Песни о Паскале

Глава 19 Процедуры и функции: разделяй и властвуй

Чем дальше в лес, тем больше дров, – наши программы становятся все замысловатей! Чем измеряют сложность программ? – усилиями, что потребны на их осмысление. С ростом размера программы её сложность растет снежным комом: так программа в десять страниц стократ сложней одностраничной! Почему?

Три базовые структуры: линейная последовательность, условный переход и цикл – это строительные блоки наших изделий. В ходе постройки программы эти структуры причудливым образом внедряются друг в друга: условные – внутрь циклов, циклы – внутрь условных операторов и так далее. План «постройки» определяется решаемой задачей – алгоритмом – и тут ничего не упростить. С ростом программы не только запутывается её текст, но и плодятся полчища переменных. «Расползаясь» по телу программы, они затрудняют контроль над собой. Поверьте, продолжая «строительство» в прежнем стиле, вы скоро свихнетесь, – ведь серьезные программы насчитывают тысячи страниц!

В 15-й главе я поведал о соединении усилий программистов в работе над одним проектом, – им на выручку приходят процедуры и функции. Мы уже пользовались ими, извлекая готовенькими откуда-то из «недр» Паскаля (такими, как Writeln, Readln, Length, Random). Заботит ли вас устройство и сложность этих процедур? Нет? То-то же! Подобно усердным слугам, они лишь исполняют наши капризы. Но, то – чужие «слуги», созданные другими программистами, не пора ли обзавестись своими? Разбив сложную программу на «кусочки», мы значительно упростим её. Как говорят, разделяй и властвуй!

Для постройки нашей первой процедуры возьмем знакомый пример. Вот как организована пауза с ожиданием нажатия клавиши Enter в одной из наших первых программ.

    Write(’Нажмите Enter…’); Readln;

Пустяшный кусочек, – всего два оператора. Но их можно заменить одним, если создать процедуру, выполняющую те же самые действия.

Создать процедуру, – это значит дать ей имя и описание. Делается это с применением ключевого слова PROCEDURE, после которого указывается имя процедуры и её тело, содержащее операторы. Процедуре назначают имя по тем же правилам, что для констант и переменных. Сейчас мы заменим пару упомянутых выше операторов процедурой по имени Pause (пауза), вот как будет выглядеть её описание (рис. 40).

После заголовка процедуры ставится точка с запятой. Далее следует тело, заключенное в блок BEGIN-END. Завершается описание процедуры ещё одной точкой с запятой. В блоке BEGIN-END размещают любое количество исполняемых операторов по тем же правилам, что применялись нами ранее. Обратите внимание: блок BEGIN-END в теле процедуры обязателен! Даже если внутри блока будет всего один оператор, или не будет вовсе!

Теперь решим, где расположить это хозяйство? На рис. 41 показана знакомая вам структура простой программы. После объявления констант и переменных следует главная программа, где исполняемые операторы заключены между BEGIN и END.

По правилам языка любой объект программы – константа, переменная, процедура – должен объявляться до своего использования. Стало быть, описание процедуры надо поместить до того, как будет сделан её вызов. Поскольку процедура Pause вызывается из главной программы, её описание должно быть помещено перед нею.

{ P_19_1 – Пример применения процедуры }

var Man : string;

procedure Pause; {--- описание процедуры ---}

begin

    Write(’Нажмите Enter…’);

    Readln;

end;

begin     {--- главная программа ---}

    Writeln(’Как тебя зовут?’); Readln(Man);

    Writeln(’Здравствуй, ’, Man);

    Pause;     { вызов процедуры }

end.

Но в каком порядке будут выполняться операторы этой программы? Мы знаем, что компьютер исполняет программу, как бы читая её слева направо и сверху вниз. Стало быть, операторы в теле процедуры выполняются первыми?

А вот и нет! Главная программа на то и главная, чтобы исполняться первой. Все начнётся с запроса имени пользователя и так далее. Когда же дело дойдет до вызова процедуры Pause, вступят в бой операторы в теле этой процедуры. Последовательность исполнения показана на рис. 42 (обратите внимание на нумерацию строк). Вызов процедуры Pause приведет, как говорят программисты, к передаче управления внутрь тела процедуры. После исполнения расположенных там операторов, управление возвращается в главную программу к оператору, следующему за вызовом.

Итак, хотя процедура размещается в тексте выше главной программы, её операторы выполняются позже – после вызова процедуры.

