Процедура (программирование)
Подпрограмма (англ. subprogram ) — поименованная или иным образом идентифицированная часть компьютерной программы, содержащая описание определённого набора действий. Подпрограмма может быть многократно вызвана из разных частей программы. В языках программирования для оформления и использования подпрограмм существуют специальные синтаксические средства.
Содержание
Назначение подпрограмм.
Подпрограммы изначально появились как средство оптимизации программ по объёму занимаемой памяти — они позволили не повторять в программе идентичные блоки кода, а описывать их однократно и вызывать по мере необходимости. К настоящему времени данная функция подпрограмм стала вспомогательной, главное их назначение — структуризация программы с целью удобства её понимания и сопровождения.
Механизм подпрограмм, их описание и вызов
В простейшем случае (в ассемблерах) подпрограмма представляет собой последовательность команд (операторов), отдельную от основной части программы и имеющую в конце специальную команду выхода из подпрограммы. Обычно подпрограмма также имеет имя, по которому её можно вызвать, хотя ряд языков программирования допускает использование и неименованных подпрограмм. В языках высокого уровня описание подпрограммы обычно состоит по меньшей мере из двух частей: заголовка и тела. Заголовок подпрограммы описывает её имя и, возможно, параметры, то есть содержит информацию, необходимую для вызова подпрограммы. Тело — набор операторов, который будет выполнен всякий раз, когда подпрограмма будет вызвана.
Вызов подпрограммы выполняется с помощью команды вызова, включающей в себя имя подпрограммы. В большинстве современных языков программирования команда вызова представляет собой просто имя вызываемой подпрограммы, за которым могут следовать фактические параметры (см. ниже).
В следующем примере на языке Паскаль подпрограмма subprog вызывается из основной программы трижды:
Результатом выполнения такой программы станет вывод строки «Hello» и трёх строк «Bye».
Некоторые языки программирования (например, Паскаль, Ада, Модула-2) допускают описание вложенных подпрограмм, то есть помещение подпрограмм внутрь других подпрограмм. Такие вложенные подпрограммы могут использоваться только в той подпрограмме, в которой они описаны. В иных случаях (например, в языке Си) вложение подпрограмм не допускается. Никаких принципиальных преимуществ вложение подпрограмм не даёт, но может быть удобно для более логичной структуризации программы (если какая-то подпрограмма используется только в некоторой другой подпрограмме, логично поместить первую во вторую).
Параметры подпрограмм
Назначение параметров
Подпрограммы часто используются для многократного выполнения стереотипных действий над различными данными. Подпрограмма обычно имеет доступ к объектам данных, описанным в основной программе (по крайней мере, к некоторым из них), поэтому для того, чтобы передать в подпрограмму обрабатываемые данные, их достаточно присвоить, например, глобальным переменным. Но такой путь не особенно удобен и чреват ошибками.
Для обеспечения контролируемой передачи параметров в подпрограмму и возврата результатов из неё используется механизм параметров. Параметры описываются при описании подпрограммы (в её заголовке) и могут использоваться внутри процедуры аналогично переменным, описанным в ней. При вызове процедуры значения каждого из параметров указываются в команде вызова (обычно после имени вызываемой подпрограммы).
В приведённом примере параметр Line подпрограммы subprog в каждом вызове получает различное значение, благодаря чему выводятся не одинаковые строки, а разные.
Формальные и фактические параметры
Способ передачи параметров в подпрограмму
Существует несколько способов передачи параметров в подпрограмму.
Язык программирования может предоставлять возможность передавать параметры в подпрограммы либо только по значению (так сделано в языке Си), либо по значению и по ссылке (это реализовано в Паскале, Аде, C++), либо по имени и значению (это реализовано в языках Алгол и Алгол 68). Во последних двух случаях для различения способов передачи параметра используются отдельные синтаксическая конструкции (в Паскале это ключевое слово var при описании параметра). В действительности, если язык содержит понятие ссылки (указателя), то можно обойтись и без передачи параметра по ссылке (её всегда можно смоделировать, описав параметр типа «ссылка»), но эта возможность удобна, так как позволяет работать с формальным параметром-ссылкой без разыменования, а также повышает надёжность и безопасность программы.
