Wykład XIV i XV

Object Pascal –

Podprogramy (funkcje i

procedury)

Podstawy informatyki
Semestr II Transport

2

O czym będzie?

Funkcje
Procedury
Biblioteki (moduły)

3

Podprogram

Wyodrębniona część programu
stanowiącą pewną całość,
posiadającą jednoznaczną nazwę
i ustalony sposób wymiany
informacji z pozostałymi
częściami programu.

4

Rodzaje podprogramów

Istnieje dwa rodzaje podprogramów:

– procedura – wykonanie pewnej

sekwencji czynności

– funkcja - obliczenie jednej wartości

Procedury i funkcje stanowią wydzielone

części aplikacji, wykonujące ściśle

określony, zamknięty blok instrukcji.

Dodatkowo, funkcja zwraca pod swą

nazwą wartość określonego typu.

5

Procedury

Nagłówek procedury rozpoczyna się od słowa

kluczowego procedure, po którym występuje nazwa

procedury i – nieobowiązkowo – lista parametrów

formalnych, zamknięta w nawiasy okrągłe; całość

kończy się średnikiem.
Lista ta ma znaczenie podczas wywoływania

procedury, kiedy to poszczególnym parametrom

formalnym przyporządkowane zostaną wg. określonych

zasad (o czym później) konkretne parametry aktualne.
Część opisowa – zawiera listę deklaracji
Blok procedury składa się z instrukcji złożonej (begin

... end) wykonywanej przy wywołaniu procedury.

6

Szablon procedury

procedure nazwa-procedury (lista-

parametrów);

cześć-opisowa
begin

ciąg-instrukcji

end;

7

Funkcje

Mają naturę zbliżoną do procedur, inny jest jednak ich sens

w programie; podczas gdy procedura symbolizuje pewien

zamknięty zestaw czynności funkcja ucieleśnia pod swą

nazwą konkretną wartość, określonego typu – inna rzecz, że

najczęściej wyliczoną również w ramach wykonania ciągu

instrukcji.
Ma to wpływ na postać nagłówka, w którym po słowie

kluczowym function następuje nazwa funkcji, potem

nieobowiązkowo lista parametrów (identycznie jak w

procedurze), jednak przed średnikiem następuje jeszcze

wskazanie na typ wyniku funkcji (poprzedzone

dwukropkiem). Typ funkcji nie może być typem plikowym

ani też typem strukturalnym zawierającym w sobie typ

plikowy.

8

Funkcje cd.

Część opisowa – zawiera takie same elementy
jak w procedurach
Instrukcja złożona – ma takie samo znaczenie
jak w procedurze jednak z pewną istotną różnicą
otóż w ramach jej instrukcji musi nastąpić
przynajmniej raz przypisanie funkcji konkretnej
wartości. Może się to odbyć przez podstawienie
wartości funkcji pod jej nazwę lub słowo
kluczowe Result (symbolizującego niejako
zmienną przechowującą aktualny wynik funkcji).

9

Szablon funkcji

function nazwa- funkcji(lista-

parametrów):typ-wyniku;

część-opisowa
begin
ciąg-instrukcji
przypisanie funkcji (chociaż raz w ciągu

instrukcji)

end;

10

Część opisowa dla funkcji i

procedur

Część opisowa podprogramów może zawierać te same

deklaracje co program.
Możemy w niej zatem umieścić deklaracje:

– etykiet (label)
– typów (type)
– stałych (const)
– zmiennych (var)
– funkcji (function) i procedur (procedure)

Sposób deklarowania poszczególnych elementów jest

analogiczny do definicji w głównym bloku programu

(omówionych na wykładzie pt. „Podstawy

programowania w Object Pascalu”).

11

Przypisanie funkcji

nazwa-funkcji:= wyrażenie
lub
Result:=wyrażenie

musi wystąpić przynajmniej raz w części

wykonawczej funkcji
przynajmniej jedna z instrukcji przypisania

powinna zostać wykonana po wywołaniu

funkcji

12

Typ wyniku

określony jest za pomocą
identyfikatora typu (nie mogą to
być typy plikowe ani strukturalne
zawierające typ plikowy)
decyduje o typie zwracanego
przez funkcję wyniku

13

Rodzaje parametrów

parametry przekazywane przez wartość,

lista - parametrów : typ;

parametry przekazywane przez zmienną

określonego typu

var lista - parametrów : typ

parametry przekazywane przez wartość

stałą,
const lista - parametrów : typ;
parametry przekazywane przez zmienną

nieokreślonego typu

var lista-parametrów

14

Kojarzenie parametrów

przez wartość

Przekazywanie parametru przez wartość
wiąże się z automatycznym utworzeniem
jego lokalnej kopii, dostępnej pod
oryginalną nazwą parametru formalnego.
Innymi słowy wszystkie operacje
wykonywane wewnątrz treści
podprogramu na parametrze wykonywane
są na jego lokalnej kopii, a parametr
oryginalny pozostaje nienaruszony.

