Тема 6. Подпрограммы в языке Паскаль

Август 9, 2022

Главная
Информатика
Тема 6. Подпрограммы в языке Паскаль

Содержание

2. © С.В.Кухта, 2009 Структура, назначение и применение подпрограмм. Параметры и аргументы, области действия имен. Процедуры Функции
3. © С.В.Кухта, 2009 1. Понятие подпрограммы
4. © С.В.Кухта, 2009 Алгоритм решения задачи проектируется путем декомпозиции всей задачи в отдельные подзадачи. Обычно подзадачи
5. © С.В.Кухта, 2009 Подпрограмма - это в первую очередь программа. Со всеми полагающимися полноценной программе атрибутами:
6. © С.В.Кухта, 2009 Т.о., подпрограмма - это последовательность операторов, которые определены и записаны только в одном
7. © С.В.Кухта, 2009 В языке Pascal имеется два вида подпрограмм: процедуры и функции. Виды подпрограмм Описывая
8. © С.В.Кухта, 2009 При использовании процедур или функций программа должна содержать текст процедуры или функции и
9. © С.В.Кухта, 2009 2. Объявление и описание подпрограммы
10. © С.В.Кухта, 2009 Функция – это подпрограмма, определяющая одно – единственное скалярное или ссылочное значение, используемое
11. © С.В.Кухта, 2009 Процедуры следует объявлять так: Объявление процедуры procedure ( ); Если объявление процедуры оторвано
12. © С.В.Кухта, 2009 Описание подпрограммы должно идти после ее объявления. Оно осуществляется по следующей схеме (единой
13. © С.В.Кухта, 2009 Если объявление подпрограммы было оторвано от ее описания, то описание начинается дополнительной строкой
14. © С.В.Кухта, 2009 Описания двух различных подпрограмм не могут пересекаться: каждый блок должен быть логически законченным.
15. © С.В.Кухта, 2009 Описание подпрограммы: пример procedure err(c:byte; s:string); var zz: byte; begin if c=0 then
16. © С.В.Кухта, 2009 В заголовке подпрограммы (в ее объявлении) указывается список формальных параметров переменных, которые принимают
17. © С.В.Кухта, 2009 В этом случае подпрограмма не получает никаких переменных "извне". Однако отсутствие параметров и,
18. © С.В.Кухта, 2009 О возможных способах подстановки значений в параметры ( , var, const) рассказано в
19. © С.В.Кухта, 2009 вызовет ошибку уже на этапе компиляции. Для того чтобы обойти это ограничение, составной
20. © С.В.Кухта, 2009 Основное различие между функциями и процедурами состоит в количестве возвращаемых ими значений. Любая
21. © С.В.Кухта, 2009 Например: Возвращаемые значения function min(a, b: integer): integer; begin if a>b then min:=
22. © С.В.Кухта, 2009 В отличие от функций, процедуры вообще не возвращают (явным образом) никаких значений. О
23. © С.В.Кухта, 2009 Любая подпрограмма может быть вызвана не только из основного тела программы, но и
24. © С.В.Кухта, 2009 Вызов подпрограмм
25. © С.В.Кухта, 2009 Вызов функции может стать равноправным участником арифметического выражения. Например: c:= min(a, a*2); if
26. © С.В.Кухта, 2009 Процедура же ничего не возвращает явным образом, поэтому ее вызов является отдельным оператором
27. © С.В.Кухта, 2009 3. Способы подстановки аргументов
28. © С.В.Кухта, 2009 Как уже упоминалось выше, при вызове подпрограммы подстановка значений аргументов в параметры производится
29. © С.В.Кухта, 2009 В списке параметров подпрограммы перед параметром-значением служебное слово отсутствует. Например, функция func3 имеет
30. © С.В.Кухта, 2009 В области памяти, выделяемой для работы вызываемой подпрограммы, создается переменная с именем .
31. © С.В.Кухта, 2009 В качестве примера рассмотрим последовательность действий, выполняемых при передаче аргументов 1+а/2, а и
32. © С.В.Кухта, 2009 Итак, при вызове func3(1+a/2,a,true) будут выполнены следующие действия: создать временные переменные func3.x, func3.k,
33. © С.В.Кухта, 2009 В списке параметров подпрограммы перед параметром-переменной ставится служебное слово var. Например, процедура proc3
34. © С.В.Кухта, 2009 В отличие от параметра-значения, для параметра-переменной не создается копии при вызове подпрограммы. Вместо
35. © С.В.Кухта, 2009 Понятно опять же и ограничение на аргументы, которые должны соответствовать параметрам-переменным: ни константа,
36. © С.В.Кухта, 2009 В списке параметров подпрограммы перед параметром-константой ставится служебное слово const. Например, процедура proc4
37. © С.В.Кухта, 2009 Во время выполнения подпрограммы соответствующая переменная считается обычной константой. Ограничением является то, что
38. © С.В.Кухта, 2009 В отличие от параметра-переменной, для параметра-константы создается копия при вызове подпрограммы. Параметр-константа: механизм
39. © С.В.Кухта, 2009 4. Области действия имен
40. © С.В.Кухта, 2009 Глобальные объекты - это типы данных, константы и переменные, объявленные в начале программы
41. © С.В.Кухта, 2009 Пример разграничения контекстов program prog; var a:byte; procedure pr1 (p:byte); var b:byte; {первый
42. © С.В.Кухта, 2009 Поскольку глобальные переменные видны в контекстах всех блоков, то их значение может быть
43. © С.В.Кухта, 2009 Вообще говоря, совпадения глобальных и локальных имен допустимы, поскольку к каждому локальному имени
44. © С.В.Кухта, 2009 Если имеются глобальная и локальная переменные с одинаковым именем, то изнутри подпрограммы к
45. © С.В.Кухта, 2009 5. Примеры решения задач
46. © С.В.Кухта, 2009 Вычислить s = 1 + x/1! + x2/2! + x3/3! + ... +
47. © С.В.Кухта, 2009 Пример 1 {функция вычисления знаменателя} function b(i:integer) :real; var j : integer; {счетчик
48. © С.В.Кухта, 2009 Пример 1 {основная программа} begin write('введите аргумент - x, и количество слагаемых -
49. © С.В.Кухта, 2009 Найти наименьший член последовательности a(n)=n2-7n+1, где n изменяется от 1 до m. Пример
50. © С.В.Кухта, 2009 Пример 2 begin write('Введите m - количество элементов последовательности'); readln(m); k := 1*1-7*1+1;
51. © С.В.Кухта, 2009 Написать набор процедур для работы с обыкновенными дробями, обеспечив их сложение, вычитание, умножение,
52. © С.В.Кухта, 2009 Пример 3 Var x, y, {числитель и знаменатель дроби } p, q, {числитель
53. © С.В.Кухта, 2009 Пример 3 { Вычисление НОД(x,y) } function nod(x, y:integer):integer; begin if (x=0) or
54. © С.В.Кухта, 2009 Пример 3 { Сокращение дроби } procedure sokr(var c, d:integer); var r:integer; begin
55. © С.В.Кухта, 2009 Пример 3 { Вычитание двух дробей } procedure raz(a, b, c, d:integer; var
56. © С.В.Кухта, 2009 Пример 3 { Деление двух дробей } procedure del(a, b, c, d:integer; var
57. © С.В.Кухта, 2009 Пример 3 write('Сумма равна '); sum(x, y, p, q, s, t); wywod(s, t);
58. © С.В.Кухта, 2009 6. Рекурсивные процедуры и функции
59. © С.В.Кухта, 2009 В общем случае рекурсией называется ситуация, когда какой-то алгоритм вызывает себя прямо или
60. © С.В.Кухта, 2009 Таким образом, любая рекурсия обязательно должна содержать два условия: Вычисление результата через другие
61. © С.В.Кухта, 2009 Чтобы понять, как будет выполняться эта программа, вспомним, что на время выполнения вспомогательного
62. © С.В.Кухта, 2009 Широко известно рекурсивное определение факториала: Пример 4 Решение. В первой строке определения явно
63. © С.В.Кухта, 2009 Пример 4 program task4; var n : integer; { исходное значение } function
64. © С.В.Кухта, 2009 Пусть необходимо вычислить 4! Основной алгоритм: вводится n=4, вызов fact(4). Основной алгоритм приостанавливается,
65. © С.В.Кухта, 2009 Написать рекурсивную функцию, вычисляющую указанное число Фибоначчи. Пример 5 Решение. Последовательность Фибоначчи задается
66. © С.В.Кухта, 2009 Пример 5 function fib(n:integer):integer; begin if n=0 then fib:=1 else if n=1 then
67. © С.В.Кухта, 2009 Написать рекурсивную процедуру, переводящую целое число из десятичной системы счисления в восьмеричную. Пример
69. Скачать презентацию

