книги / Программирование на языке Си

Глава 5

ФУНКЦИИ

5.1. О бщ ие сведения о ф ункциях

Определение функции. В соответствии с синтаксисом в языке Си определены три производных типа: массив, указатель, функция. В этой главе рассмотрим функции.

О функциях в языке Си нужно говорить, рассматривая это понятие с двух сторон. Во-первых, функция, как мы только что сказали, - это один из производных типов (наряду с массивом и указателем). С другой стороны, функция - это минимальный исполняемый модуль программы на языке Си. Синонимами это­ го второго понятия в других языках программирования являют­ ся процедуры, подпрограммы, подпрограммы-функции, про­ цедуры-функции. Все функции в языке Си имеют рекомендуе­ мый стандартами языка единый формат определения:

тип имяфункции (спецификация параметров) тепофункции

Первая строка - это, по существу, заголовок функции, кото­ рый отличается от ее прототипа только отсутствием точки с за­ пятой в конце и обязательным присутствием имен формальных параметров.

Здесь тип либо void (для функций, не возвращающих значе­ ния), либо обозначение типа возвращаемого функцией значения. В предыдущих главах рассмотрены функции, возвращающие значения базовых типов (char, int, double и т.д.).

Имя функции либо main - для основной (главной) функции программы, либо произвольно выбираемое программистом имя (идентификатор), не совпадающее со служебными словами и с именами других объектов (и функций) программы.

Спецификация параметров - это либо пусто, либо список формальных параметров, каждый элемент которого имеет вид:

обозначение типа имя параметра

Примеры спецификаций параметров уже приводились для случаев, когда параметры были базовых типов или массивами. Список параметров функции может заканчиваться запятой с по­ следующим многоточием Многоточие обозначает возмож­ ность обращаться к функции с большим количеством фактичес­ ких параметров, чем явно указано в спецификации параметров. Такая возможность должна быть "подкреплена" специальными средствами в теле функции. В следующих параграфах этой гла­ вы особенности подготовки функций с переменным количест­ вом параметров будут подробно рассмотрены. Сейчас отметим, что мы уже хорошо знакомы с двумя библиотечными функция­ ми, допускающими изменяемое количество фактических пара­ метров. Вот их прототипы:

int printf (const char * format,...); int scanf (const char * format,...);

Указанные функции форматированного вывода и формати­ рованного ввода позволяют применять теоретически неогра­ ниченное количество фактических параметров. Обязательным является только параметр char * format - "форматная строка", внутри которой с помощью спецификаций преобразования оп­ ределяется реальное количество параметров, участвующих в обменах.

Телофункции - это часть определения функции, ограничен­ ная фигурными скобками и непосредственно размещенная вслед за заголовком функции. Тело функции может быть либо состав­ ным оператором, либо блоком. Напоминаем, что в отличие от составного оператора блок включает определения объектов (пе­ ременных, массивов и т.д.). Особенность языка Си состоит в невозможности внутри тела функции определить другую функ­ цию. Другими словами, определения функций не могут быть вложенными.

Обязательным, но не всегда явно используемым оператором тела функции является оператор возврата из функции в точку вызова, имеющий две формы:

return;

return выражение;

Первая форма соответствует завершению функции, не воз­ вращающей никакого значения, т.е. функции, перед именем ко­ торой в ее определении указан тип void. Выражение во второй форме оператора return должно иметь тип, указанный перед именем функции в ее определении, либо иметь тип, допускаю­ щий автоматическое преобразование к типу возвращаемого функцией значения.

Мы отметили обязательность оператора возврата из тела функции, однако оператор return программист может явно не использовать в теле функции, возвращающей значение типа void (ничего не возвращающей). В этом случае компилятор ав­ томатически добавляет оператор return в конец тела функции перед закрывающейся фигурной скобкой "}".

Итак, в языке Си допустимы функции с параметрами и без параметров, функции, возвращающие значения указанного типа и ничего не возвращающие.

Завершая рассмотрение определения функции, укажем на допустимость в языке Си "старой" формы:

тип имяфункции (списокпараметров) спецификация параметров; телофункции

Следующие два определения функций эквивалентны, но мы рекомендуем использовать только первую стандартную форму:

Как видно из примера, в устаревшей форме определения функций список параметров не содержит сведений об их типах. Эти сведения помещаются во вторую часть заголовка функции. Тело функции в обоих формах определения одинаково.

