Object Pascal/Procedury i funkcje

Do czego służą procedury i funkcje?

Procedury służą do zamknięcia pewnych standardowych, wielokrotnie wykonywanych ciągów czynności w pewną całość "widzianą" przez program pod konkretną nazwą i operującą w danej chwili na konkretnych argumentach. Funkcja jest podobna do procedury, różni się od niej tym, że pod swoją nazwą zwraca pewną wartość. Zastosowanie procedur i funkcji pozwala na optymalizację wykorzystania pamięci. Pamięć jest przydzielana dynamicznie podczas wywołania.

Procedury

Deklaracja procedury

 procedure nazwa [(lista_parametrów_formalnych)];
   {deklaracje lokalnych stałych, zmiennych i typów}
 begin
   {część operacyjna}
 end;

Deklaracja procedury powinna znajdować się przed częścią operacyjną programu, czyli przed głównym słowem begin,a po deklaracji zmiennych, z których ona korzysta. Nie jest konieczne umieszczanie po deklaracji zmiennych, ale stosowanie się do tej zasady pozwala na zastosowanie porządku w zapisie programu.

Jeżeli chcemy aby procedura była zadeklarowana za miejscem jej pierwszego wywołania, należy użyć słowa kluczowego forward:

 procedure nazwa [(lista-parametrów-formalnych)]; forward;

Wewnątrz procedury można deklarować zmienne lokalne, czyli zmienne wewnętrzne, obowiązujące tylko w tej procedurze, w której zostały zadeklarowane. Zmienne lokalne mogą mieć takie same identyfikatory jak zmienne globalne (zmienne zewnętrzne, obowiązujące w całym programie), wtedy znaczenie zmiennej globalnej zostanie przysłonięte znaczeniem zmiennej lokalnej. Wewnątrz deklaracji można używać zmiennych globalnych (nie przysłaniając ich), pokazane na przykładzie, jednak należy pamiętać o częstych błędach przy drobnej nieuwadze.

Przykład deklaracji

 procedure srednia;
 var
   i:integer;
   s:real;
 begin
   s:=0.0;
   for i:=1 to ilosc do  //ilosc - zmienna zewnętrzna
     s:=s+dane[i];
   wynik:=s/ilosc
 end;

Wywołanie procedury

 nazwa_procedury [(lista_parametrów_aktualnych)];

Wywołanie procedury polega na podaniu w zapisie programu jej nazwy, a także listy parametrów aktualnych, czyli zawierających ich bieżące wartości. Lista ta nie istnieje, gdy nie określimy żadnych parametrów formalnych przy deklarowaniu procedury.

Podstawowe procedury

Procedury przerywające wykonanie instrukcji iteracyjnych

BREAK

Procedura powoduje natychmiastowe zakończenie wykonywania pętli, wewnątrz której jest wywołana.

Przykład:

 var
 w,x,i,j:integer;
 begin
   w:=1
   for i:=3 to 3 do
     for j:=1 to 8 do
       begin
         readln(x);
         if x=0 then break
           else w:=w*x
       end;
     writeln('iloczyn=',w);
 end.

CONTINUE

Procedura powoduje natychmiastowe przejście do kolejnej iteracji pętli, wewnątrz której jest wywołana.

Przykład:

 var
 w,x,i,j:integer;
 begin
   w:=1
   for i:=1 to 3 do
     for j:=3 to 5 do
       begin
         readln(x);
         if x=0 then continue
           else w:=w*x
       end;
     writeln('iloczyn=',w);
  end.

Procedury powodujące przerwanie wykonywanego programu

EXIT

Procedura Exit wywołana wewnątrz procedury lub funkcji powoduje jej przerwanie i powrót do miejsca wywołania, a wywołana w części wykonawczej programu powoduje jego zakończenie.

HALT

Procedura Halt, której wywołanie ma postać:

 Halt (kod_wyjścia); 

lub

 Halt 

co jest równoważne wywołaniu Halt(0) (0 – zakończenie bez błędu, kod_wyjścia jest wyrażeniem typu integer) powoduje przerwanie programu i powrót do systemu.

RUNERROR

Procedura RunError lub RunError_(kod_błędu) powoduje przerwanie programu i wygenerowanie błędu jego wykonania o podanym kodzie (kod_błędu jest argumentem typu Byte, gdy brak tego argumentu, to przyjmuje się wartość 0).