Слайд 2

© С.В.Кухта, 2009
Структура, назначение и применение подпрограмм.
Параметры и аргументы, области

действия имен.
Процедуры
Функции
Рекурсивные процедуры и функции
Примеры решения задач

Содержание

Слайд 3

© С.В.Кухта, 2009
1. Понятие подпрограммы

Слайд 4

© С.В.Кухта, 2009
Алгоритм решения задачи проектируется путем декомпозиции всей задачи в

отдельные подзадачи. Обычно подзадачи реализуются в виде подпрограмм.
Весьма поэтичное объяснение понятия подпрограмма дал В.Ф.Очков:
"Подпрограмма - это припев песни, который поют несколько раз, а в текстах песен печатают только один раз".
В самом деле, если есть необходимость многократно совершать одни и те же действия, то вполне логично описать их единожды, а потом лишь ставить на них ссылку.
Именно такой смысл имеет использование подпрограмм.

Слайд 5

© С.В.Кухта, 2009
Подпрограмма - это в первую очередь программа. Со всеми

полагающимися полноценной программе атрибутами:
именем,
разделами описания меток (label),
разделами описания констант (const),
разделами описания типов (type),
разделами описания переменных (var)
и даже со своими (вложенными) функциями и процедурами.

Слайд 6

© С.В.Кухта, 2009
Т.о., подпрограмма - это последовательность операторов, которые определены и

записаны только в одном месте программы, однако их можно вызвать для выполнения из одной или нескольких точек программы.
Программа, содержащая подпрограммы, называется главной (головной).
Каждая подпрограмма определяется уникальным именем.

Определение подпрограммы

Слайд 7

© С.В.Кухта, 2009
В языке Pascal имеется два вида подпрограмм:
процедуры
и

функции.

Виды подпрограмм

Описывая их общие черты, мы будем употреблять обобщенный термин "подпрограмма".
Если же в тексте встретятся слова "процедура" или "функция", то это будет означать, что излагаемая информация свойственна только одному конкретному виду подпрограмм:
либо только процедурам,
либо только функциям.

Слайд 8

© С.В.Кухта, 2009
При использовании процедур или функций программа должна содержать текст

процедуры или функции и обращение к процедуре или функции.
Работа с процедурами и функциями состоит из двух частей:
описания процедуры или функции в разделе описаний процедур и функций программы;
вызова ее на исполнение (передача управления компьютером) с одновременной передачей исходных данных, необходимых для работы процедуры или функции.
По окончании работы процедуры или функции управление возвращается за точку вызова (к следующему после вызова оператору головной программы).

