ivan-igorevich
/
basic-c
1
0
Fork 1
Code Issues Pull Requests 1 Packages Projects Releases Wiki Activity

functions refactoring

This commit is contained in:
Ivan I. Ovchinnikov 2021-08-24 17:10:46 +03:00
parent 81a9193105
commit a70a189280
2 changed files with 68 additions and 53 deletions
Show Stats Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

BIN
build/main.pdf
View File

Binary file not shown.

83
main.tex
View File

@ -24,9 +24,11 @@
\section{Функции}
\subsection{Понятие функции, параметры и аргументы}
Функция - это такая обособленная часть кода, которую можно выполнять любое количество раз. У функций обязательно в таком порядке должны быть описаны: тип возвращаемого значения, название, параметры и так называемое тело, т есть собственно исполняемый код. Рассмотрим более детально функцию \code{int main (int argc, char *argv[])}: \code{int} - это \textit{тип возвращаемого значения}, то есть на том месте, откуда будет вызвана эта функция, в результате её работы по выполнении оператора \code{return;}, появится некое целое число. Возвращаемые значения могут быть любых типов. В случае же когда функция не должна возвращать результат своей работы, или никакого возвращаемого результата не предполагается, указывается ключевое слово \code{void} (англ. - пустота). То есть на месте вызова функции в результате её выполнения ничего не появится. Оператор \code{return;} обязателен для не-void функций, а в \code{void} функциях может присутствовать или нет, но никогда не содержит возвращаемого значения. \code{main} - это \textit{название функции}. Функция именно с таким названием, написанным с маленькой буквы, всегда является точкой входа в программу (\hyperref[text:main]{\ref{text:main}}). Операционная система ищет именно эту функцию, когда получает команду на выполнение программы.
\frm{Названия функций в рамках одной программы не должны повторяться и не должны начинаться с цифр или спецсимволов, также, как и названия переменных (\hyperref[text:naming]{\ref{text:naming}}) никаких других ограничений на название функций не накладывается.}
Конструкция в круглых скобках \code{(int argc, char *argv[])} - это \textit{параметры функции}. Параметры функции - это такие переменные, которые создаются при вызове функции и существуют только внутри неё. С их помощью можно передать в функцию какие-то аргументы и исходные данные для работы. Параметры пишутся в круглых скобках сразу после названия функции. В случае если функция не принимает параметров необходимо поставить после названия пустые круглые скобки. Весь код, содержащийся в фигурных скобках после параметров функции называется \textit{телом функции}. Это те операторы и команды, которые будут последовательно выполнены при вызове функции. В теле функции мы можем \textbf{вызывать} другие функции, но \textbf{никогда не можем создавать в теле функции другие функции}. Никаких других ограничений на написание тела функции язык не накладывает.
Функция - это такая обособленная часть кода, которую можно выполнять любое количество раз. У функций обязательно в таком порядке должны быть описаны: тип возвращаемого значения, название, параметры и так называемое тело, т есть собственно исполняемый код. Рассмотрим более детально функцию \code{int main (int argc, char *argv[])}: \code{int} - это \textit{тип возвращаемого значения}, то есть на том месте, откуда будет вызвана эта функция, в результате её работы по выполнении оператора \code{return;}, появится некое целое число. Возвращаемые значения могут быть любых типов. В случае же когда функция не должна возвращать результат своей работы, или никакого возвращаемого результата не предполагается, указывается ключевое слово \code{void} (англ. - пустота). То есть на месте вызова функции, в результате её выполнения, не появится никакого значения (обычно, таким значением бывает rvalue). Оператор \code{return;} обязателен для не-void функций, а в \code{void} функциях может присутствовать или нет, но никогда не содержит возвращаемого значения. \code{main} - это \textit{название функции}. Функция именно с таким названием, написанным с маленькой буквы, всегда является точкой входа в программу (\hyperref[text:main]{\ref{text:main}}). Операционная система ищет именно эту функцию, когда получает команду на выполнение программы.
\frm{Названия функций в рамках одной программы не должны повторяться и не должны начинаться с цифр или спецсимволов, также, как и названия переменных (см стр. \hyperref[text:naming]{\pageref{text:naming}}) никаких других ограничений на название функций не накладывается.}