На параметры, передаваемые по ссылке, накладываются естественные ограничения: фактический параметр, подставляемый на место такого параметра при вызове, обязан быть переменной (то есть иметь адрес), а в языках со строгой типизацией — ещё и иметь в точности такой же тип данных.
Виды подпрограмм
В языках программирования высокого уровня используется два типа подпрограмм: процедуры и функции.
Подпрограммы, входящие в состав классов в объектных языках программирования, обычно называются методами. Этим термином называют любые подпрограммы-члены класса, как функции, так и процедуры; когда требуется уточнение, говорят о методах-процедурах или методах-функциях.
Изучаем C++. Часть 5. Функции и процедуры
Разбираемся, как функции помогают сократить код и сделать программу полезнее.
Это пятая часть из серии статей «Глубокое погружение в C++». В прошлый раз мы узнали, как правильно использовать ввод данных и обрабатывать исключения. Сегодня займёмся функциями и процедурами.
Если код нужно использовать несколько раз, то лучше всего его вывести в подпрограмму — функцию или процедуру. Это позволит значительно сократить объём кода. Давайте рассмотрим вот такую программу:
Программа по очереди приветствует шесть человек. Это относительно небольшой код, но что, если понадобится заменить фразу «Hello, %name%!» на «Hello, %name%! How are you?»? Тогда придётся поменять код в шести местах. А такие сообщения могут выводиться сто или даже тысячу раз.
Подпрограммы как раз и нужны, чтобы избежать таких проблем.
Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.
Как создать функцию в C++
Для удобства любые подпрограммы, в том числе и процедуры, называют функциями.
Одну функцию мы с вами уже создавали — main (). Она работает как точка входа в каждую программу. Другие функции создаются аналогичным образом:
Вот так это выглядит в коде:
Функции могут принимать или не принимать аргументы. Но если вы указали, что аргументы всё же нужны, то попытка вызвать функцию без них приведёт к ошибке.
Если вы указываете какой-либо тип возвращаемых данных, то обязательно должен присутствовать оператор return. Если возвращать значение не нужно, создайте процедуру — укажите тип void.
Вот что выведет такая программа:
Функция main () автоматически возвращает значение, поэтому отдельно прописывать return не обязательно. Программа вернёт 0, если она выполнилась успешно, или другое число в зависимости от ошибки.
Области видимости в C++
Всё, что происходит в функции, в ней же и остаётся. То есть функции могут работать только с теми значениями, которые в них передали:
Если переменная создаётся внутри какого-либо блока <>, то она будет доступна только в этом и во всех вложенных блоках; такие переменные называются локальными.
Если вы хотите, чтобы какая-нибудь переменная была доступна везде, то её нужно объявить за пределами каких-либо блоков; такие переменные называются глобальными:
Однако использовать глобальные переменные не рекомендуется, потому что вам будет сложно отслеживать изменения и влиять на результат работы программы. Единственное исключение — это константы, которые нужно делать глобальными, потому что они не меняются.
Как работают аргументы
Рассмотрим, что происходит, когда вы передаёте аргумент в функцию. Допустим, есть вот такой код:
Можно подумать, что в результате программы мы увидим число 505, но это неверно. Дело в том, что функции в качестве аргументов принимают не сами переменные, а их значения. То есть в sum () попала не ячейка памяти, а число 5, которое находилось в этой ячейке. Учитывайте это, когда пишете программы.
Это касается только примитивных типов данных. Ссылочные типы ведут себя иначе.
Рекурсия C++
Рекурсия — это ситуация, когда объект является частью самого себя (не путать с фракталом). В программировании это проявляется в одной интересной особенности функций — они могут вызывать сами себя.
Чтобы понять, что такое рекурсия, нужно понять, что такое рекурсия
Чаще всего рекурсия объясняется на примере факториалов (не путать с фракталами):
Вот факториалы чисел от 1 до 10:
Важно! Прописывайте условия выхода из рекурсии, иначе программа попадёт в бесконечный цикл и сильно нагрузит компьютер.