Слайд 9

© С.В.Кухта, 2009
2. Объявление и описание подпрограммы

Слайд 10

© С.В.Кухта, 2009
Функция – это подпрограмма, определяющая одно – единственное скалярное

или ссылочное значение, используемое при вычислении выражения.
Функции объявляются следующим образом:

Объявление функции

function <имя_функции> (<список_параметров>): <тип_результата>;

В отличие от констант и переменных, объявление подпрограммы может быть оторвано от ее описания. В этом случае после объявления нужно указать ключевое слово forward:

function <имя_функции> (<список_параметров>): <тип_результата>; forward;

Слайд 11

© С.В.Кухта, 2009
Процедуры следует объявлять так:
Объявление процедуры
procedure <имя_процедуры> (<список_параметров>);
Если

объявление процедуры оторвано от ее описания, нужно поставить после него ключевое слово forward:

procedure <имя_процедуры> (<список_параметров>); forward;

Слайд 12

© С.В.Кухта, 2009
Описание подпрограммы должно идти после ее объявления. Оно осуществляется

по следующей схеме (единой для процедур и функций):

Описание подпрограммы

uses <имена_подключаемых_модулей>;
label <список_меток>;
const <имя_константы> = <значение_константы>;
type <имя_типа> = <определение_типа>;
var <имя_переменной> : <тип_переменной>;
procedure <имя_процедуры>
<описание_процедуры>
function <имя_функции>
<описание_функции>;
begin
{начало тела подпрограммы}
<операторы>
end; (* конец тела подпрограммы *)

Слайд 13

© С.В.Кухта, 2009
Если объявление подпрограммы было оторвано от ее описания, то

описание начинается дополнительной строкой с указанием только имени подпрограммы:

Описание подпрограммы

function <имя_подпрограммы>;

или

procedure <имя_подпрограммы>;

Слайд 14

© С.В.Кухта, 2009
Описания двух различных подпрограмм не могут пересекаться: каждый блок

должен быть логически законченным.
Однако внутри любой подпрограммы (она ведь тоже является программой) могут быть описаны другие процедуры или функции - вложенные. На них распространяются все те же правила объявления и описания подпрограмм.

Описание подпрограммы

Слайд 15

© С.В.Кухта, 2009
Описание подпрограммы: пример
procedure err(c:byte; s:string);
var zz: byte;
begin

if c=0 then writeln(s)
else writeln('Ошибка!')
end;

Слайд 16

© С.В.Кухта, 2009
В заголовке подпрограммы (в ее объявлении) указывается список формальных

параметров переменных, которые принимают значения, передаваемые в подпрограмму извне во время ее вызова.
Для краткости мы далее будем опускать слово "формальный".
Поскольку внутри подпрограммы параметры рассматриваются как переменные с начальным значением, то имена локальных переменных, описываемые в разделе var (внутреннем для подпрограммы), не могут совпадать с именами параметров этой же подпрограммы.
Подробнее о локальных и глобальных переменных будет рассказано далее.

Список параметров

Слайд 17

© С.В.Кухта, 2009
В этом случае подпрограмма не получает никаких переменных "извне".

Однако отсутствие параметров и, как следствие, передаваемых извне значений, вовсе не означает, что при каждом вызове подпрограмма будет выполнять абсолютно одинаковые действия.
Поскольку глобальные переменные видны изнутри любой подпрограммы, их значения могут неявно изменять внутреннее состояние подпрограмм. Это очень нежелательный эффект.

Список параметров

procedure proc1;
function func1: boolean;

Список параметров может и вовсе отсутствовать:

Слайд 18

© С.В.Кухта, 2009
О возможных способах подстановки значений в параметры (<пустой>, var,

const) рассказано в разделе "Способы подстановки аргументов".
Если способ подстановки и тип нескольких параметров совпадают, описание этих параметров можно объединить:

Список параметров

[<способ_подстановки>]<имя_параметра>:<тип>;

Если же параметры имеются, то каждый из них описывается по следующему шаблону:

[<способ_подстановки>]<имя1>,...,<имяN>: <тип>;

Пример описания всех трех способов подстановки:

function func2(a,b:byte;
var x,y,z:real; const c:char)real;

Слайд 19

© С.В.Кухта, 2009
вызовет ошибку уже на этапе компиляции.
Для того чтобы

обойти это ограничение, составной тип данных нужно описать в разделе type, а при объявлении подпрограммы воспользоваться именем этого типа:

Список параметров

procedure proc2(a: array[1..100] of char);

В заголовке подпрограммы можно указывать только простые (не составные) типы данных. Следовательно, попытка записать

type arr = array[1..100] of char;
procedure proc2(a: arr);
function func2(var x: string): arr;

Слайд 20

© С.В.Кухта, 2009
Основное различие между функциями и процедурами состоит в количестве

возвращаемых ими значений.
Любая функция, завершив свою работу, должна вернуть основной программе (или другой вызвавшей ее подпрограмме) ровно одно значение, причем его тип нужно явным образом указать уже при объявлении функции.
Для возвращения результата применяется специальная "переменная", имеющая имя, совпадающее с именем самой функции. Оператор присваивания значения этой "переменной" обязательно должен встречаться в теле функции хотя бы один раз.

Возвращаемые значения

Слайд 21

© С.В.Кухта, 2009
Например:
Возвращаемые значения
function min(a, b: integer): integer;
begin

if a>b then min:= b
else min:= a
end;

Слайд 22

© С.В.Кухта, 2009
В отличие от функций, процедуры вообще не возвращают (явным

образом) никаких значений.
О том, как все-таки получить результаты работы процедуры, вы узнаете из пункта "Параметр-переменная".

Возвращаемые значения

Слайд 23

© С.В.Кухта, 2009
Любая подпрограмма может быть вызвана не только из основного

тела программы, но и из любой другой подпрограммы, объявленной позже нее.
При вызове в подпрограмму передаются фактические параметры или аргументы (в круглых скобках после имени подпрограммы, разделенные запятыми):

Вызов подпрограмм

<имя_подпрограммы>(<список_аргументов>)

Аргументами могут быть переменные, константы и выражения, включающие в себя вызовы функций.