Конструкция в круглых скобках \code{(int argc, char *argv[])} - это \textit{параметры функции}. Параметры функции - это такие переменные, которые создаются при вызове функции и существуют только внутри неё. С их помощью можно передать в функцию какие-то аргументы и исходные данные для работы. Параметры пишутся в круглых скобках сразу после названия функции. В случае если функция не принимает параметров необходимо поставить после названия пустые круглые скобки (\code{()}). Весь код, содержащийся в фигурных скобках после параметров функции называется \textit{телом функции}. Это те операторы и команды, которые будут последовательно выполнены при вызове функции. В теле функции мы можем \textbf{вызывать} другие функции, но \textbf{никогда не можем объявлять, описывать или создавать в теле функции другие функции}. Никаких других ограничений на написание тела функции язык не накладывает. Таким образом, общий вид функции имеет следующий вид:
\begin{figure}[h!]
\begin{verbatim}
ТипВозвращаемогоЗначения Имя (СписокАргументов)
{
@ -34,29 +36,35 @@
return ВозвращаемоеЗначение;
}
\end{verbatim}
Далее приведём небольшой пример, который призван продемонстрировать, как выглядит простейшее \textit{объявление} и \textit{описпание} функций (function declaration and definition).
\begin{lstlisting}[language=C,style=CCodeStyle]
void somefunction() { // <-- this is a function
\end{figure}
Далее приведём небольшой пример, который призван продемонстрировать, как выглядит простейшее \textit{объявление} и \textit{описпание} функций (function declaration and definition), а также их вызов из функции \code{int main (int argc, char *argv[])}.
\begin{figure}[h!]
\begin{lstlisting}[language=C,style=CCodeStyle]
void somefunction() { // <-- this is a function
printf("some function\n");
// some useful things
}
}
int anotherFunction() {
int anotherFunction() {
printf("another function\n");
// more useful things happened
return 10;
}
}
int main (int argc, const char* argv[]) {
int main (int argc, const char* argv[]) {
printf("main function\n");
// more useful things
somefunction(); // <-- this is invocation
int x = anotherFunction();
printf("x = %d\n", 10);
return 0;
}
\end{lstlisting}
Так, на тринадцатой строке кода выше мы видим, что \textbf{вернувшееся} из функции, объявленной на пятой строке целое число \code{10} будет присвоено переменной \code{x}.
}
\end{lstlisting}
\end{figure}
Так, на шестнадцатой строке кода выше мы видим, что \textbf{вернувшееся} из функции, объявленной на шестой строке целое число \code{10} будет присвоено переменной \code{x} и выведено в терминал семнадцатой строкой.
\begin{figure}[h!]
\begin{verbatim}
$ ./program
main function
@ -65,29 +73,36 @@ another function
x = 10
$
\end{verbatim}
\end{figure}
Функции принято разделять на проверяющие, считающие и выводящие, и каждая из вышеописанных функций не должна нести дополнительной нагрузки. То есть, функция не должна знать откуда в программе появились её параметры, и где будет использован результат её работы. То есть сам язык таких ограничений не накладывает, но такой подход к написанию функций делает их значительно более гибкими и даёт им возможность быть переиспользованными. Без применения такого подхода было бы невозможно писать абстрактные библиотеки и фреймворки.
\frm{\textbf{Параметры функции} - это те переменные, которые указываются в круглых скобках при определении или описании функции. Параметры функции существуют как локальные переменные в кодовом блоке тела функции.\textbf{Аргументы функции} - это те значения переменных или литералов, которые указываются в круглых скобках при выхове функции.}
Для примера опишем функцию, суммирующую два числа. Для простоты, в качестве аргументов она будет принимать целые числа и возвращать целочисленный результат. Обратите внимание что функция не <<знает>> откуда взялись эти числа, мы можем их прочитать из консоли, можем задать в виде констант или получить в результате работы какой-то другой функции. Внутри функции \code{int main (int argc, char *argv[])} мы вызываем нашу функцию \code{sum(int x, int y)} суммирующую два числа и передаём в качестве аргументов эти числа.
\begin{lstlisting}[language=C,style=CCodeStyle]
int sum(int x, int y) {
Для примера опишем функцию, суммирующую два числа. Для простоты, в качестве аргументов она будет принимать целые числа и возвращать целочисленный результат. Обратите внимание что функция не <<знает>> откуда взялись эти числа, мы можем их прочитать из консоли, можем задать в виде констант или получить в результате работы какой-то другой функции. Внутри функции \code{int main (int argc, char *argv[])} программа вызывает нашу функцию \code{sum(int x, int y)} суммирующую два числа и передаём в качестве аргументов эти числа.
\begin{figure}[h!]
