Часто в задаче требуется повторить определенную последовательность операторов в разных частях программы. Для того, чтобы описывать эту последовательность один раз, а применять многократно, в языках программирования применяются подпрограммы. Подпрограмма - автономная часть программы, выполняющая определенный алгоритм и допускающая обращение к ней из различных частей общей программы. Использование подпрограмм позволяет реализовать один из самых современных методов программирования - структурное программирование.
В языке Паскаль существует два вида подпрограмм: процедура (PROCEDURE ) и функция ( FUNCTION ). Процедуры и функции в Паскале объявляются в разделе описания за разделом переменных. В данном уроке приведены примеры и задачи использования процедуры и функций, а также использование рекурсии в языке Паскаль. Параметры, записываемые в обращении к подпрограммам, называются фактическими; параметры, указанные в описании подпрограмм - формальными. Фактические параметры должны соответствовать формальным по количеству, порядку следования и типу. Параметры, объявленные в основной (главной) программе, действуют в любой подпрограмме и называются глобальными. Параметры, объявленные в подпрограмме, действуют только в этой подпрограмме и называются локальными.
Процедуры
Процедуры используются в случаях, когда в подпрограмме необходимо получить несколько результатов. В языке Паскаль существует два вида процедур: процедуры с параметрами и без параметров. Обращение к процедуре осуществляется по имени процедуры, за которым могут быть указаны фактические параметры. Все формальные параметры являются локальными для данной процедуры и глобальными для каждой процедуры в ней. При вызове процедуры устанавливаетcя взаимно однозначное соответствие между фактическими и формальными параметрами, затем управление передается процедуре. После выполнения процедуры управление передается следующему, после вызова процедуры, оператору вызывающей программы.
Пример 1. Процедура без параметров, которая печатает строку из 60 звездочек.
procedure pr;
var i : integer ;
begin
for i :=1 to 60 do write (‘ * '); writeln;
end.
Пример 2. Процедура c параметрами.
Даны 3 различных массива целых чисел (размер каждого не превышает 15). В каждом массиве найти сумму элементов и среднеарифметическое значение.
program proc;
var i , n , sum: integer;
sr : real;
procedure work (r:integer; var s:integer; var s1:real); {процедура work}
var mas : array [1..15] of integer ; { объявление массива мas}
j : integer;
begin
s:=0;
for j:=1 to r do begin {ввод элементов массива mas}
write(' Vvedite element - ', j,': ') ;
read (mas[j]);
s:=s+mas [j];
end;
s1:=s/r;
end;
begin { главная программа}
for i:=1 to 3 do begin
write ('Vvedite razmer ',i, ' masiva: ');
readln(n);
work (n, sum, sr); {вызов процедуры work}
writeln ('Summa elementov = ',sum);
writeln ('Srednearifmeticheskoe = ',sr:4:1);
end;
readln;
end.
Результат работы программы:
В программе трижды вызывается процедура work, в которой формальные переменные r, s, s1 заменяются фактическими n, sum, sr. Процедура выполняет ввод элементов массива, вычисляет сумму и среднее значение. Переменные s и s1 возвращаются в главную программу, поэтому перед их описанием ставится служебное слово var.
Локальные параметры mas, j действуют только в процедуре. Глобальные - i, n, sum, sr доступны во всей программе.
Функции в Паскале
Набор встроенных функций в языке Паскаль достаточно широк (ABS, SQR, TRUNC и т.д.). Если в программу включается новая, нестандартная функция, то ее необходимо описать в тексте программы, после чего можно обращаться к ней из программы. Обращение к функции осуществляется в правой части оператора присваивания, с указанием имени функции и фактических параметров. Функция может иметь собственные локальные константы, типы, переменные, процедуры и функции. Описание функций в Паскале аналогично описанию процедур. Отличительные особенности функций:
- результат выполнения - одно значение, которое присваивается имени функции и передается в основную программу;
- имя функции может входить в выражение как операнд.
Пример 3. Написать подпрограмму-функцию степени аx, где a, х – любые числа. Воспользуемся формулой: аx = ex ln a
program p2;
var f, b, s, t, c, d : real; { глобальные параметры}
function stp (a, x : real) : real;
var y : real; { локальные параметры}
begin
y := exp (x * ln ( a)) ;
stp:= y;{присвоение имени функции результата вычислений подпр-мы}
end; { описание функции закончено }
begin {начало основной программы }
d:= stp (2.4, 5); {вычисление степеней разных чисел и переменных }
writein (d, stp (5,3.5));
read (f, b, s, t); c := stp (f, s)+stp (b, t);
writeln (c);
end.
Результат работы программы:
Рекурсия
Процедуры и функции в Паскале могут вызывать сами себя, т.е. обладать свойством рекурсивности. Рекурсивная функция обязательно должна содержать в себе условие окончания рекурсивности, чтобы не вызвать зацикливания программы. При каждом рекурсивном вызове создается новое множество локальных переменных. То есть переменные, расположенные вне вызываемой функции, не изменяются.
Пример 4. Составить рекурсивную функцию, вычисляющую факториал числа n следующим образом: n! = 1 , если n= 1 и n!= ( n -1 )! · n , если n > 1
function f ( n : integer): integer;
begin
if n = 1 then f := 1 else f := n * f ( n -1 ); { функция f вызывает саму себя}
end;