15

Przekazywanie parametrów przez

adres (zmienną, referencję,

odwołanie, wskazanie)

Przekazywanie parametru przez adres powoduje, że w treści

podprogramu pod nazwą parametru formalnego kryje się

rzeczywisty parametr aktualny, a wszystkie operacje

wykonywane są bezpośrednio na nim, bez tworzenia

jakichkolwiek kopii.
Jest to więc właściwy sposób na przekazanie przez

procedurę wartości zwrotnej do programu wywołującego.
Parametrem aktualnym może być jedyne zmienna (lub

konstrukcja równoważna*)
procedure Powieksz(var X: Integer);
begin
X:=X*2;

{procedura podwaja wartość swojego parametru}

end;

16

Przekazywanie parametrów przez

adres cd.

Przy przekazywaniu parametru przez odwołanie
zasada zgodności w sensie przypisania jest
niewystarczająca: typ parametru formalnego i
aktualnego musi być bowiem dokładnie taki sam.
Z punktu widzenia implementacji parametr
formalny kojarzony przez odwołanie
reprezentowany jest w treści podprogramu przez
adres parametru aktualnego, a skojarzenie
sprowadza się do przekazania tego adresu.

17

Przekazywanie

parametrów przez stałą

Ten sposób przekazywania parametrów łączy w sobie
zalety dwu poprzednich sposobów.
Z jednej strony parametr taki podlega tym samym
regułą składniowym jak parametry przekazywane
przez wartość.
Z drugiej strony techniczny sposób jego
przekazywania jest taki sam jak dla zmiennej
przekazywanej przez adres – nie jest tworzona kopia
lokalna, zamiast tego w treści procedury zabronione
są konstrukcje mogące doprowadzić do zmiany
parametru (powodują one błąd kompilacji).

18

Parametry amorficzne

(przekazywane przez zmienną

(lub stałą) nieokreślonego typu)

Możliwe jest określenie parametru formalnego bez

podania jego typu.
Parametr taki musi być przekazywany przez

odwołanie lub przez stałą.
Konstrukcja ta rozluźnia reguły składniowe Pascala. W

charakterze parametru może wystąpić dowolny

parametr dozwolony dla wywołania przez odwołanie.
Należy zauważyć, że w treści podprogramu parametr

amorficzny nie posiada określonego typu i nie jest

zgodny z żadnym typem zmiennych i w większości

przypadków konieczne jest poddanie go operacji

rzutowania typów.

19

Parametry amorficzne -

przykład

procedure WypelnijObszar(var X; Rozmiar: Integer);
var i, k : Integer; Y: array[1..1] of Byte absolute X;
begin

k:=0;
for i:=1 to Rozmiar do
begin
Y[i]:=k;
k:=(k+1) mod 255;
end;

end;

20

Typy amorficzne –

Uwaga!!!

Niewątpliwa elastyczność jaką niosą typy
amorficzne wymaga od programisty
zwiększonej ostrożności, bowiem
zaniechanie kontroli typu przez
kompilator stanowi równocześnie brak
ochrony przed wieloma
niebezpieczeństwami, jak np.
przekroczenie obszaru pamięci
zajmowanego przez zmienną.

21

Zasady o których warto

pamiętać podczas tworzenia

funkcji i procedur

Stosujmy odpowiednie nazwy. Nazwa podprogramu może

oddawać jego przeznaczenie;
Można umieścić komentarze opisujące przeznaczenie i

parametry podprogramu,
Starajmy się deklarować obiekty lokalne;
Dobierajmy poprawnie rodzaj parametrów pamiętając o

sprawdzeniu czy:

a)

parametr musi być przekazywany przez zmienną

czy przez

wartość;

b)

parametr będzie ulegał zmianom podczas

wykonania

podprogramu

Unikamy przekazywania przez wartość dużych struktur

danych.

22

Zasięg deklaracji (ang.

scope)

Zasięg deklaracji jest pojęciem związanym z

obowiązywaniem poszczególnych deklaracji w

poszczególnych fragmentach programu.
I tak zmienne globalne zadeklarowane w głównym

projekcie (lub bibliotece) widoczne są w całym programie,

podczas gdy zmienne lokalne zadeklarowane w

podprogramie nie są widoczne na zewnątrz niego.
Może się zdarzyć, że w danym bloku programu np.

wewnątrz procedury zdefiniowany zostanie lokalny

identyfikator o takiej samej nazwie, jak – widoczny z

wnętrza tej procedury – identyfikator globalny; ten ostatni

przestanie być wtedy dostępny w procedurze, zostanie

bowiem przesłonięty lokalną deklaracją.

