Функции. Лекция 7

Вопрос 1
Объявление и определение функций

Определение
Функция – это именованная последовательность описаний и операторов, выполняющая какое-либо законченное действие. Функция может принимать параметры и возвращать значение.

Особенности
Любая программа на С++ состоит из функций, одна из которых должна иметь имя main (с нее начинается выполнение программы). Функция начинает выполняться в момент вызова.
Любая функция должна быть объявлена и определена. Как и для других величин, объявлений может быть несколько, а определение только одно.
Объявление функции должно находиться в тексте раньше ее вызова для того, чтобы компилятор мог осуществить проверку правильности вызова.

Структура функции
Объявление функции (прототип, заголовок, сигнатура) задает ее имя, тип возвращаемого значения и список передаваемых параметров.
Определение функции содержит, кроме объявления, тело функции, представляющее собой последовательность операторов и описаний в фигурных скобках:
[ класс ] тип имя ([ список параметров ])
{ тело функции }

Класс функции
С помощью необязательного модификатора класс можно явно задать область видимости функции, используя ключевые слова extern и static:
extern – глобальная видимость во всех модулях программы (по умолчанию);
static – видимость только в пределах модуля, в котором определена функция.

Тип возвращаемого значения
Тип возвращаемого функцией значения может быть любым, кроме массива и функции (но может быть указателем на массив или функцию). Если функция не должна возвращать значение, указывается тип void.

Параметры функции
Список параметров определяет величины, которые требуется передать в функцию при ее вызове.
Элементы списка параметров разделяются запятыми.
Для каждого параметра, передаваемого в функцию, указывается его тип и имя.

Параметры функции
В определении, в объявлении и при вызове одной и той же функции типы и порядок следования параметров должны совпадать.
На имена параметров ограничений по соответствию не накладывается, поскольку функцию можно вызывать с различными аргументами.

Вызов функции
Для вызова функции в простейшем случае нужно указать ее имя, за которым в круглых скобках через запятую перечисляются имена передаваемых аргументов.
Вызов функции может находиться в любом месте программы, где по синтаксису допустимо выражение того типа, который формирует функция.
Если тип возвращаемого функцией значения не void, она может входить в состав выражений или, в частном случае, располагаться в правой части оператора присваивания.

Пример 1
Функция, возвращающая сумму двух целых величин:
#include
int sum(int a, int b); // объявление функции
int main(){
int a = 2, b = 3, c, d;
с = sum(a, b); // вызов функции
cin >> d;
cout<< sum(c, d); // вызов функции
return 0;
}
int sum (int a, int b){ // определение функции
return (a + b);
}

Пример 2
Функция, выводящая на экран поля переданной ей структуры:
#include
struct Worker{
char fio[30];
int code;
double zarpl;
};
void print_worker(Worker); //объявление функции
int main()
{
Worker mas[10];
... /* формирование массива mas */

Пример 2 (продолжение)
for (int i = 0; i<10; i++)
print_worker(mas[i]); // вызов функции
return 0;
}
void print_worker(Worker w) // определение функции
{
cout<< w.fio << ' ' << w.date << ' ' << w.code
<< ' ' << w.zarpl << '\n';
}

Локальные параметры
Все величины, описанные внутри функции, а также ее параметры, являются локальными. Областью их действия является функция.
При выходе из функции значения локальных переменных между вызовами одной и той же функции не сохраняются.
Если этого требуется избежать, при объявлении локальных переменных используется модификатор static:
static int n = 0;

Глобальные переменные
Глобальные переменные видны во всех функциях, где не описаны локальные переменные с теми же именами, поэтому использовать их для передачи данных между функциями очень легко.
Тем не менее это не рекомендуется, поскольку затрудняет отладку программы и препятствует помещению функций в библиотеки общего пользования.
Нужно стремиться к тому, чтобы функции были максимально независимы, а их интерфейс полностью определялся прототипом функции.

Вопрос 2
Возвращаемое значение и параметры функции

Оператор return
Механизм возврата из функции в вызвавшую ее функцию реализуется оператором
return [ выражение ];

Особенности
Функция может содержать несколько операторов return (это определяется потребностями алгоритма).
Если функция описана как void, выражение не указывается.
Оператор return можно опускать для функции типа void, если возврат из нее происходит перед закрывающей фигурной скобкой, и для функции main.
Выражение, указанное после return, неявно преобразуется к типу возвращаемого функцией значения и передается в точку вызова функции.

Примеры:
int fl(){return 1;} // правильно
void f2(){return 1;} // неправильно, f2 не должна возвращать значение
double f3(){return 1;}// правильно, 1 преобразуется к типу double

Параметры функции
Параметры, перечисленные в заголовке описания функции, называются формальными параметрами, или просто параметрами, а записанные в операторе вызова функции – фактическими параметрами, или аргументами.

Способы передачи параметров
При передаче по значению в стек заносятся копии значений аргументов, и операторы функции работают с этими копиями. Доступа к исходным значениям параметров у функции нет, а, следовательно, нет и возможности их изменить.
При передаче по адресу в стек заносятся копии адресов аргументов, а функция осуществляет доступ к ячейкам памяти по этим адресам и может изменить исходные значения аргументов.

Пример
#include
void f (int i, int* j, int& k);
int main(){
int i = 1, j = 2, k = 3;
cout << "i j k\n";
cout << i << ' ' << j << ' ' << k << '\n';
f(i, &j, k);
cout << i << ' ' << j << ' ' << k;
return 0:
}

Пример (продолжение)
void f(int i, int* j, int& k){
i++; (*j)++; k++;
}
Результат работы программы:
i j k
1 2 3
1 3 4

Пример (продолжение)
Первый параметр (i) передается по значению. Его изменение в функции не влияет на исходное значение.
Второй параметр (j) передается по адресу с помощью указателя, при этом для передачи в функцию адреса фактического параметра используется операция взятия адреса, а для получения его значения в функции требуется операция разыменования.
Третий параметр (k) передается по адресу с помощью ссылки.