Слайд 24

© С.В.Кухта, 2009
Вызов подпрограмм

Слайд 25

© С.В.Кухта, 2009
Вызов функции может стать равноправным участником арифметического выражения.
Например:

c:= min(a, a*2);
if min(z, min(x, y))= 0 then ...;

Вызов подпрограмм

Слайд 26

© С.В.Кухта, 2009
Процедура же ничего не возвращает явным образом, поэтому ее

вызов является отдельным оператором в программе.
Например:

err(res, 'Привет!');

Вызов подпрограмм

Слайд 27

© С.В.Кухта, 2009
3. Способы подстановки аргументов

Слайд 28

© С.В.Кухта, 2009
Как уже упоминалось выше, при вызове подпрограммы подстановка значений

аргументов в параметры производится в соответствии с правилами, указанными в атрибуте <способ_подстановки>.
Рассмотрим три различных значения этого атрибута:
<пустой>;
var;
const.

Слайд 29

© С.В.Кухта, 2009
В списке параметров подпрограммы перед параметром-значением служебное слово отсутствует.
Например,

функция func3 имеет три параметра-значения:
function func3(x:real; k:integer; flag:boolean):real;
При вызове подпрограммы параметру-значению может соответствовать аргумент, являющийся
выражением,
переменной
или константой.
Например:
dlina:= func3(shirina/2, min(a shl 1, ord('y')), true)+0.5;
Для типов данных здесь не обязательно строгое совпадение (эквивалентность), достаточно и совместимости по присваиванию (см. Тему 2).

Параметр-значение: описание

Слайд 30

© С.В.Кухта, 2009
В области памяти, выделяемой для работы вызываемой подпрограммы, создается

переменная с именем
<имя_подпрограммы>.<имя_параметра>,
и в эту переменную записывается значение переданного в соответствующий параметр аргумента.
Дальнейшие действия, производимые подпрограммой, выполняются именно над этой новой переменной. Значение же входного аргумента не затрагивается.
Следовательно, после окончания работы подпрограммы, когда весь ее временный контекст будет уничтожен, значение аргумента останется точно таким же, каким оно было на момент вызова подпрограммы.

Параметр-значение: механизм передачи значения

Слайд 31

© С.В.Кухта, 2009
В качестве примера рассмотрим последовательность действий, выполняемых при передаче

аргументов
1+а/2, а и true
в описанную выше функцию func3.
Пусть а - переменная, имеющая тип byte, тогда значение выражения 1+a/2 будет иметь тип real, а true и вовсе является константой (неименованной).

Параметр-значение: механизм передачи значения

Слайд 32

© С.В.Кухта, 2009
Итак, при вызове func3(1+a/2,a,true) будут выполнены следующие действия:
создать временные

переменные func3.x, func3.k, func3.flag;
вычислить значение выражения 1+а/2 и записать его в переменную func3.x;
записать в переменную func3.k значение переменной а;
записать в переменную func3.flag значение константы true;
произвести действия, описанные в теле функции;
уничтожить все временные переменные, в том числе func3.x, func3.k, func3.flag.
Уже видно, что значения аргументов не изменятся.

Параметр-значение: механизм передачи значения

function func3(x:real; k:integer; flag:boolean):real;

Слайд 33

© С.В.Кухта, 2009
В списке параметров подпрограммы перед параметром-переменной ставится служебное слово

var.
Например, процедура proc3 имеет три параметра-переменные и один параметр-значение:
procedure proc3(var x,y:real; var k:integer; flag:boolean);
При вызове подпрограммы параметру-переменной может соответствовать только аргумент-переменная; константы и выражения запрещены.
Кроме того, тип аргумента и тип параметра-переменной должны быть эквивалентными (см. Тему 2).

Параметр-переменная: описание

Слайд 34

© С.В.Кухта, 2009
В отличие от параметра-значения, для параметра-переменной не создается копии

при вызове подпрограммы. Вместо этого в работе подпрограммы участвует та самая переменная, которая послужила аргументом.
Понятно, что если ее значение изменится в процессе работы подпрограммы, то это изменение сохранится и после того, как будет уничтожен контекст подпрограммы.

Параметр-переменная: механизм передачи значения

Слайд 35

© С.В.Кухта, 2009
Понятно опять же и ограничение на аргументы, которые должны

соответствовать параметрам-переменным:
ни константа, ни выражение не смогут сохранить изменения, внесенные в процессе работы подпрограммы.

Параметр-переменная: механизм передачи значения

Замечание: Для экономии памяти в параметр-переменную можно передавать и такую переменную, изменять значение которой не требуется. Если нужно передать в качестве аргумента массив, то лучше не создавать его копию, как это будет сделано при использовании параметра-значения, а использовать параметр-переменную.

Слайд 36

© С.В.Кухта, 2009
В списке параметров подпрограммы перед параметром-константой ставится служебное слово

const.
Например, процедура proc4 имеет один параметр-переменную и один параметр-константу:
procedure proc4(var k:integer;
const flag:boolean);
При вызове подпрограммы параметру-константе может соответствовать аргумент, являющийся
выражением,
переменной
или константой.

Параметр-константа: описание

Слайд 37

© С.В.Кухта, 2009
Во время выполнения подпрограммы соответствующая переменная считается обычной константой.

Ограничением является то, что при вызове другой подпрограммы из тела текущей, параметр-константа не может быть подставлен в качестве аргумента в параметр-переменную.
Для типов данных здесь не обязательно строгое совпадение (эквивалентность), достаточно и совместимости по присваиванию (см. Тему 2).

Параметр-константа: описание

Слайд 38

© С.В.Кухта, 2009
В отличие от параметра-переменной, для параметра-константы создается копия при

вызове подпрограммы.

