Объявление функции
Существует три способа объявления функции.
• Запишите прототип функции в файл, а затем используйте выражение с #include, чтобы включить его в свою программу.
• Запишите прототип функции в файл, в котором эта функция используется.
• Определите функцию перед тем, как ее вызовет любая другая функция. В этом случае определение функции одновременно и объявляет ее.
Несмотря на то что функцию можно определить непосредственно перед использованием и таким образом избежать необходимости создания прототипа функции, такой стиль программирования не считается хорошим по трем причинам.
Во-первых, требование располагать функции в файле в определенном порядке затрудняет поддержку программы в процессе изменения условий ее использования.
Во-вторых, вполне возможна ситуация, когда функции A() необходимо вызвать функцию B(), но не исключено также, что при некоторых обстоятельствах и функции B() потребуется вызвать функцию A(). Однако невозможно определить функцию A() до определения функции B() и в то же время функцию B() до определения функции A(), т.е. по крайней мере одна из этих функций обязательно должна быть предварительно объявлена.
В-третьих, прототипы функций — это хорошее и сильное подспорье при отладке. Если согласно прототипу объявлено, что функция принимает определенный набор параметров или что она возвращает значение определенного типа, а затем в программе делается попытка использовать функцию, не соответствующую объявленному прототипу, то компилятор заметит эту ошибку еще на этапе компиляции программы, что позволит избежать неприятных сюрпризов в процессе ее выполнения.
Прототипы функций
Прототипы многих встроенных функций уже записаны в файлы заголовков, добавляемые в программу с помощью #include. Для функций, создаваемых пользователями, программист должен сам позаботиться о включении в программу соответствующих прототипов.
Рис. 5.2. Составные части прототипа функции.
Прототип функции представляет собой выражение, оканчивающееся точкой с запятой, и состоит из типа возвращаемого значения функции и сигнатуры. Под сигнатурой функции подразумевается ее имя и список формальных параметров.
Список формальных параметров представляет собой список всех параметров и их типов, разделенных запятыми. Составные части прототипа функции показаны на рис. 5.2.
В прототипе и в определении функции тип возвращаемого значения и сигнатура должны соответствовать. Если такого соответствия нет, компилятор покажет сообщение об ошибке. Однако прототип функции не обязан содержать имена параметров, он может ограничиться только указанием их типов. Например, прототип, приведенный ниже, абсолютно правомочен:
long Area(int, int);
Этот прототип объявляет функцию с именем Area(), которая возвращает значение типа long и принимает два целочисленных параметра. И хотя такая запись прототипа вполне допустима, это не самый лучший вариант. Добавление имен параметров делает ваш прототип более ясным. Та же самая функция, но уже с именованными параметрами, выглядит гораздо понятнее:
long Area(int length, int width);
Теперь сразу ясно, для чего предназначена функция и ее параметры. Обратите внимание на то, что для каждой функции всегда известен тип возвращаемого значения. Если он явно не объявлен, то по умолчанию принимается тип int. Однако ваши программы будут понятнее, если для каждой функции, включая main(), будет явно объявлен тип возвращаемого значения. В листинге 5.1 приводится программа, которая содержит прототип функции Area().
Листинг 5.1. Объявление, определение и использование функции
1: // Листинг 5.1. Использование прототипов функций
2:
3: #include <iostream.h>
4: int Area(int length, int width); //прототип функции
5:
6: int main()
7: {
8: int lengthOfYard;
9: int widthOfYard;
10: int areaOfYard;
11:
12: cout << "nHow wide is your yard? ";
13: cin >> widthOfYard;
14: cout << "nHow long is your yard? ";
15: cin >> lengthOfYard;
16:
17: areaOfYard= Area(lengthOfYard,widthOfYard);
18:
19: cout << "nYour yard is ";
20: cout << areaOfYard;
21: cout << " square feetnn";
22: return 0;
23: }
24:
25: int Area(int yardLength', int yardWidth)
26: {
27: return yardLength * yardWidth;
28: }
Результат:
How wide is your yard? 100
How long is your yard? 200
Your yard is 20000 square feet
Анализ: Прототип функции Area() объявляется в строке4. Сравните прототип с определением функции, представленным в строке 25. Обратите внимание, что их имена, типы возвращаемых значений и типы параметров полностью совпадают. Если бы они были различны, то компилятор показал бы сообщение об ошибке. Единственное обязательное различие между ними состоит в том, что прототип функции оканчивается точкой с запятой и не имеет тела.