На практике применение этой особенности можно увидеть при рекурсивном удалении папок. Функция удаления должна работать так:
Рекомендации по созданию функций
Разрабатывая программы, вы постоянно будете работать с функциями, поэтому важно научиться делать их максимально полезными. Вот несколько рекомендаций:
И старайтесь как можно больше практиковаться, чтобы закрепить новые знания. В этой серии статей описываются базовые возможности программирования, которые пригодятся вам на протяжении всей карьеры. В следующем материале мы разберёмся, как упростить повторяющийся код с помощью циклов.
Ну а если вы хотите углубить свои знания, набраться опыта на реальных проектах и получать обратную связь по своему коду от опытных разработчиков, то записывайтесь на наш курс по программированию на C++.
Что такое процедура в программировании
Пример 1. Предположим, что в нескольких местах программы требуется выводить на экран сообщение об ошибке: Ошибка программы. Это можно сделать, например, так:
вывод «Ошибка программы» write (‘Ошибка программы’);
Конечно, можно вставить этот оператор вывода везде, где нужно вывести сообщение об ошибке. Но тут есть две сложности. Во-первых, при этом строка-сообщение будет храниться в памяти много раз. Во-вторых, если мы задумаем поменять текст сообщения, нужно будет искать эти операторы вывода по всей программе. Для таких случаев в языках программирования предусмотрены процедуры — вспомогательные алгоритмы, которые выполняют некоторые действия.
1.2. Определение ВА
Можно ли взять определения из предыдущего пункта из теории за 5-9 класс?
1.3. Оформление процедур
в школьном алгоритмическом языке и в Паскале
вывод ‘Ошибка программы’
writeln(‘ Ошибка программы ‘)
В школьном алгоритмическом языке процедура оформляется точно так же, как и основной алгоритм, но размещается после основной программы.
Как мы видели, использование процедур сокращает код, если какие-то операции выполняются несколько раз в разных местах программы. Кроме того, иногда большую программу разбивают на несколько процедур для удобства, оформляя в виде процедур отдельные этапы сложного алгоритма. Такой подход делает всю программу более понятной.
1.4. Процедура с параметрами
Процедура Error при каждом вызове делает одно и то же. Более интересны процедуры, которым можно передавать параметры (аргументы) — дополнительные данные, которые изменяют выполняемые действия.
Предположим, что в программе требуется многократно выводить на экран запись целого числа (0..255) в 8-битном двоичном коде. Старшая цифра в такой записи — это частное от деления числа на 128. Далее возьмём остаток от этого деления и разделим на 64 — получается вторая цифра и т. д. Алгоритм, решающий эту задачу для переменной п, можно записать так:
Писать такой цикл каждый раз, когда нужно вывести двоичное число, очень утомительно. Кроме того, легко сделать ошибку или опечатку, которую будет сложно найти. Поэтому лучше оформить этот вспомогательный алгоритм в виде процедуры. Но этой процедуре нужно передать значение параметра — число для перевода в двоичную систему. Программа получается такой:
алг printBin (цел n 0)
Основная программа содержит всего одну команду — вызов процедуры printBin для значения 99. В заголовке процедуры в скобках записывают тип и внутреннее имя параметра (т. е. имя, по которому к нему можно обращаться в процедуре). Значение параметра, переданное из вызывающей программы в процедуру (в этом примере — число 99), обычно называют аргументом.
В школьном алгоритмическом языке запрещено изменять параметры процедуры внутри процедуры, поэтому мы назвали параметр п0, а в начале процедуры скопировали его значение в переменную п.
Параметров может быть несколько, в этом случае они перечисляются в заголовке процедуры через запятую (в школьном алгоритмическом языке) или точку с запятой (в Паскале). Например, процедуру, которая выводит экран среднее арифметическое двух целых чисел, можно записать так:
procedure printSred (a: integer; b: integer);
Если несколько параметров одного типа стоят в списке один за другим, их можно определить списком:
procedure printSred(a, b: integer);
Напишем процедуру, которая меняет местами значения двух переменных. Проще всего для этого использовать третью переменную (пока напишем программу только на Паскале):
procedure Swap(a, b: integer);
После запуска этой программы обнаружится, что значения переменных х и у остались прежними: на экран будет выведено: 2 3. Дело в том, что эта процедура работает с копиями переданных ей параметров. Это значит, что процедура Swap создаёт в памяти временные локальные переменные с именами а и b и копирует в них переданные значения переменных х и у основной программы. Поэтому и все перестановки в нашей программе были сделаны именно с копиями, а значения переменных х и у не изменились. Такая передача параметров называется передачей по значению.