Параметр-константа: механизм передачи значения

Слайд 39

© С.В.Кухта, 2009
4. Области действия имен

Слайд 40

© С.В.Кухта, 2009
Глобальные объекты - это типы данных, константы и переменные,

объявленные в начале программы до объявления любых подпрограмм.
Эти объекты будут видны во всей программе, в том числе и во всех ее подпрограммах.
Глобальные объекты существуют на протяжении всего времени работы программы.
Локальные объекты объявляются внутри какой-нибудь подпрограммы и "видны" только этой подпрограмме и тем подпрограммам, которые были объявлены как внутренние для нее.
Локальные объекты не существуют, пока не вызвана подпрограмма, в которой они объявлены, а также после завершения ее работы.

Разграничение контекстов

Слайд 41

© С.В.Кухта, 2009
Пример разграничения контекстов
program prog;
var a:byte;
procedure pr1

(p:byte);
var b:byte; {первый уровень вложенности}
function f (pp:byte);
var c:byte; {второй уровень вложенности}
begin
{здесь "видны" переменные a, b, c, p, pp}
end; {для f }
begin
{здесь "видны" переменные a, b, p}
end; {для pr1 }
var g:byte;
procedure pr2;
var d:byte; {первый уровень вложенности}
begin
{здесь видны переменные a, d, g}
end; {для pr2 }
begin
{тело программы; здесь "видны" переменные a, g}
end. {для prog }

Слайд 42

© С.В.Кухта, 2009
Поскольку глобальные переменные видны в контекстах всех блоков, то

их значение может быть изменено изнутри любой подпрограммы.
Этот эффект называется побочным, а его использование очень нежелательно, потому что может стать источником непонятных ошибок в программе.
Чтобы избежать побочного эффекта, необходимо строго следить за тем, чтобы подпрограммы изменяли только свои локальные переменные (в том числе и параметры-переменные).

Побочный эффект

Слайд 43

© С.В.Кухта, 2009
Вообще говоря, совпадения глобальных и локальных имен допустимы, поскольку

к каждому локальному имени неявно приписано имя той подпрограммы, в которой оно объявлено.
Таким образом, в приведенном выше примере (см. слайд 41) фигурируют переменные
a, g, pr1.p, pr1.b, pr1.f.pp, pr1.f.c, pr2.d.

Совпадение имен

Слайд 44

© С.В.Кухта, 2009
Если имеются глобальная и локальная переменные с одинаковым именем,

то изнутри подпрограммы к глобальной переменной можно обратиться, приписав к ней спереди имя программы:

Совпадение имен

<имя_программы>.<имя_глобальной_переменной>

Например, (локальной переменной здесь присваивается значение глобальной):

a:= prog.a;

Слайд 45

Слайд 46

x3/3! + ... + xn/n! .

Пример 1

program task1;
var x : real; {аргумент}
n : integer; {количество слагаемых в сумме}
y : real; {сумма}
{функция вычисления числителя}
function a(x:real; i:integer) :real;
var j : integer; {счетчик умножений}
begin
a:=1;
for j:=1 to i do a:= a*x
end;

Решение. Вычисление степени, факториала и суммы оформим в виде функций.

Слайд 47

: integer; {счетчик умножений}
begin
b:=1;
for j:=1 to i do b:= b*j
end;
{функция вычисления суммы}
function y(x:real; n:integer) :real;
var i : integer; {номер очередного слагаемого}
begin
y:=0;
for i:=1 to n do y:= y + a(x, i)/b(i)
end;

Слайд 48

количество слагаемых - n ');
readln(x, n);
write ('Сумма = ', y(x, n))
end.

Слайд 49

1 до m.

Пример 2

program task2;
var m: integer; {кол-во элементов посл-сти}
n: integer; {номер текущего элемента посл-сти}
k: real; {минимальный элемент посл-сти}
function min(p1, p2 :real) :real;
begin
if p1 < p2 then min:=p1
else min:=p2
end;

Решение. Для поиска минимального элемента используем функцию, находящую минимальный элемент из двух параметров.

Слайд 50

readln(m);
k := 1*1-7*1+1;
for n:=2 to m do
k := min(k, n*n-7*n+1);
write('Минимальный элемент последовательности равен ', k)
end.

Слайд 51

их сложение, вычитание, умножение, деление.

Пример 3

Решение. Обыкновенную дробь будем изображать двумя целыми числами:
первое число будет представлять числитель дроби,
а второе - знаменатель.
В процессе вычислений требуется сокращать дроби на их наибольший общий делитель (НОД), для вычисления которого используется алгоритм Евклида. Если одно из чисел равно нулю, то НОД берем равным 1.
Разработаем также отдельные процедуры для ввода и вывода обыкновенных дробей

Слайд 52

q, {числитель и знаменатель дроби }
s, t:integer; {числитель и знаменатель дроби }
{ Ввод обыкновенной дроби }
procedure wwod(var a, b:integer);
begin
writeln;
write('Введите целые: числитель и
знаменатель обыкновенной дроби ');
readln(a,b)
end;
{ Вывод результата }
procedure wywod(a, b:integer);
begin
write(a,'/',b); writeln
end;

Слайд 53

(x=0) or (y=0) then nod:=1
else begin
while x<>y do begin
while x>y do x:=x-y;
while y>x do y:=y-x
end;
nod:=x
end
end;

Слайд 54

var r:integer;
begin
r:=nod(c, d);
c:=c div r; d:=d div r
end;
{ Сложение двух дробей }
procedure sum(a, b, c, d:integer;
var e, f:integer);
var r:integer;
begin
e:=a*d+b*c; f:=b*d;
sokr(e,f)
end;

Слайд 55

c, d:integer;
var e, f:integer);
var r:integer;
begin
e:=a*d-b*c; f:=b*d;
sokr(e,f)
end;
{ Умножение двух дробей }
procedure mult(a, b, c, d:integer;
var e, f:integer);
var r:integer;
begin
e:=a*c; f:=b*d;
sokr(e,f)
end;

Слайд 56

c, d:integer;
var e, f:integer);
var r:integer;
begin
e:=a*d; f:=b*c;
sokr(e, f)
end;
begin
write('Введите первую дробь ');
wwod(x,y);
write('Введите вторую дробь ');
wwod(p,q);

Слайд 57

p, q, s, t);
wywod(s, t);
write('Разность равна ');
raz(x, y, p, q, s, t);
wywod(s, t);
write('Произведение равно ');
mult(x, y, p, q, s, t);
wywod(s, t);
write('Частное равно ');
del(x, y, p, q, s, t);
wywod(s, t);
end.