23

Zasięg deklaracji -

przykład

var Licznik: Integer;

{zmienna globalna}

...
procedure A(X: Integer);
var Licznik: Byte;
begin
...

Licznik:=Licznik+X;

{tu modyfikowana

jest wartość zmiennej lokalnej z

procedury A, zmienna globalna nie

jest dostępna gdyż została

przysłonięta przez lokalną deklarację}

...
end;

begin

...
Licznik:=Licznik+3;

{tu modyfikujemy
zmienną globalną;
lokalna nie jest
dostępna gdyż
jesteśmy poza jej
zasięgiem – poza
procedurą A}

...

end.

24

Przykład 1

function fun1 (const x : Double) : Double;
begin

if x<0.5 then Result:=(0.2*x-1)*x+0.1
else Result:=x*x / (x*x-0.1)

end;





















5

.

0

1

.

0

5

.

0

1

.

0

2

.

0

)

(

1

2

2

2

x

dla

x

x

x

dla

x

x

x

fun

25

Przykład 2

Obliczanie wartości wielomianu Lagendre’a n-
tego stopnia

  



 

 

 

 

x

x

P

x

P

x

P

n

x

xP

n

x

nP

n

n

n

















1

0

2

1

1

)

1

(

1

2

26

Przykład 2 cd

function Legendre (const n

: Byte; const x : Double) :

Double;

var i:Byte;
p0,p1,p2 : Double;
begin

if n=0 then Legendre:=1
else
if n=1 then Legendre:=x
else begin
P1:=1 p2:=x;

for i:=2 to n do
begin

p0:=p1;
p1:=p2;

p2:=((2*n-1)*x*p1-(n-

1)*p0)/n

end;
Legendre:=p2
end ;
end;

27

Funkcje rekurencyjne

Pojęcie rekurencji szczegółowo
wyjaśniono na wykładzie pt.
„Algorytmy i dane”
W części operacyjnej funkcji
następuje wywołanie funkcji przez
samą siebie.

28

Przykład funkcji

rekurencyjnej

function silnia (n : Byte) : Integer;
begin

if n>12 then silnia:=0
else

if n=0 then silnia:=1
else silnia:=n*silnia(n-1)

end;

29

Wywołanie funkcji

Następuje za pomocą, podania nazwy
funkcji (wraz z odpowiednią do deklaracji
listą parametrów aktualnych) jako
argumentu dowolnego wyrażenia .

Przykład

X:=Legendre(4,
12.5)*3+Sin(X)+Silnia(5);

30

Przykład 3

program FunkcjeDemo3;
var alfa,beta,gamma,delta,y,z : Real;
function mianownik (zeta : Real) : Real;
begin

mianownik:=(sqr(zeta)

+sqrt(1+(2+3*zeta)*zeta))

end;
begin

...

alfa:=(6.9+y)/mianownik(y);
beta:=((2.1+z*sqr(z))*z)/mianownik(z);
ganma:=sin(y)/mianownik(sqr(y));
delta:=1/mianownik(sin (y) );

...

end.

( )

( )

( )

( )

y

y

y

y

y

y

y

y

z

z

z

z

z

y

y

y

y

2

2

4

2

4

2

2

4

2

2

sin

3

sin

2

1

sin

3

2

1

sin

3

2

1

1

.

2

3

2

1

9

.

6

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=









31

Przykład 4

uses Dialogs; ...
procedure Srednia(var wynik :Double; ilosc: Byte);
var a, i: Byte;S:string;
begin

wynik:=0;
for i:=1 to ilosc do

begin

InputQuery(‘Liczba’, ‘Podaj a:’,S);
a:=StrToFloat(S); wynik:=wynik+a;
end;
wynik:= wynik/ilosc;

end;

32

Wywoływanie procedury

Do wywoływania służy instrukcja postaci:

nazwa-procedury

lub

nazwa procedury(lista-parametrów-
aktualnych)
Przykłady
Srednia(wynik, 4 );
ShowMessage(FloatToStr(wynik));

33

Przykład 5

procedure rk(const a, b, c: Double;

var x1, x2, Delta : Double);

begin

delta:=b*b-4*a*c;
if delta=0 then
begin
x1:=-b/(2*a);
x2:=x1;
end

else
if delta>0 then
begin

delta:=sqrt(delta);
x1:=(-b-delta)/
(2*a);
x2:=(-b+delta)/
(2*a)
end ;

end;

34

Moduły w Delphi (ang.

units)

Moduły (biblioteki) stanowią podstawowe

jednostki programu grupujące deklaracje

oraz funkcje i procedury oraz

przechowywania formularzy.
Są osiągalne z programu głównego, a także

nawzajem pomiędzy modułami.
Nazwa modułu musi być tożsama z nazwą

pliku, w którym on się znajduje; moduł o

nazwie banki musi być zapisany w pliku

banki.pas.