\begin{lstlisting}[language=C,style=CCodeStyle]
int sum(int x, int y) {
int result = x + y;
return result;
}
}
int main (int argc, const char* argv[]) {
int main (int argc, const char* argv[]) {
int a;
scanf("%d", &a);
int x = sum(50, a);
printf("x = %d\n", 10);
return 0;
}
\end{lstlisting}
}
\end{lstlisting}
\end{figure}
Обратите внимание, что в качестве аргументов мы можем передавать константные значения, а также переменные. Значения переменных мы можем получить например из консоли, либо в результате выполнения какой-нибудь другой функции.
\begin{figure}[h!]
\begin{verbatim}
$ ./program
x = 110
$
\end{verbatim}
\end{figure}
Как уже было сказано, параметры - это переменные, которые хранят в себе некоторые начальные значения вызова функции. Параметризация позволяет использовать одни и те же функции с разными исходными данными. Приглядимся повнимательнее к хорошо знакомой нам функции \code{printf();}. Строка, которую мы пишем в круглых скобках в двойных кавычках - это аргумент функции. То есть мы знаем, что функция умеет выводить на экран строки, как именно - нам нет дела, а какие именно строки - мы указываем в качестве аргумента. Функция \code{printf();} примечательна еще и тем, что она может принимать в себя нефиксированное количество аргументов. Описание работы таких функций, а также их написание выходит далеко за пределы основ языка, нам важно помнить что мы можем это использовать. В аргументе функции \code{printf()} мы можем написать заполнитель соответствующего типа и, например, вызвать нашу функцию \code{sum}.
\subsection{Оформление функций. Понятие рефакторинга}
Теперь мы без проблем можем оформить уже существующие у нас программы в виде функций. Например, оформим в виде функции программу проверки простоты числа. Для этого опишем функцию которая возвращает целое число, назовем ее \code{isPrime()}, в качестве параметра она будет принимать целое число, назовем его \code{number}. Найдем в предыдущих разделах (стр. \hyperref[code:isPrime]{\pageref{code:isPrime}}) программу определения простоты числа и скопируем в тело функции. Внесем небольшие правки, уберем вывод так как это будет, можно сказать, классическая проверяющая функция, вывод оставим для функции \code{int main (int argc, char *argv[])}, пусть о наличии у нас терминала <<знает>> только она.
@ -135,22 +150,22 @@ int main(int argc, char *argv[]) {
}
\end{lstlisting}
\end{multicols}
Немного подправив вывод, внесем в него вызов функции \code{isPrime()} и объявим переменную \code{int num}, которую будем передавать в качестве аргумента в функцию \code{isPrime()}. Запустим нашу программу и убедимся что все работает – число 71 действительно является простым.
\begin{figure}[h!]
\begin{lstlisting}[language=C,style=CCodeStyle]
int main (int argc, const char* argv[]) {
int num = 71;
printf("Entered number %d is%s prime \n",
number,
isPrime(num) ? "" : " not"
);
return 0;
}
% Немного подправим вывод, внесем в него вызов функции isPrime и объявим переменную int num, которую будем передавать в качестве аргумента в функцию isPrime.
% Запустим нашу программу и убедимся что все работает – число 71 действительно является простым.
% Теперь мы можем написать программы любой сложности, содержащие функции isPrime. sum. О том, что мы работаем с консолью, в нашем случае должна знать только функция main, поэтому ввод значений и вывод на экран мы оставим в ней, а подсчёты значений положим в функции.
% int main (int argc, const char* argv[]) {
% int a;
% scanf(“%d, &a”);
% printf(“%d”, sum(50, a));
% int num = 71;
% printf(“Введенное число %d %s является простым \n”, number, isPrime(num) ? “” : “не”);
% return 0;
% }
\end{lstlisting}
\end{figure}
Теперь мы можем написать программы любой сложности, содержащие функции \code{isPrime()} или \code{sum()}. О том, что мы работаем с консолью, в нашем случае должна знать только функция \code{int main (int argc, char *argv[])}, поэтому ввод значений и вывод на экран мы оставим в ней, а подсчёты, проверки или другие важные действия и алгоритмы положим в функции. Именно это абстрагирование является сильной стороной использования функций, так, например, у нас нет необходимости каждый раз вставлять в программу код взаимодействия с консолью при выводе каждой строки, а можно ограничиться вызовом функции \code{printf();}
% Пришло время поговорить про прототипы.
% Зачастую возникают ситуации, когда функция не описана до точки входа в программу, или вовсе лежит в другом файле. В этом случае мы должны сообщить компилятору, что такую функцию придётся дополнительно поискать. Для этого необходимо указать всю информацию о функции, кроме её тела. Такой оператор называется прототип функции.