Funkcijos

Šis skyrius skirtas susipažinti su funkcijomis C++ programavimo kalboje.

Kas yra funkcija programavime?

Dažnai rašant programas (ypač sudėtingesnes) gali prireikti tam tikrą kodą perpanaudoti arba paskaidyti į mažesnes, lengviau suprantamas dalis. Tokiose situacijose praverčia funkcijos. Funkcija programavime - tai kodo blokas, atliekantis kažkokį darbą. Pavyzdžiui, C++ standartinėje bibliotekoje turi funkciją max, kuri priima du skaičius ir grąžina didesnį iš jų. Panagrinėkime dvi programas, kurios nuskaito du skaičius ir išspausdina didesnį iš jų:

int a, b;
cin >> a >> b;
if(a > b) {
    cout << a << endl;
} else {
    cout << b << endl;
}

int a, b;
cin >> a >> b;
cout << max(a, b) << endl;

Akivaizdu, kad antroji programa yra trumpesnė, ją lengviau parašyti bei suprasti, ką kodas daro. O jei tokį palyginimą reikėtų atlikti daugelyje programos vietų ir nenaudotume funkcijos max, tai programos kodas labai greitai taptų nesuvaldomas.

Funkcija max, kaip minėta, yra dalis C++ standartinės bibliotekos, tad ją galime tiesiog naudoti programuodami. Tačiau programuojant ne visada patogu naudotis vien standartinėmis funkcijomis. Tokiais atvejais galima susikurti savo funkciją ir ją naudoti lygiai taip pat, kaip standartines.

Kaip sukurti savo funkciją?

C++ kalboje savo funkciją galima sukurti taip:

tipas pavadinimas(tipas parametras1, tipas parametras2, ...){
    // kodas
}

Kiekviena funkcija privalo turėti šias dalis:

• Pavadinimas. Tai vardas, kuriuo naudojantis kviesima funkciją likusiame kode.
• Parametrai (arba argumentai). Jie nurodomi tarp paprastų skliaustų ( ir ). Kiekvienas iš jų turi turėti tipą ir pavadinimą.
• Grąžinamas tipas rašomas prieš funkcijos vardą. Jis nurodo, kokio tipo reikšmę funkcija grąžins.

Pavyzdžiui, jau minėta funkcija max galėtų būti aprašyta taip:

int max(int a, int b) {
    if(a > b) {
        return a;
    } else {
        return b;
    }
}

Šios funkcijos vardas yra max, ji priima du parametrus - sveikuosius skaičius a ir b, o grąžina taip pat sveikąjį skaičių.

Dar vienas dalykas, kuris liko nepaminėtas, tai raktažodis return. Jis naudojamas funkcijos viduje, kuomet norima nurodyti, ką funkcija gražina. Šiuo atveju, jei a > b, tai funkcija grąžina reikšmę a, o kitu atveju - b. Raktažodis return turi vieną savybę - kodas, esantis funkcijos viduje, ir einantis po return nėra vykdomas. Pavyzdžiui, šį kodą būtų galima perrašyti taip:

int max(int a, int b) {
    if(a > b) {
        return a;
    }
    return b;
}

Atrodytų, kad kodas return b; bus įvykdytas bet kuriuo atveju, tačiau jei a > b, tai bus pasiektas kodas return a, tad toliau esantis kodas nebebus vykdomas. Šio “triuko” žinojimas dažnai leidžia kodą sutrumpinti, tačiau prie tokio programavimo stiliaus reikia priprasti.

Procedūros

Tam tikros funkcijos dar būna vadinamos procedūromis. Procedūra - tai funkcija, kuri nieko negrąžina. Tokia funkcija turi specialų grąžinamą tipą - void. Tarkime norime parašyti funkciją, kuri paprašo vartotojo įvesti vieną sveikąjį skaičių ir išspausdina jį, bet padaugintą iš dviejų. Tokia funkcija galėtų atrodyti taip:

void idomiFunkcija() {
    int a;
    cin >> a;
    cout << 2*a << endl;
}

Kaip matome, ši funkcija nepriima nė vieno parametro, o jos grąžinamas tipas yra void. Vadinasi, ši funkcija nieko negrąžina, tad ji dar gali būti vadinama procedūra.

Kaip naudotis funkcijomis?