35

Budowa modułu

Każdy moduł składa się z

Dyrektywy unit
części publicznej (opisowej)
części prywatnej (implementacyjnej)

Ponadto w module mogą wystąpić

następujące elementy
część inicjacyjna
część kończąca

36

Szkielet modułu

Unit

nazwa-modulu;

część opisowa modułu
część implementacyjna
część inicjująca (opcjonalnie)
część kończąca (opcjonalnie)

end.

37

Dyrektywa unit

Stanowi pierwszą linię modułu
Składa się ze słowa kluczowego unit i
nazwy modułu.

38

Cześć publiczna

Rozpoczyna się od dyrektywy interface i zawiera

te części modułu (stałe, zmienne, typy, nagłówki

funkcji i procedur, itp.), które mają być dostępne

dla innych modułów oraz programu głównego.
W odniesieniu do funkcji i procedur część publiczna

zawiera jedynie ich nagłówki, gdyż tylko one są

istotne dla reszty programu; szczegółowe definicje

podprogramów (funkcji i procedur) znajdują się w

części prywatnej modułu.
Wszystkie elementy wewnątrz części publicznej są

opcjonalne.

39

Część opisowa modułu

interface

deklaracje użycia innych modułów

(uses)

definicje-interface

literały, stałe (const)

definicje typów (type)

deklaracje zmiennych (var)

lista nagłówków procedur i funkcji
(procedure, function)

40

Część implementacyjna

Część implementacyjna rozpoczyna się słowem

kluczowym implementation i zawiera te definicje

modułu , które mają dla niego znaczenie lokalne
Wszystkie definicje modułów, do których odwołuje się

część prywatna powinny wystąpić w początkowej

dyrektywie uses występującej bezpośrednio po słowie

kluczowym implementation.
Zawiera deklaracje etykiet, literałów i zmiennych oraz

definicje typów, funkcji i procedur wewnętrznych.
Zawiera treść funkcji i procedur udostępnianych na

zewnątrz (ich nagłówki znajdują się w sekcji interface)

41

Część inicjująca

Składa się ze słowa kluczowego
initialization, po którym występują
instrukcje,która będą wykonane
jednokrotnie przed rozpoczęciem
programu głównego w celu zainicjowania
modułu (np. przydzielenie pamięci,
wczytanie zasobów)
Występowanie tej części jest opcjonalne.

42

Część kończąca

Składa się ze słowa kluczowego finalization, po
którym występują instrukcje, która będą podczas
kończenia pracy modułu (po zakończeniu
programu głównego np. zwalnianie pamięci,
zwalnianie zasobów)
Występowanie tej części jest opcjonalne, wystąpić
może jednak tylko łącznie z sekcją inicjującą.
kolejność wykonywania części kończących jest
odwrotna w stosunku do kolejności wykonania
części inicjujących.

43

Szkielet modułu

unit Nazwa;
interface
...
implementation
...
initialization
...
finalization
...
end.

44

Przykład 6

unit cplxproc;
interface

procedure addcplx (aRe,aIm,bRe,bIm: Double; var

cRe,CIm: Double);

procedure subcplx(aRe,aIm,bRe,bIm: Double; var

cRe,CIm: Double);

procedure multcplx (aRe,aIm,bRe,bIm: Double; var

cRe,CIm: Double);

procedure divcplx (aRe,aIm,bRe,bIm: Double; var

cRe,CIm: Double);

45

Przykład 7 cd

implementation
procedure addcplx;
begin

cRe:=aRe+bRe;

cIm:=aIm+bIm;

end;
procedure subcplx;
begin

cRe:=aRe-bRe;

cIm:=aIm-bIm

end;

46

Przykład 7 cd

procedure multcplx;
begin

cRe:=aRe*bRe-aIm*blm;

cIm:=aRe*bIm+aIm*bRe;

end;
procedure divcplx;
var diwv : Real;
begin

diw:=sqr(bRe)+sqr(bIm);
cRe:=(aRe*bRe+aIm*bIm)/diw; cIm:=(alm*bRe-

aRe*bIm) /diw;

end;
end.

47

Moduły wzajemnie zależne

Wykorzystują wzajemnie elementy w nich
zdefiniowane.
W części implementacyjnej pierwszego modułu
występuje deklaracja drugiego modułu, a w części
implementacyjnej drugiego modułu deklaracja
pierwszego.
Dzięki takiej konstrukcji ewentualne procedury
zdefiniowane w wykropkowanej części
implementacyjnej pierwszego modułu dostępne są
w wykropkowanej części implementacyjnej
drugiego modułu i na odwrót.

48

Szkielet konstrukcji modułów

wzajemnie zależnych

unit modul1;

interface
...
implementation
uses modul2;
...
end.

unit modul2;

interface
...
implementation
uses modul1;
...
end.