🗊Презентация Cоставные части программы, локальные и глобальные переменные. Функции

Алгоритмизация и программирование I Лекция 7

Что будет напечатано после выполнения следующих функций?

Лекция 7 Cоставные части программы, локальные и глобальные переменные Функции Параметры функции по умолчанию Перегрузка функций Программные модули Генератор случайных чисел

Составные части программы Подключение заголовочных файлов — это строки, которые начинаются с #include •Объявление констант (постоянных величин): const N = 20; Глобальные переменные — это переменные, объявленные вне основной программы и подпрограмм. К таким переменным могут обращаться все функции данной программы (их не надо еще раз объявлять в этих функциях). Объявление функций — обычно ставятся выше основной программы. По требованиям языка Си в тот момент, когда транслятор находит вызов подпрограммы, она должна быть объявлена и известны типы всех ее параметров. •Основная программа может располагаться как до всех подпрограмм, так и после них. Не рекомендуется вставлять ее между подпрограммами, так как при этом ее сложнее найти.

Локальные и глобальные переменные Глобальные переменные доступны из любой функции. Поэтому их надо объявлять вне всех подпрограмм. Локальные переменные объявляются в функциях, известны только той подпрограмме, где они объявлены.

Пример #include <stdio.h> int var = 0; // объявление глобальной переменной void ProcNoChange () { int var; // локальная переменная var = 3; // меняется локальная переменная } void ProcChange1 () { var = 5; // меняется глобальная переменная } void ProcChange2 () { int var; // локальная переменная var = 4; // меняется локальная переменная ::var = ::var * 2 + var; // меняется глобальная переменная } void main() { ProcChange1(); // var = 5; ProcChange2(); // var = 5*2 + 4 = 14; ProcNoChange(); // var не меняется printf ( "%d", var ); // печать глобальной переменной (14) }

Глобальные и локальные переменные Глобальные переменные не надо заново объявлять в подпрограммах. Если в подпрограмме объявлена локальная переменная с таким же именем, как и глобальная переменная, то используется локальная переменная. Если имена глобальной и локальной переменных совпадают, то для обращения к глобальной переменной в подпрограмме перед ее именем ставится два двоеточия: ::var = ::var * 2 + var; Рекомендуются использовать как можно меньше глобальных переменных, а лучше всего – не использовать их вообще, потому что глобальные переменные затрудняют анализ и отладку программы; повышают вероятность серьезных ошибок — можно не заметить, что какая-то подпрограмма изменила глобальную переменную; увеличивают размер программы, так как заносятся в блок данных, а не создаются в процессе выполнения программы. Поэтому глобальные переменные применяют в крайних случаях: для хранения глобальных системных настроек (цвета экрана и т.п.); если переменную используют три и более подпрограмм и по каким-то причинам неудобно передавать эти данные в подпрограмму как параметры. Везде, где можно, надо передавать данные в функции через их параметры. Если же надо, чтобы подпрограмма меняла значения переменных, надо передавать параметр по ссылке.

Повторение. Задание Дана последовательность N натуральных чисел. Найти число с максимально суммой цифр.

Программа

Параметры функции по умолчанию C++ позволяет программам указывать для параметров значения по умолчанию. Значения по умолчанию для параметров указываются в заголовке функции при ее определении. Если вызов функции опускает значения одного или нескольких параметров, C++ будет использовать значения по умолчанию. Если вызов функции опускает значение определенного параметра, то должны быть опущены и значения всех последующих параметров.

Определение значений по умолчанию Чтобы обеспечить значения по умолчанию для параметров функции, надо присвоить значение параметру с помощью операции присваивания прямо при объявлении функции: void yyy (int x, int a=0, int b=1) { cout<<x<<' '<<a<<' '<<b<<endl;} void main() { yyy(5); yyy(6,1001), yyy(7,1001, 1002);}

Правила для пропуска значений параметров При описании параметры по умолчанию должны оказываться в конце списка. Если программа опускает определенный параметр для функции, обеспечивающей значения по умолчанию, то следует опустить и все последующие параметры. Другими словами, нельзя опускать средний параметр.

Перегрузка функций Перегрузка функций позволяет использовать одно и то же имя для нескольких функций с разными типами параметров. Для перегрузки функций просто определите две функции с одним и тем же именем и типом возвращаемого значения, которые отличаются количеством параметров или их типом.

Пример перегрузки функций Допустим, описаны функции: int min (int x, int y) {return x<y ? x :y;} double min (double x, double y) {…} int min (int x, int y, int z) { int m; m=x<y? x:y; return m<z? m :z;} Основная программа: double a, b; int k, m, n; cout<<min(a,b)<<endl; cout <<min (k,m)<<endl; cout <<min (k,m,n)<<endl;

Модульное программирование Основной метод структурного программирования Предполагает разделение текста программы на несколько файлов, в каждом из которых сосредоточены независимые части программы (сгруппированные по смыслу функции) - модули. Каждый из этих модулей можно компилировать отдельно, а затем объединить их в процессе построения конечной программы.