Обратите также внимание на то, что имена параметров в прототипе — length и width — не совпадают с именами параметров в определении: yardLength и yardWidth. Как упоминалось выше, имена в прототипе не используются; они просто служат описательной информацией для программиста. Соответствие имен параметров прототипа именам параметров в определении функции считается хорошим стилем программирования; но это не обязательное требование.
Аргументы передаются в функцию в порядке объявления и определения параметров, но без учета какого бы то ни было совпадения имен. Если в функцию Area() первым передать аргумент widthOfYard, а за ним — аргумент lengthOfYard, то эта функция использует значение widthOfYard для параметра yardLength, а значение lengthOfYard — для параметра yardWidth. Тело функции всегда заключается в фигурные скобки, даже если оно состоит только из одной строки, как в нашем примере.
Определение функции
Определение функции состоит из заголовка функции и ее тела. Заголовок подобен прототипу функции за исключением того, что параметры в данном случае именованные и в конце заголовка отсутствует точка с запятой.
Рис. 5.3. Заголовок и тело функции
Тело функции представляет собой набор выражений, заключенных в фигурные скобки. Заголовок и тело функции показаны на рис. 5.3.
Синтаксис прототипа функции:
тип_возврата имя_функции ([тип [имя_параметра]...]);
{
выражения;
}
Прототип функции сообщает компилятору тип возвращаемого значения, имя функции и список параметров. Наличие параметров не обязательно, но если они все-таки имеются, в прототипе должны быть объявлены их типы. Имена параметров перечислять необязательно. Строка прототипа всегда оканчивается точкой с запятой (;). Определение функции должно соответствовать своему прототипу по типу возвращаемого значения и списку параметров. Оно должно содержать имена всех параметров, а тело определения функции должно заключаться в фигурные скобки. Все выражения внутри тела функции должны оканчиваться точкой с запятой, кроме заголовка функции. Который оканчивается закрывающей круглой скобкой.
Если функция возвращает значение, она должна содержать выражение с оператором return. Это выражение может находиться в любой части определения функции, но обычно оканчивает его.
Для каждой функции задается тип возвращаемого значения. Если он явно не определен. по умолчанию устанавливается тип возврата lnt. Старайтесь всегда указывать тип возвращаемого значения в явном виде. Если функция не возвращает никакого значения, то в качестве типа возвращаемого значения используйте void.
Примеры прототипов функций:
long FindArea(long length, long width); // возвращает значение типа long, имеет два параметра
void PrintMessage(int messageNumber); // возвращает значение типа void, имеет один параметр
int GetChoice(); // возвращает значение типа int, не имеет параметров
BadFunction(); // возвращает значение типа int, не имеет параметров
Примеры определений функций:
long FindArea(long l, iong w)
{
return 1 * w;
}
void PrintMessage(int whichMsg)
{
if (whichMsg == 0)
cout << "Hello.n";
if (whichMsg == 1)
cout << "Goodbye.n";
if (whlchMsg > 1)
cout << "I'm confused.n";
}
Выполнение функций
При вызове функции ее выполнение начинается с выражения, которое стоит первым после открывающей фигурной скобки ({). В теле функции можно реализовать ветвление, используя условный оператор if (и некоторые другие операторы, которые рассматриваются на занятии 7). Функции могут также вызывать другие функции и даже самих себя (о рекурсии речь пойдет ниже в этой главе).
Локальные переменные
В функции можно не только передавать значения переменных, но и объявлять переменные внутри тела функции. Это реализуется с помощью локальных переменных, которые называются так потому, что существуют только внутри самой функции. Когда выполнение программы возвращается из функции к основному коду, локальные переменные удаляются из памяти.