Funkcje

Funkcja jest rodzajem procedury, która po wywołaniu zwraca obliczoną przez siebie wartość pod swoją nazwą.

Deklaracja funkcji

 function nazwa [(lista-parametrów-formalnych)] : typ_wyniku;
   {deklaracje lokalnych stałych, zmiennych i typów}
 begin
   {część operacyjna}
 end;

Deklaracja funkcji powinna znajdować się przed częścią operacyjną programu, czyli przed głównym słowem begin,a po deklaracji zmiennych, z których ona korzysta. Nie jest konieczne umieszczanie po deklaracji zmiennych, ale stosowanie się do tej zasady pozwala na zastosowanie porządku w zapisie programu.

Jeżeli chcemy aby funkcja była zadeklarowana za miejscem jej pierwszego wywołania, należy użyć słowa kluczowego forward:

 function nazwa [(lista-parametrów-formalnych)]:typ_wyniku; forward;

Wewnątrz funkcji można deklarować zmienne lokalne tak samo jak to jest przy procedurach.

W części operacyjnej funkcji przynajmniej raz powinna wystąpić instrukcja przypisania postaci:

 nazwa:=wyrażenie;

lub

 RESULT:=wyrażenie;

Przykład deklaracji

 function srednia: integer;
 var
   i:integer;
   s:real;
 begin
   s:=0.0;
   for i:=1 to ilosc do  //ilosc - zmienna zewnętrzna
     s:=s+dane[i];
   srednia:=s/ilosc
 end;

Wywołanie funkcji

Wywołanie funkcji ma miejsce w wyrażeniu po prawej stronie instrukcji przypisania lub w instrukcji wywołania procedury:

 zmienna:=nazwa [(lista-parametrów-aktualnych)];

Przykład wywołania

 Srednia_ocen:=srednia;
 writeln(Srednia_ocen);

Pozostałe informacje

Procedury i funkcje działające na argumentach typu porządkowego

• Dec(x), Dec(x,n) - bezpośrednio poprzedni, dekrementacja zmiennej x
• Inc(x), Inc(x,n) - bezpośrednio następny, inkrementacja zmiennej x,
• Odd(x) - badanie parzystości, przyjmuje wartość TRUE, gdy x nieparzyste
• Pred(x) - poprzednik elementu x
• Succ(x) - następnik elementu x

Przeciążanie procedur i funkcji

Przeciążanie procedur i funkcji występuje wtedy, gdy:

• dwie procedury lub funkcje mogą mieć ten sam identyfikator
• musi być użyta dyrektywa języka overload
• listy parametrów formalnych muszą się różnić ilością lub typem

Przykłady:

 Program iloczyny;
 var
 a,b:real
 function iloczyn (a,b: integer): integer;overload;
 begin
   result:=a*b;
 end;
 function iloczyn (a,b:real): real;overload;
 begin
   result:=a*b;
 end;
 begin
 c:=iloczyn(5,6) //zostanie wywołana pierwsza funkcja
 c:=iloczyn(5,5.6) //zostanie wywołana druga funkcja.
 end.

Rekurencja

Rekurencja jest to zdolność procedury lub funkcji do wywoływania samej siebie. Przykład:

function Potega(a:real; n:integer): real;
begin
 if (n=0) and (a<>0) Result := 1;
 if (n=1) Result := a;
 if (n>1) Result := a * Potega(a, n-1);
 if (n<0) Result := 1 / Potega(a, -n);
end;

Skorzystaliśmy tutaj z definicji rekurencyjnej potęgi:

${a^{n}}={\begin{cases}1\ \operatorname {dla} \ n=0\cap a\neq 0\\a\ \operatorname {dla} \ n=1\\a\cdot a^{n-1}\ \operatorname {dla} \ n>1\\{\frac {1}{a^{-n}}}\ \operatorname {dla} \ n<0\end{cases}}$

Oczywiście do obliczania potęg o większym od zera wykładniku prostsza jest definicja iteracyjna:

$a^{n}=\underbrace {a\cdot a\cdot \dots \cdot a} _{n}$

Rekurencja pochłania więcej pamięci RAM, a często i procesora, więc działa wolniej od pętli. Dlatego należy ją stosować tylko wtedy, gdy jej użycie ma sens, np. przy operacjach na katalogach i ich podkatalogach.