых с клавиатуры.

uses art;
var a,b,s,c,d:real;
procedure maxim (x,y: real; var s:real);
begin
if x
end;

begin
clrscr;
writeln("bbedite 4 chisla ");readln(a,b,c,d);

В переменную S заносим большее из двух чисел А и В.

maxim(a,b,s);

В переменную S заносим большее из двух чисел С и S.

maxim(c,s,s);

В переменную S заносим большее из двух чисел D и S.

maxim(d,s,s);}
writeln("max=",s:3:I);
readkey;
end.

Произвести отладку на компьютере.

III. Итак, мы познакомились с новым понятиям: подпрограмма, процедура. Узнали, какие параметры необходимо для работы с процедурами. Структуру процедуры. Описание.

IV. Домашнее задание

Треугольник задан координатами вершин, вычислить периметр, площадь. Вычисление длин сторон оформить с помощью процедуры.

– формула для подсчёта длины: A =

Какая функция в Паскале означает корень квадратный? – SQRT означает возведение в квадрат – SQR

– периметр находим по формуле Р = A + B + C
– формула для нахождения площади: S =
– сколько раз будем обращаться к процедуре? – 3 раза

При решении многих задач возникает необходимость многократных выполнений действий, при различных значений. Для уменьшения размеров программы целесообразно выделить повторные действия в подпрограмму, где описывается процедура выполняемых действий. Использование подпрограмм в программе целесообразно по двум причинам:

подпрограмма позволяет экономить память. Каждая подпрограмма, которая существует в программе, загружается в оперативную память в одном экземпляре, а вызывать ее можно из разных мест программы;

использование подпрограмм целесообразно с точки зрения современных методов модульного программирования. В соответствии с методологией, алгоритм решения представляется последовательностью подпрограмм. Каждую подпрограмму можно разбить на менее крупные подпрограммы, а те в свою очередь - еще на подпрограммы более низкого уровня.

В языке Pascal имеется два вида программных единиц, относящихся к подпрограммам:

процедуры;

функции.

Процедуру и функцию можно представить в виде относительно самостоятельных фрагментов, которые имеют особую структуру и снабжены именем. Вызов процедуры или функции осуществляется путем упоминания их имени в тексте программы. Отличие функции от процедуры заключается в том, что результатом выполнения операторов функции всегда является единственное значение, присваемое имени функции. В связи с этим, вызов функции в программе осуществляется в правой части оператора присвоения, наряду с другими операндами. Процедура в программе вызывается упоминанием ее имени.

В языке Паскаль имеется два вида процедур и функций:

стандартные;

нестандартные.

Стандартные являются принадлежностью самого языка и в языке находятся в так называемых стандартных библиотеках и такие библиотеки находятся в языке в виде самостоятельных программных единицах (модулях). Язык Turbo-Pascal имеет несколько стандартных модулей: System, Dos, WinCrt, Printer, Graph, Overlay. Они подключаются в Uses. Это требование не относится к System, в котором находятся основные процедуры и функции, так как это модуль автоматически подключается компилятором.

Нестандартные необходимо описать, чтобы компилятор смог установить связь между оператором вызова и теми действиями, которые имеются в процедуре или функции.

Описание процедур и функций может быть реализовано двумя способами:

в разделе описания программы;

в отдельно компилируемых программных единицах, называемых модулями.

Описание процедур и функций внешне выглядит как описание программы, но вместо заголовка программы пишется заголовок функции или процедуры. Описать подпрограмму означает указать ее заголовок и тело. В заголовке формируются параметры и объявляется имя подпрограммы. В функции, в заголовке для возвращаемого результата указывается тип. За заголовком располагается тело подпрограммы, которое состоит из разделов: описания и операторов. В подпрограмме, в разделе описаний могут быть описаны подпрограммы низшего уровня. Структурно программа с использованием подпрограмм выглядит в следующем виде:

Подпрограмма любого уровня обычно имеет множество констант, типов, имен и подпрограмм низшего уровня. Все объекты программы, которые описаны внутри подпрограммы, локализуются в ней, то есть они не видны и не доступны за пределами подпрограммы. В приведенной структуре из основной программы можно обратиться к подпрограмме A и подпрограмме B, но нельзя обратиться к вложенным подпрограммам A1 и B1. Имена, объявленные в подпрограмме, называются локальными именами. Все имена доступные подпрограмме из программы или подпрограммы верхнего уровня называются глобальными. Имена, локализованные в подпрограмме, могут совпадать с глобальными именами, которые были объявлены ранее, в этом случае локальное имя закрывает глобальное, то есть делает ее недоступной.

В Паскале используется принцип применения идентификаторов, основанные на том, что любое имя может быть использовано в том случае, если оно уже объявлено.

Объявление подпрограмм на языке Pascal

Объявление функции:

Function [имя] ([список_формальных_параметров]:[тип]):[тип];

[раздел_описаний_функции];

[операторы_тела_функции];

[имя]:=[результат_работы_операторов_тела_функции];

Function - служебное слово. [имя] - идентификатор имени. [список_формальных_параметров] - параметры в общем виде. [тип] - тип параметров. Имеет раздел описаний и раздел операторов. Вызов функции осуществляется в разделе операторов:

[переменная]:=[имя](список_формальных_параметров);

Формальные параметры при объявлении функции отделяются друг от друга точкой с запятой, а однотипные - запятой. Список фактических параметров при вызове должен соответствовать порядку и типу формальных параметров. В качестве фактических параметров при вызове могут быть использованы имена переменных, которые предварительно должны быть определены. Функция может иметь произвольное число входных параметров и один единственный результат работы функции. Процедура используются в том случае, если программе необходимо получить несколько результатов, то есть подпрограмма, реализованная в виде процедуры, может иметь произвольное число входных и выходных параметров.

Объявление процедуры:

Procedure [имя] ([список_входных_параметров]:[тип];

Var [выходной_формальный_параметр_1]:[тип];

Var [выходной_формальный_параметр_К]:[тип];):[тип];

[раздел_описаний_процедуры];

[операторы_тела_процедуры];

Поскольку процедура может возвращать несколько выходных параметров, то каждый выходной параметр в заголовке процедуры следует после отдельного служебного слова Var.

Вызов процедуры осуществляется упоминанием имени и списка фактических параметров, при этом в качестве входных фактических параметров могут быть использованы значения и определенные заранее переменные, а в качестве выходных фактических параметрах только переменные.

Вызов процедуры:

[имя](список_фактических_параметров);