Слайд 58

Слайд 59

вызывает себя прямо или через другие алгоритмы в качестве вспомогательного.
Сам алгоритм при этом называется рекурсивным.
Понятно, что без конца такие вызовы продолжаться не могут, так как в противном случае получится бесконечный цикл.
Поэтому при построении рекурсивного алгоритма предусматриваются случаи, когда результат вычисляется явно (непосредственно) без самовызова.

Слайд 60

результата через другие значения (для простейших случаев). Выполнение этого условия не должно повлечь за собой нового рекурсивного вызова.
Вычисление значения с помощью самовызова функции (рекурсивный вызов).

Слайд 61

на время выполнения вспомогательного алгоритма основной алгоритм приостанавливается.
При вызове новой копии рекурсивного алгоритма вновь выделяется место для всех переменных, объявляемых в нем, причем переменные других копий будут недоступны.
При удалении копии рекурсивного алгоритма из памяти удаляются и все его переменные.
Активизируется предыдущая копия рекурсивного алгоритма, становятся доступными ее переменные.

Механизм работы рекурсии

Слайд 62

строке определения явно указано, как вычислить факториал, если аргумент равен нулю или единице.
В любом другом случае для вычисления n! необходимо вычислить предыдущее значение (n-1)! и умножить его на n.
Уменьшающееся значение гарантирует, что в конце концов возникнет необходимость найти 1! или 0!, которые вычисляются непосредственно.

Слайд 63

исходное значение }
function fact(i:integer):integer;
begin
if (i=1) or (i=0) then fact:=1
else fact:=fact(i-1)*i
end;
begin
write('Введите нужное значение n ');
readln(n);
writeln('Факториал ', n,' равен ', fact(n))
end.

Слайд 64

fact(4).
Основной алгоритм приостанавливается, вызывается и работает fact(4): 4<>1 и 4<>0, поэтому fact:=fact(3)*4.
Работа функции приостанавливается, вызывается и работает fact(3): 3<>1 и 3<>0, поэтому fact:=fact(2)*3. Заметьте, что в данный момент в памяти компьютера две копии функции fact.
Вызывается и работает fact(2): 2<>1 и 2<>0, поэтому fact:=fact(1)*2. В памяти компьютера уже три копии функции fact и вызывается четвертая.
Вызывается и работает fact(1): 1=1, поэтому fact(1)=1. Работа этой функции завершена, продолжает работу fact(2).
fact(2):=fact(1)*2 =1*2=2. Работа этой функции также завершена, и продолжает работу функция fact(3).
fact(3):=fact(2)*3=2*3=6. Завершается работа и этой функции, и продолжает работу функция fact(4).
fact(4):=fact(3)*4= 6*4=24.
Сейчас управление передается в основную программу и печатается ответ: «Факториал 4 равен 24».

Пример 4

Слайд 65

Решение. Последовательность Фибоначчи задается следующими соотношениями:
a(0)=a(1)=1, a(i)=a(i-1)+a(i-2), где i>1,
которые легко записать на Паскале в виде рекурсивной функции.

Слайд 66

n=1 then fib:=1
else fib:= fib(n-1)+fib(n-2)
end;

Слайд 67

счисления в восьмеричную.

Пример 6

procedure convert(z:integer);
begin
if z>1 then convert(z div 8);
write(z mod 8:1)
end;

Тема 6. Подпрограммы в языке Паскаль

Содержание

© С.В.Кухта, 2009Структура, назначение и применение подпрограмм. Параметры и аргументы, области

© С.В.Кухта, 20091. Понятие подпрограммы

© С.В.Кухта, 2009Алгоритм решения задачи проектируется путем декомпозиции всей задачи в

© С.В.Кухта, 2009Подпрограмма - это в первую очередь программа. Со всеми

© С.В.Кухта, 2009Т.о., подпрограмма - это последовательность операторов, которые определены и

© С.В.Кухта, 2009В языке Pascal имеется два вида подпрограмм: процедуры и

© С.В.Кухта, 2009При использовании процедур или функций программа должна содержать текст

© С.В.Кухта, 20092. Объявление и описание подпрограммы

© С.В.Кухта, 2009Функция – это подпрограмма, определяющая одно – единственное скалярное

© С.В.Кухта, 2009Процедуры следует объявлять так: Объявление процедурыprocedure <имя_процедуры> (<список_параметров>); Если

© С.В.Кухта, 2009Описание подпрограммы должно идти после ее объявления. Оно осуществляется

© С.В.Кухта, 2009Если объявление подпрограммы было оторвано от ее описания, то

© С.В.Кухта, 2009Описания двух различных подпрограмм не могут пересекаться: каждый блок

© С.В.Кухта, 2009Описание подпрограммы: пример procedure err(c:byte; s:string);var zz: byte;begin

© С.В.Кухта, 2009В заголовке подпрограммы (в ее объявлении) указывается список формальных

© С.В.Кухта, 2009В этом случае подпрограмма не получает никаких переменных "извне".