Чтобы решить проблему, нужно явно сказать, чтобы процедура работала с теми же ячейками памяти, что и основная программа. Для этого в Паскале в заголовке процедуры перед именем изменяемого параметра пишут ключевое слово var :
procedure Swap ([ var la, b: integer);
Теперь процедура решает поставленную задачу: на выходе мы увидим: 3 2, что и требовалось. В подобных случаях говорят, что параметры передаются по ссылке, а не по значению. Это означает, что фактически в процедуру передаётся адрес переменной и можно изменять значение этой переменной, записывая новые данные по этому адресу.
В школьном алгоритмическом языке все параметры делятся на аргументы (исходные данные, обозначаются арг) и результаты (ключевое слово рез, эти значения процедура передаёт вызывающей программе). По умолчанию (если не указано иначе) все параметры считаются аргументами. Поэтому два следующих заголовка равносильны:
В нашем случае параметры процедуры одновременно являются и аргументами, и результатами, поэтому их нужно объявлять с помощью ключевого слова аргрез. Приведём полную программу:
Что такое процедура в программировании
Описание и вызов. В Паскале подпрограммы называются процедурами и функциями и описываются в разделе с тем же названием.
Процедура имеет такую же структуру, как и программа, но с двумя отличиями:
• заголовок процедуры имеет другой синтаксис и включает служебное слово procedure ;
• описание процедуры заканчивается точкой с запятой (а не точкой). Все имена, описанные в программе до процедуры, действуют во всей программе и в любой ее подпрограмме (если они там не описаны заново). Они называются глобальными, в отличие от локальных имен, описанных в процедуре и действующих лишь в ней.
procedure ( ) Описание формальных параметров может иметь вид
Оператор вызова процедуры имеет вид
Указанные выражения называют фактическими параметрами. Их список должен точно соответствовать списку описаний формальных параметров процедуры. Во время вызова процедуры каждому параметру-значению присваивается значение соответствующего фактического параметра и поэтому их обычно используют для передачи входных данных.
Параметры-переменные следует использовать для представления результатов процедуры.
Пример: составим программу, которая с помощью строки символов разделит экран на части, где напечатает таблицу квадратных корней для чисел 1, 2. 10 и таблицу натуральных логарифмов для чисел 1, 2. 5.
Печать строки символов оформим как процедуру. Так как никакую информацию передавать из процедуры в программу не надо, то аргументы процедуры (вид и количество символов) будут описаны как параметры-значения.
Заметим, что процедура в программе выполняется пять раз.
for j:=l to a do write (c);
line(35,’-‘); writeln(‘ таблица квадратных корней ‘);
for x:=l to 10 do writeln(x:8,sqrt(x):8,4);
line (35,’-‘); writein (‘таблица натуральных логарифмов’);
for x:=l to 5 do writein(x:8,In(x):8:4);
• заголовок функции начинается со служебного слова function и заканчивается указанием типа значения функции:
function (список описаний формальных параметров): ;
•раздел операторов функции должен содержать хотя бы один оператор присваивания имени функции;
Функции (и процедуры) могут использовать свое имя в собственном описании, т.е. могут быть рекурсивными.
Пример: составим программу, которая для заданных четырех натуральных чисел а, b, с, d напечатает наибольшие общие делители первой и второй пар чисел и сравнит их по величине.
Применяя эти формулы к числам 21 и 15, последовательно находим nod (21,15) = nod (6,15) = nod (15,6) = nod (3,6) = nod (6,3) = nod (0,3) = nod (3,0) = 3.
function nod(x, у :integer):integer;
writeln (‘введите 4 натуральных числа’);
if m>n then writeln(‘ первый > второго ‘)
else if m первый второго ‘)
else writeln(‘ нод пар равны ‘) end.