Использование библиотечных функций Для использования библиотечных функций необходимы два файла (для примера рассмотрим функцию sqrt()): заголовочный файл (<math.h>) с прототипом функции sqrt() и многих других библиотечных функций ( #include <math.h>); файл реализации (для пользовательских функций – это файлы с исходным текстом на СИ++, а библиотечные функции обычно хранятся в скомпилированном виде в специальных библиотечных файлах, например, «libcmtd.lib»). Файлы реализации пользовательских функций (расширение «.cpp») содержат определения этих функций.

Создание и использование модулей Чтобы создать отдельные модули программы, необходимо в окне Solution Explorer с помощью контекстного меню для пункта Source File создать отдельные файлы проекта. Все они будут иметь расширение .cpp и будут компилироваться отдельно (пункт меню Build, Compile или Ctrl-F7). Основная программа при этом может содержать только главную функцию main и прототипы всех остальных функций, которые содержатся в других модулях. После успешной компиляции каждого отдельного модуля необходимо выполнить компоновку проекта с помощью пункта Build, Build Solution или клавиши F7. Далее можно запускать программу на выполнение обычным способом.

Пример Написать программу с использованием модульного программирования. Вводятся три целых числа. Найти среднее двух и трех чисел.

Программма Программа состоит из трех файлов: главного файла; заголовочного файла с описаниями двух функций расчета среднего значения; соответствующего файла реализации.

Главный файл #include "averages.h" void main() { setlocale(LC_ALL,"rus"); int A, B, C; cout << "Введите три целых числа "; cin >> A >> B >> C; cout << "Целочисленное среднее чисел " << A << " и "; cout << B << " равно "; cout << average2(A, B) << ".\n"; cout << "Целочисленное среднее чисел " << A << ", "; cout << B << " и " << C << " равно "; cout << average3(A, B, C) << ".\n"; }

Заголовочный файл averages.h #include <iostream> #include <locale.h> using namespace std; // ПРОТОТИП ФУНКЦИИ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО СРЕДНЕГО // ЗНАЧЕНИЯ 3-Х ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ: int average3( int numb1, int numb2, int numb3); // ПРОТОТИП ФУНКЦИИ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО СРЕДНЕГО // ЗНАЧЕНИЯ 2-Х ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ: int average2( int numb1, int numb2);

Файл реализации averages.cpp #include "averages.h" // ФУНКЦИЯ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО СРЕДНЕГО // ЗНАЧЕНИЯ 3-Х ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ: int average3( int numb1, int numb2, int numb3 ) { return ((numb1 + numb2 + numb3)/3); } // ФУНКЦИЯ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО СРЕДНЕГО // ЗНАЧЕНИЯ 2-Х ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ: int average2( int numb1, int numb2) { return ((numb1 + numb2)/2); }

Генератор случайных значений С++ Функция rand() генерирует числа в диапазоне от 0 до RAND_MAX.  RAND_MAX - это константа, определённая в библиотеке <cstdlib>. Функция srand выполняет инициализацию генератора случайных чисел rand. #include <cstdlib> #include <ctime> srand(time(0)); cout<<rand();

Примеры Какие значения будут сгенерированы: rand() % 2 rand() % 101 rand() % 201 rand() % 201 + 200 Написать выражение для получения целых чисел в диапазоне от -100 до 100. Получить числа на интервале от 0.01 до 1.

#include <iostream> #include <iostream> #include <cstdlib> #include <ctime> void main() { srand(time(0)); cout<<"1 "<<rand()<<endl; cout<<"2 " <<rand() % 2<<endl; cout<<"3 "<<rand() % 101<<endl; cout<<"4"<<rand() % 201<<endl; cout<<"5 "<<rand() % 201 + 200<<endl; }

#include <iostream> #include <iostream> #include <cstdlib> #include <ctime> void main() { //srand(time(0)); cout<<"1 "<<rand()<<endl; cout<<"2 " <<rand() % 2<<endl; cout<<"3 "<<rand() % 101<<endl; cout<<"4"<<rand() % 201<<endl; cout<<"5 "<<rand() % 201 + 200<<endl; }

Задание Разработайте набор функций для выполнения действий с обыкновенными дробями. Все эти функции должны возвращать результат в виде обыкновенной несократимой дроби (не обязательно правильной). Например, функция, вычисляющая сумму обыкновенных дробей на вход получает числитель и знаменатель каждой из двух складываемых дробей и в результате должна получить числитель и знаменатель дроби, являющейся суммой двух исходных. Если в результате получается отрицательное значение, то знак «минус» хранить в числителе. Набор требуемых функций необходимо определить самостоятельно, исходя из условия задачи. Вывод результата осуществлять в виде 1 строки (например, 12/45). Для вывода дроби так же использовать функцию. Весь набор функций оформить в виде отдельного программного модуля