Kol kas išmokome tik apsirašyti savo funkcijas, tačiau jos mums nenaudingos, kol iš tikro jų nepanaudojame. Funkcijos “panaudojimas” dažniausiai vadinamas funkcijos kvietimu. Funkcija kviečiama nurodant jos vardą bei parametrus, nurodomus skliaustuose. Pavyzdžiui, jau matytą funkciją max galima iškviesti parašius int c = max(2, 5);. Šiuo atveju, funkcijos parametrai yra skaičiai 2 ir 5, funkcija grąžins reikšmę 5 ir ji bus įrašyta į kintamąjį c.

Kviečiant procedūras, kadangi jos nieko negrąžina, negalima bandyti funkcijos reikšmės priskirti kokiam nors kintamajam. Pavyzdžiui, tarkime esame apsirašę jau anksčiau minėtą funkciją idomiFunkcija. Ją kviesti galima taip: idomiFunkcija(), bet ne taip: int blogai = idomiFunkcija() ir ne taip: idomiFunkcija(5). Skliaustuose visada privaloma perduoti būtent tiek parametrų, kiek funkcijas prašo (t.y. kaip nurodyta jos apraše), o reikšmę galima priskirti kintamajam tik tada, jei funkcija nėra void.

Kur rašyti funkcijas?

Rašant funkcijas yra vienas “kabliukas” - jas reikia rašyti tokioje programos vietoje, kad visi funkcijos kvietimas būtų žemiau. Tarkime turime tokį kodą:

int main() {
    idomiFunkcija();
    cout << "Baigiau" << endl;
    return 0;
}

void idomiFunkcija() {
    int a;
    cin >> a;
    cout << 2*a << endl;
}

Pirmoje main eilutėje bandome kviesti funkciją idomiFunkcija, tačiau ji kol kas dar nebuvo aprašyta (nes jos aprašas yra žemiau), tad programa nesikompiliuos. Pataisyti šią programą galima taip:

void idomiFunkcija() {
    int a;
    cin >> a;
    cout << 2*a << endl;
}

int main() {
    idomiFunkcija();
    cout << "Baigiau" << endl;
    return 0;
}

Dabar bandant kviesti funkciją idomiFunkcija, ji jau yra aprašyta aukščiau, todėl viskas veiks taip, kaip tikimės.

main irgi atrodo kaip funkcija. Ar taip ir yra?

Taip, mūsų jau daugybę kartų matytas main taip pat yra funkcija, tik ji yra ypatinga. Tai funkcija, kuri yra kviečiama paleidus programą. Galima pastebėti, kad jos grąžinamas tipas yra int, o gale visuomet rašome return 0;. Taip daroma ne be reikalo - funkcijos main grąžinama reikšmė nurodo, ar programa baigė darbą sėkmingai, ar kažkas “nulūžo”. Kodas 0 reiškia, kad programa baigė darbą be jokių trikdžių (todėl ir rašome return 0!). Įvykus klaidai, būna grąžinamas kodas, nelygus nuliui.

Pavyzdžiai

Toliau pateikiami keli programų pavyzdžiai, kad būtų lengviau suprasti funkcijų aprašymo ir naudojimo sintaksę:

Išspausdinti didžiausią iš trijų skaičiu

int max3(int a, int b, int c) {
    return max(a, max(b, c)); // panaudojame standartinę C++ funkciją max
}

int main() {
    int s1, s2, s3;
    cin >> s1 >> s2 >> s3;
    cout << max3(s1, s2, s3) << endl;
    return 0;
}

Funkcijų panaudojimas nuskaitymui ir įrašymui

int skaityk() {
    int a;
    cin >> a;
    return a;
}

void spausdink(int skaicius) {
    cout << skaicius << endl;
}

int main() {
    int ivestis = skaityk();
    spausdink(ivestis);
    return 0;
}

Stačiakampio “piešimas”

// Ši funkcija atsakinga už vienos stačiakampio eilutės spausdinimą
void spausdinkEilute(int ilgis) {
    for(int i = 0; i < ilgis; i++) {
        cout << "*";
    }
    cout << endl;
}

// Ši funkcija atsakinga už viso stačiakampio spausdinimą
void spausdinkStaciakampi(int a, int p) {
    for(int i = 0; i < a; i++) {
        spausdinkEilute(p); // a kartų spausdiname eilutę, kurios dydis p
    }
}

int main() {
    int aukstis, plotis;
    cin >> aukstis >> plotis; // iveda du skaičius - stačiakampio plotį ir aukštį
    spausdinkStaciakampi(aukstis, plotis);
    return 0;
}