Внешние библиотеки. Как известно, подпрограммы (процедуры и функции) используются в программах с целью их структурирования, а также при многократных повторениях некоторых частей программы. Процедуры и функции описываются в программных единицах в разделе описания подпрограмм. Они являются внутренними для этих программных единиц.
Пример. Создадим внешнюю библиотеку из двух процедур и одной функции. Первая процедура программы 20 очищает экран, выдает приветствие, затем после нажатия клавиши снова очищает экран. Вторая процедура возводит число а в степень b. Третья подпрограмма-функция вычисляет значение экспоненты с некоторым грубым приближением на основе ряда Тейлора.
repeat ( цикл позволяет )
gotoxy(35,50);write(‘ пробел ‘); ( сменить экран >
procedure STEPEN(a,b:real;var y:real);
STEPEN(2,4,a); writeln(‘2 в степени 4 =’,a); b:=MEXP(l);
write(‘ машинная exp(1)=’,EXP(1):6:4,’ моя exp(1)=’,b:6:4);
Программист может сам создать модуль. Ниже приведен пример с соответствующими комментариями.
Пример. Создать модуль, дополняющий математические возможности Паскаля арифметическими действиями над комплексными числами.
Будем представлять комплексные числа парами действительных: (а, b). Как известно, действия над ними выполняются по правилам
Обратим внимание, что в интерфейсной части модуля от процедур присутствуют лишь заголовки, а в части «реализация» от заголовков процедур остаются лишь их имена.
procedure Sum(a,b,c,d: real; var x,y: real);
procedure Raz(a,b,c,d: real; var x,y: real);
procedure Proiz (a,b,c,d: real; var x,y: real);
procedure Chstn(a,b,c,d: real; var x,y: real);
begin z:= c*c+d*d; x:=(a*c+b*d)/z; y:=(b*c-a*d)/z end;
Учитель информатики
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
Процедуры
§24. Процедуры.
Информатика. Учебник для 9 класса (по учебнику К. Ю. Полякова, Е.А. Еремина, базовый уровень)
Что такое подпрограмма?
Ключевые слова:
Когда мы в 7 классе работали с исполнителем Робот, мы уже использовали вспомогательные алгоритмы (подпрограммы, процедуры). Каждая процедура решала одну подзадачу, из них строилась программа для решения основной задачи.
Подпрограммы полезны в первую очередь потому, что готовые алгоритмы можно использовать много раз при решении более сложных задач, не «изобретая велосипед». Из подпрограмм составляются библиотеки, некоторые из них входят в состав языков программирования. Мы просто используем их, не задумываясь о том, как они работают. Это экономит время программистов, освобождая их от повторного выполнения работы, которая уже была кем-то сделана раньше.
Подпрограммы бывают двух типов — процедуры и функции. Подпрограммы — процедуры выполняют какие-то действия. Например, writeln в языке Паскаль — это стандартная подпрограмма — процедура, которая выводит данные на экран. Подпрограммы — функции возвращают результат (число, строку). Подпрограмма sqrt, вычисляющая квадратный корень числа, — это функция.
В этом параграфе мы научимся писать свои подпрограммы — процедуры, а в следующем займёмся функциями.
Определите тип подпрограммы (процедура или функция), которая:
а) рисует окружность на экране;
б) определяет площадь круга;
в) вычисляет значение синуса угла;
г) изменяет режим работы программы;
д) возводит число х в степень у;
е) включает двигатель автомобиля;
ж) проверяет оставшееся количество бензина в баке;
з) измеряет высоту полёта самолёта.
Простая процедура
Конечно, можно вставить этот оператор вывода везде, где нужно вывести такую строку. Но тут есть две сложности. Во-первых, строка из минусов хранится в памяти много раз. Во-вторых, если мы задумаем как-то изменить эту строку (например, заменить знак ‘-‘ на ‘=’), нужно будет искать эти операторы вывода по всей программе.
Для таких случаев в языках программирования предусмотрены процедуры — вспомогательные алгоритмы, которые выполняют некоторые действия:
Многоточием в текстах программ будем обозначать некоторые операторы.
В алгоритмическом языке процедура оформляется точно так же, как и основной алгоритм, но размещается после основной программы.
В языке Паскаль процедура начинается с ключевого слова procedure, тело процедуры начинается с begin и заканчивается ключевым словом end с точкой с запятой. Процедура расположена выше основной программы, до момента её первого использования.