Описание функции и ее тип. Для корректного обращения к функции сведения о ней должны быть известны компилятору, т.е. до вызова функции в том же файле стандартом рекоменду­ ется помещать ее определение или описание. Двум формам (стандартной и старомодной) определения функции соответст­ вуют две формы их описания. Для функции, определенной стандартным образом, описанием служит ее прототип:

тип имяфупкции (спецификация параметров);

В отличие от заголовка функции в ее прототипе могут не указываться имена формальных параметров. Например, допус­ тимы и эквивалентны следующие прототипы одной и той же функции:

double f (int n, float x); double f (int, float);

При старом формате определения функции используется ста­ ромодный способ описания функции, не содержащий специфи­ кации параметров:

тип имя фупкции ();

Например, для некоторой функции old() в программе может быть использовано следующее описание:

double oldf( );

При таком описании функции компилятор ничего "не знает" о типах ее параметров и не сможет выполнить проверку совмес­ тимости списков фактических и формальных параметров. По­ этому рекомендуется для описания функции всегда применять ее прототип, что возможно только при стандартном определе­ нии функции.

Прототип очень плохо заменяется старомодным описанием функции, особенно при необходимости использовать ее тип в определении того или иного элемента программы. Тип функции складывается из типа возвращаемого значения и спецификации параметров. Например, рассмотрим стандартный прототип и старомодное описание:

double f (int, float); void w( );

Тип функции f ( ) - это функция, возвращающая значения ти­ па double и имеющая параметры типов int и float. Тип функции w () (вводимый старомодным описанием) опознать практически невозможно. Служебное слово void определяет только тип воз­ вращаемого значения. Таким образом, w () - это функция, не возвращающая значения и имеющая неизвестное количество параметров неизвестного типа. Именно поэтому при определе­ нии типа "функция" нужно всегда использовать прототип, а не старомодное описание.

Вызов функции. Для обращения к функции используется выражение с операцией "круглые скобки":

обозначение функции (список фактических параметров)

Операндами операции '()' служат обозначение функции и список фактических параметров. Наиболее естественное и понятное обозначение функции - это ее имя. Кроме того, функ­ цию можно обозначить, разыменовав указатель на нее. Так как указатели на функции мы еще не ввели (см. следующие пара­ графы этой главы), то ограничимся пока для обозначения функ­ ций их именами.

Список фактических параметров, называемых аргументами, - это список выражений, количество которых равно числу фор­ мальных параметров функции (исключение составляют функ­ ции с переменным количеством параметров). Соответствие между формальными и фактическими параметрами устанавли­ вается по их взаимному расположению в списках. Порядок вы­ числения значений фактических параметров (слева направо или справа налево) стандарт языка Си не определяет.

Между формальными и фактическими параметрами должно быть соответствие по типам. Лучше всего, когда тип фактиче­ ского параметра совпадает с типом формального параметра. В противном случае компилятор автоматически добавляет коман­ ды преобразования типов, что возможно только в том случае,

если такое приведение типов допустимо. Например, пусть опре­ делена функция с прототипом:

int g(int, long);

Далее в программе использован вызов:

g(3.0+m, 6.4е+2)

Оба фактических параметра в этом вызове имеют тип double. Компилятор, ориентируясь на прототип функции, автоматиче­ ски предусмотрит такие преобразования:

g ((int)(3.0+m), (long) 6.4e+2)

Так как вызов функции является выражением, то после вы­ полнения операторов тела функции в точку вызова возвращает­ ся некоторое значение, тип которого строго соответствует типу, указанному перед именем функции в ее определении (и прото­ типе). Например, функция

float ft(double х, int n)

{

if (x<n) return x; return n ;

}

всегда возвращает значение типа float. В выражения, помещен­ ные в операторы return, компилятор автоматически добавит средства для приведения типов, т.е. получим (невидимые про­ граммисту) операторы:

return (float) х; return (float) n;

Особое внимание, нужно уделить правилам передачи пара­ метров при обращении к функциям. Синтаксис языка Си преду­ сматривает только один способ передачи параметров - передачу по значениям. Это означает, что формальные параметры функ­ ции локализованы в ней, т.е. недоступны вне определения функции и никакие операции над формальными параметрами в теле функции не изменяют значений фактических параметров.

Например, следующая функция возвращает значение типа void:

void print(int gg, int mm, int dd)

{

printf("\n год: %d",gg); printf(",\t месяц: %d,",mm); printf(",\t день: %d.*', dd) ;

}

Обращение к ней

print(1966, 11, 22);

приведет к такому выводу на экран:

год: 1966, месяц: 11, день: 22,

Может оказаться полезной и функция, которая не только не возвращает никакого значения (имеет возвращаемое значение типа void), но и не имеет параметров. Например, такая:

#include <stdio.h> void Real_Time (void)

{

printf("\n Текущее время: %s", __ TIME__ " (час: мин: сек.)");

}

При обращении

Real_Time ( );

в результате выполнения функции будет выведено на экран дисплея сообщение:

Текущее время: 14:16:25 (час: мин: сек.)

5.2. У казатели в парам етрах ф ункций

Указатель-параметр. В предыдущем параграфе мы доста­ точно подробно рассмотрели механизм передачи параметров при вызове функций. Схема передачи параметров по значениям не оставляет никаких надежд на возможность непосредственно изменить фактический параметр за счет выполнения операторов