При необходимости вызов процедуры можно повторить. Например, чтобы подразнить пользователя и заставить его трижды нажать клавишу Enter, сделаем так:

begin     {--- главная программа ---}

    Writeln(’Как тебя зовут?’); Readln(Man);

    Writeln(’Здравствуй, ’, Man);

    Pause;

    Pause;

    Pause;

end.

Вам ясна техника объявления и вызова процедур? Тогда рассмотрим ещё один случай: пусть выводимое процедурой сообщение меняется по нашему желанию. Для этого процедуру снабжают параметром. Вы знаете, что параметр указывается в скобках за именем процедуры, например:

    Pause (’Будьте любезны нажать Enter!’);

Попробуйте вызвать процедуру этим способом, что вам скажет компилятор? Ничего хорошего не скажет и будет прав. Откуда процедуре знать о вашем желании вывести именно это сообщение? Но если добавить в заголовок процедуры объявление параметра, дело пойдет на лад. Объявление параметра тоже помещают в скобки; оно похоже на объявление переменной. В нашем случае заголовок процедуры с параметром может выглядеть, например, так:

procedure Pause (msg : string);

Здесь имя параметра msg назначено нами произвольно (это сокращение от слова message – «сообщение»). Параметр, объявленный в заголовке, называют формальным, он доступен только внутри процедуры, где можно обращаться с ним, как с обычной переменной. Например, вывести на экран, как в нашем случае.

procedure Pause (msg : string); { объявление процедуры с параметром }

begin

    Write(msg); Readln;

end;

Что касается вызывающей программы, то имя формального параметра ей неизвестно.

Как действует такая процедура? В момент вызова в главной программе формальному параметру msg автоматически присваивается указанное в вызове фактическое значение, – оно и будет напечатано. Повторяю: присвоение формальному параметру фактического значения происходит автоматически, без участия программиста. Теперь наша программа станет такой.

{ P_19_2 – применение процедуры с параметром }

var Man : string;

{--- объявление процедуры с параметром msg ---}

procedure Pause (msg : string);

begin

    Write(msg); Readln;

end;

begin     {--- главная программа ---}

    Writeln(’Как тебя зовут?’); Readln(Man);

    Writeln(’Здравствуй, ’, Man);

    Pause(’Нажмите Enter…’);

    Pause(’Еще раз…’);

    Pause(’И ещё разок!’);

end.

Здесь процедура Pause вызвана трижды с тремя разными фактическими параметрами, испытайте эту программу.

• С ростом размера программы стремительно растет её сложность. Для упрощения программ их разбивают на процедуры и функции.

• Чтобы создать процедуру или функцию, необходимо поместить в программе её описание, состоящее из заголовка и тела.

• Внутрь процедуры или функции можно передать один или несколько параметров. Для этого в заголовке процедуры объявляют формальные параметры, а при вызове указывают фактические.

• Тип фактического параметра должен совпадать с типом формального параметра, объявленного в процедуре.

А) Напишите ещё одну версию процедуры Pause, выводящую сообщение либо на русском, либо на английском языке. Параметр этой процедуры должен быть булевым и работать она должна так:

    Pause(true);     { печатается «Нажмите Enter…» }

    Pause(false); { печатается «Press Enter…» }

Б) Напишите и испытайте процедуру (назовем её Line – «линия»), печатающую строку заданной длины, составленную из звездочек, например:

    Line(3); { печатает «***» }

    Line(7); { печатает «*******» }

Подсказка: внутри процедуры надо организовать цикл.

В) Напишите процедуру для очистки экрана, она может пригодиться вам в будущем. Подсказка: можно напечатать несколько десятков пустых строк (не менее 25, что зависит от настройки размера консольного окна).

Г) Напишите и испытайте процедуру, принимающую два параметра – числа, и печатающую их сумму и их разность.

Задачи на темы предыдущих глав

Д) Пользователь вводит строку с телефонным номером (только цифры), количество цифр заранее неизвестно. Ваша программа должна дополнить номер дефисами, разбивающими его на триады, т.е. по три цифры двумя способами:

• начиная с первых цифр, например 112-345-1;

• начиная с последних цифр, например 1-123-451.

Е) Почтальон разносит газеты по улице, состоящей из N домов. Четные и нечетные номера расположены по разные стороны улицы. В здравом уме почтальон не рискует лишний раз переходить её. Ваша программа должна напечатать последовательность номеров, по которым будут разнесена почта, когда почтальон начинает работу:

• с первого дома;

• со второго дома;

• с N-го (то есть последнего) дома.