Фактически мы ввели в язык программирования новую команду printLine, которая была расшифрована прямо в тексте программы. Для того чтобы процедура заработала, в основной программе (или в другой процедуре) необходимо её вызвать по имени.
Что произойдёт, если вызвать процедуру, но не включить её текст в программу? Проверьте этот вариант с помощью компьютера.
Что произойдёт, если включить текст процедуры в программу, но не вызывать её? Проверьте этот вариант с помощью компьютера.
Использование процедур сокращает код, если какие-то операции выполняются несколько раз в разных местах программы. Когда процедура написана и тщательно протестирована, можно передать её другим программистам для использования в этом же или другом проекте.
Большую программу всегда разбивают на несколько частей, оформляя в виде процедур отдельные этапы сложного алгоритма. Такой подход делает всю программу более понятной и позволяет разделить работу между программистами.
Процедура с параметром
Теперь представьте себе, что нужно выводить строки из знаков «минус» разной длины (5, 10 и др). Конечно, можно сделать несколько процедур, например:
Но так делать не нужно. Дело в том, что обе процедуры выводят цепочки знаков «минус» (т. е. выполняют одни и те же действия!), только разной длины. Поэтому хочется использовать всего одну процедуру, передавая ей нужную длину цепочки.
Заметим, что процедуру printLinelO можно переписать с помощью цикла:
Эта процедура делает то же самое, что и первый вариант, — выводит строку из 10 минусов и переходит на новую строку.
Видим, что процедура стала длиннее и усложнилась, появился цикл. Внутри процедуры объявлена переменная i. Эта переменная принадлежит процедуре, она называется локальной. Другие процедуры и основная программа не могут обращаться к «чужой» локальной переменной.
Где вы уже встречались со словом «локальный» в курсе информатики? Вспомните, от какого иностранного слова оно произошло.
Локальная переменная — это переменная, объявленная внутри подпрограммы. Другие подпрограммы и основная программа не могут к ней обращаться.
Локальная переменная существует только тогда, когда работает процедура. Как только работа процедуры закончена, все локальные переменные удаляются из памяти.
Чем будет отличаться процедура, рисующая 5 знаков «минус», от последнего варианта процедуры printLine10?
Если мы хотим, чтобы число повторений цикла можно было менять, в процедуре вместо числа нужно использовать переменную. И значение этой переменной нужно как-то передать процедуре. Оформляется это так:
Величина n называется параметром процедуры. В заголовке процедуры добавились круглые скобки, где записано имя параметра и его тип.
Параметр — это величина, от которой зависит работа процедуры. Параметр имеет имя и тип, с ним можно работать так же, как с локальной переменной.
Наша процедура printLine имеет один параметр, обозначенный именем n, — длину строки из знаков «минус».
При вызове такой процедуры в скобках нужно передать фактическое значение, которое должна принять переменная п внутри процедуры. Такое значение называется аргументом (или фактическим параметром).
Аргумент — это значение параметра, которое передаётся процедуре.
При вызове процедуры аргумент передаётся в скобках:
Что будет выведено на экран при выполнении фрагмента программы?
Для тестирования процедуры printLine Иван хочет написать небольшую программу, в которой длина линии вводится с клавиатуры. Где нужно поместить оператор ввода — в процедуре или в основной программе?
Несколько параметров
Давайте немного улучшим процедуру: сделаем так, чтобы можно было изменять не только длину строки, но и символы, из которых она строится. Для этого в процедуру нужно добавить ещё один параметр символьного типа (лит в алгоритмическом языке и string в языке Паскаль):
В алгоритмическом языке параметры в заголовке процедуры отделяются запятой, а в Паскале — точкой с запятой.
Запишите в тетради полный текст процедуры printLine.
Что будет выведено на экран при выполнении фрагмента программы?
Процедуры в других языках программирования
Рекурсия
Процедура printLine с одним параметром на языках Python и С может быть записана так:
В языке Python объявление процедуры начинается ключевым словом def. Тип параметра указывать не нужно, он определяется автоматически. Тело процедуры записывается с отступом вправо, так же, как тело цикла и условного оператора. Вывести п одинаковых символов можно без цикла, построив сразу нужную строку с помощью «умножения» символа ‘-‘ на n.