© С.В.Кухта, 2009О возможных способах подстановки значений в параметры (<пустой>, var,

© С.В.Кухта, 2009вызовет ошибку уже на этапе компиляции. Для того чтобы

© С.В.Кухта, 2009Основное различие между функциями и процедурами состоит в количестве

© С.В.Кухта, 2009Например:Возвращаемые значения function min(a, b: integer): integer; begin

© С.В.Кухта, 2009В отличие от функций, процедуры вообще не возвращают (явным

© С.В.Кухта, 2009Любая подпрограмма может быть вызвана не только из основного

© С.В.Кухта, 2009Вызов подпрограмм

© С.В.Кухта, 2009Вызов функции может стать равноправным участником арифметического выражения. Например:

© С.В.Кухта, 2009Процедура же ничего не возвращает явным образом, поэтому ее

© С.В.Кухта, 20093. Способы подстановки аргументов

© С.В.Кухта, 2009Как уже упоминалось выше, при вызове подпрограммы подстановка значений

© С.В.Кухта, 2009В списке параметров подпрограммы перед параметром-значением служебное слово отсутствует.Например,

© С.В.Кухта, 2009В области памяти, выделяемой для работы вызываемой подпрограммы, создается

© С.В.Кухта, 2009В качестве примера рассмотрим последовательность действий, выполняемых при передаче

© С.В.Кухта, 2009Итак, при вызове func3(1+a/2,a,true) будут выполнены следующие действия:создать временные

© С.В.Кухта, 2009В списке параметров подпрограммы перед параметром-переменной ставится служебное слово

© С.В.Кухта, 2009В отличие от параметра-значения, для параметра-переменной не создается копии

© С.В.Кухта, 2009Понятно опять же и ограничение на аргументы, которые должны

© С.В.Кухта, 2009В списке параметров подпрограммы перед параметром-константой ставится служебное слово

© С.В.Кухта, 2009Во время выполнения подпрограммы соответствующая переменная считается обычной константой.

© С.В.Кухта, 2009В отличие от параметра-переменной, для параметра-константы создается копия при

© С.В.Кухта, 20094. Области действия имен

© С.В.Кухта, 2009Глобальные объекты - это типы данных, константы и переменные,

© С.В.Кухта, 2009Пример разграничения контекстов program prog; var a:byte; procedure pr1

© С.В.Кухта, 2009Поскольку глобальные переменные видны в контекстах всех блоков, то

© С.В.Кухта, 2009Вообще говоря, совпадения глобальных и локальных имен допустимы, поскольку

© С.В.Кухта, 2009Если имеются глобальная и локальная переменные с одинаковым именем,

© С.В.Кухта, 20095. Примеры решения задач

© С.В.Кухта, 2009Вычислить s = 1 + x/1! + x2/2! +

© С.В.Кухта, 2009Пример 1 {функция вычисления знаменателя}function b(i:integer) :real; var j

© С.В.Кухта, 2009Пример 1 {основная программа}begin write('введите аргумент - x, и

© С.В.Кухта, 2009Найти наименьший член последовательности a(n)=n2-7n+1, где n изменяется от

© С.В.Кухта, 2009Пример 2 begin write('Введите m - количество элементов последовательности');

© С.В.Кухта, 2009Написать набор процедур для работы с обыкновенными дробями, обеспечив

© С.В.Кухта, 2009Пример 3 Var x, y, {числитель и знаменатель дроби } p,

© С.В.Кухта, 2009Пример 3 { Вычисление НОД(x,y) }function nod(x, y:integer):integer; begin if

© С.В.Кухта, 2009Пример 3 { Сокращение дроби }procedure sokr(var c, d:integer);

© С.В.Кухта, 2009Пример 3 { Вычитание двух дробей }procedure raz(a, b,

© С.В.Кухта, 2009Пример 3 { Деление двух дробей }procedure del(a, b,

© С.В.Кухта, 2009Пример 3 write('Сумма равна '); sum(x, y,

© С.В.Кухта, 20096. Рекурсивные процедуры и функции

© С.В.Кухта, 2009В общем случае рекурсией называется ситуация, когда какой-то алгоритм

© С.В.Кухта, 2009Таким образом, любая рекурсия обязательно должна содержать два условия:Вычисление

© С.В.Кухта, 2009Чтобы понять, как будет выполняться эта программа, вспомним, что

© С.В.Кухта, 2009Широко известно рекурсивное определение факториала:Пример 4 Решение. В первой

© С.В.Кухта, 2009Пример 4 program task4; var n : integer; {

© С.В.Кухта, 2009Пусть необходимо вычислить 4! Основной алгоритм: вводится n=4, вызов

© С.В.Кухта, 2009Написать рекурсивную функцию, вычисляющую указанное число Фибоначчи. Пример 5

© С.В.Кухта, 2009Пример 5 function fib(n:integer):integer; begin if n=0 then fib:=1 else if

© С.В.Кухта, 2009Написать рекурсивную процедуру, переводящую целое число из десятичной системы

Похожие презентации

© С.В.Кухта, 2009
Структура, назначение и применение подпрограмм.
Параметры и аргументы, области

© С.В.Кухта, 2009
1. Понятие подпрограммы

© С.В.Кухта, 2009
Алгоритм решения задачи проектируется путем декомпозиции всей задачи в

© С.В.Кухта, 2009
Подпрограмма - это в первую очередь программа. Со всеми

© С.В.Кухта, 2009
Т.о., подпрограмма - это последовательность операторов, которые определены и

© С.В.Кухта, 2009
В языке Pascal имеется два вида подпрограмм:
процедуры
и

© С.В.Кухта, 2009
При использовании процедур или функций программа должна содержать текст

© С.В.Кухта, 2009
2. Объявление и описание подпрограммы

© С.В.Кухта, 2009
Функция – это подпрограмма, определяющая одно – единственное скалярное

© С.В.Кухта, 2009
Процедуры следует объявлять так:
Объявление процедуры
procedure <имя_процедуры> (<список_параметров>);
Если

© С.В.Кухта, 2009
Описание подпрограммы должно идти после ее объявления. Оно осуществляется

© С.В.Кухта, 2009
Если объявление подпрограммы было оторвано от ее описания, то

© С.В.Кухта, 2009
Описания двух различных подпрограмм не могут пересекаться: каждый блок

© С.В.Кухта, 2009
Описание подпрограммы: пример
procedure err(c:byte; s:string);
var zz: byte;
begin

© С.В.Кухта, 2009
В заголовке подпрограммы (в ее объявлении) указывается список формальных

© С.В.Кухта, 2009
В этом случае подпрограмма не получает никаких переменных "извне".