Программа на языке С очень похожа на программу на Паскале. Признак процедуры — слово void в заголовке (вместо procedure на Паскале). Тело процедуры заключено в фигурные скобки. Стандартная функция putchar выводит на экран один символ.
Рекурсия
Составим процедуру, которая выводит на экран двоичную запись натурального числа. Поскольку число будет меняться, это должна быть процедура с параметром:
Вспомним алгоритм перевода числа в двоичную систему: нужно делить число на 2, каждый раз выписывая остаток от деления, пока не получится 0. На алгоритмическом языке алгоритм можно записать так:
нц пока <> 0
Проверьте вручную работу этого алгоритма для числа 6. Удалось ли вам получить правильный ответ? Почему?
Проблема только в том, что первой мы получаем последнюю цифру двоичной записи, поэтому остатки выводятся в обратном порядке (не так, как нужно).
Есть разные способы решения этой задачи, которые сводятся к тому, чтобы запоминать остатки от деления (например, в символьной строке) и затем, когда результат будет полностью получен, вывести его на экран. Однако можно применить ещё один красивый подход. Идея такова: чтобы вывести двоичную запись числа п, нужно сначала вывести двоичную запись числа div(n,2), а затем — его последнюю двоичную цифру, которая вычисляется как mod(n,2).
Что же получилось? Прочитайте ещё раз фразу, выделенную курсивом в предыдущем абзаце. Выходит, что для того, чтобы решить задачу для исходного числа, нужно предварительно решить ту же самую задачу для меньшего числа div(n,2).
Такой алгоритм очень просто программируется:
У нас получилось, что процедура printBin вызывает сама себя! Такой приём в программировании называется рекурсией, а процедура — рекурсивной.
Рекурсивная процедура — это процедура, которая вызывает сама себя.
Проверьте с помощью отладчика 1) в пошаговом режиме, что произойдёт при вызове этой процедуры.
1) Для входа в процедуру в пошаговом режиме отладчика используйте клавишу F7.
Приведённая процедура printBin ошибочна, вернее, она не доделана. Представим себе, что мы передали процедуре число 2. Сначала она вызывает сама себя для значения div(2,2) = 1, затем — для значения div(l,2) = 0, и потом ещё бесконечно много раз для нуля. Такие вызовы никогда не закончатся, и программа зациклится. Чтобы этого не произошло, нужно выйти из процедуры (и закончить эти вложенные вызовы), когда значение параметра станет равно нулю:
В алгоритмическом языке для выхода из процедуры используется оператор выход, а в языке Паскаль — оператор exit.
Убедимся, что процедура остановится при любом заданном натуральном числе. Действительно, при каждом вложенном вызове значение параметра уменьшается (делится нацело на 2). В результате когда-нибудь оно обязательно станет равно нулю, и вложенные вызовы закончатся.
Сформулируйте алгоритм вывода цепочки одинаковых символов, используя рекурсию. Напишите рекурсивную процедуру. Попробуйте придумать два варианта решения.
Выводы
• Процедура — это вспомогательный алгоритм (подпрограмма), решающий самостоятельную задачу, который может использоваться несколько раз.
• Локальная переменная — это переменная, объявленная внутри подпрограммы. Другие подпрограммы и основная программа не могут к ней обращаться.
• Параметр — это величина, от которой зависит работа процедуры. Параметр имеет имя, с ним можно работать так же, как с локальной переменной.
• Аргумент — это значение параметра, которое передаётся процедуре.
• Рекурсивная процедура — это процедура, которая вызывает сама себя.
Нарисуйте в тетради интеллект-карту этого параграфа.
Вопросы и задания
1. Зачем нужны процедуры?
2. Достаточно ли включить процедуру в текст программы, чтобы она «сработала»?
3. Какие возможности появляются, когда в процедуру добавляются параметры?
4. Как определить, что переменная — локальная?
5. Выполните по указанию учителя задания в рабочей тетради.
Подготовьте сообщение
а) «Рекурсия в природе и искусстве»
б) «Ханойские башни»