© С.В.Кухта, 2009
О возможных способах подстановки значений в параметры (<пустой>, var,

© С.В.Кухта, 2009
вызовет ошибку уже на этапе компиляции.
Для того чтобы

© С.В.Кухта, 2009
Основное различие между функциями и процедурами состоит в количестве

© С.В.Кухта, 2009
Например:
Возвращаемые значения
function min(a, b: integer): integer;
begin

© С.В.Кухта, 2009
В отличие от функций, процедуры вообще не возвращают (явным

© С.В.Кухта, 2009
Любая подпрограмма может быть вызвана не только из основного

© С.В.Кухта, 2009
Вызов подпрограмм

© С.В.Кухта, 2009
Вызов функции может стать равноправным участником арифметического выражения.
Например:

© С.В.Кухта, 2009
Процедура же ничего не возвращает явным образом, поэтому ее

© С.В.Кухта, 2009
3. Способы подстановки аргументов

© С.В.Кухта, 2009
Как уже упоминалось выше, при вызове подпрограммы подстановка значений

© С.В.Кухта, 2009
В списке параметров подпрограммы перед параметром-значением служебное слово отсутствует.
Например,

© С.В.Кухта, 2009
В области памяти, выделяемой для работы вызываемой подпрограммы, создается

© С.В.Кухта, 2009
В качестве примера рассмотрим последовательность действий, выполняемых при передаче

© С.В.Кухта, 2009
Итак, при вызове func3(1+a/2,a,true) будут выполнены следующие действия:
создать временные

© С.В.Кухта, 2009
В списке параметров подпрограммы перед параметром-переменной ставится служебное слово

© С.В.Кухта, 2009
В отличие от параметра-значения, для параметра-переменной не создается копии

© С.В.Кухта, 2009
Понятно опять же и ограничение на аргументы, которые должны

© С.В.Кухта, 2009
В списке параметров подпрограммы перед параметром-константой ставится служебное слово

© С.В.Кухта, 2009
Во время выполнения подпрограммы соответствующая переменная считается обычной константой.

© С.В.Кухта, 2009
В отличие от параметра-переменной, для параметра-константы создается копия при

© С.В.Кухта, 2009
4. Области действия имен

© С.В.Кухта, 2009
Глобальные объекты - это типы данных, константы и переменные,

© С.В.Кухта, 2009
Пример разграничения контекстов
program prog;
var a:byte;
procedure pr1

© С.В.Кухта, 2009
Поскольку глобальные переменные видны в контекстах всех блоков, то

© С.В.Кухта, 2009
Вообще говоря, совпадения глобальных и локальных имен допустимы, поскольку

© С.В.Кухта, 2009
Если имеются глобальная и локальная переменные с одинаковым именем,

© С.В.Кухта, 2009
5. Примеры решения задач

© С.В.Кухта, 2009
Вычислить s = 1 + x/1! + x2/2! +

© С.В.Кухта, 2009
Пример 1
{функция вычисления знаменателя}
function b(i:integer) :real;
var j

© С.В.Кухта, 2009
Пример 1
{основная программа}
begin
write('введите аргумент - x, и

© С.В.Кухта, 2009
Найти наименьший член последовательности a(n)=n2-7n+1, где n изменяется от

© С.В.Кухта, 2009
Пример 2
begin
write('Введите m - количество элементов последовательности');

© С.В.Кухта, 2009
Написать набор процедур для работы с обыкновенными дробями, обеспечив

© С.В.Кухта, 2009
Пример 3
Var x, y, {числитель и знаменатель дроби }
p,

© С.В.Кухта, 2009
Пример 3
{ Вычисление НОД(x,y) }
function nod(x, y:integer):integer;
begin
if

© С.В.Кухта, 2009
Пример 3
{ Сокращение дроби }
procedure sokr(var c, d:integer);

© С.В.Кухта, 2009
Пример 3
{ Вычитание двух дробей }
procedure raz(a, b,

© С.В.Кухта, 2009
Пример 3
{ Деление двух дробей }
procedure del(a, b,

© С.В.Кухта, 2009
Пример 3
write('Сумма равна ');
sum(x, y,

© С.В.Кухта, 2009
6. Рекурсивные процедуры и функции

© С.В.Кухта, 2009
В общем случае рекурсией называется ситуация, когда какой-то алгоритм

© С.В.Кухта, 2009
Таким образом, любая рекурсия обязательно должна содержать два условия:
Вычисление

© С.В.Кухта, 2009
Чтобы понять, как будет выполняться эта программа, вспомним, что

© С.В.Кухта, 2009
Широко известно рекурсивное определение факториала:
Пример 4
Решение. В первой

© С.В.Кухта, 2009
Пример 4
program task4;
var n : integer; {

© С.В.Кухта, 2009
Пусть необходимо вычислить 4! Основной алгоритм: вводится n=4, вызов

© С.В.Кухта, 2009
Написать рекурсивную функцию, вычисляющую указанное число Фибоначчи.
Пример 5

© С.В.Кухта, 2009
Пример 5
function fib(n:integer):integer;
begin
if n=0 then fib:=1
else if

© С.В.Кухта, 2009
Написать рекурсивную процедуру, переводящую целое число из десятичной системы