uguale livello gerarchico non vi sono funzioni più importanti di altre main main

Transcript

1 FUNZIONI in C/C++ Un programma C++ è un insieme di funzioni indipendenti e di uguale livello gerarchico (nel senso che non vi sono funzioni più importanti di altre o dotate, in qualche modo, di diritti di precedenza) eccetto la funzione main che deve obbligatoriamente esistere. L'esecuzione di un programma inizia con la prima istruzione della funzione main; questa può chiamare altre funzioni, che a loro volta ne possono chiamare altre ancora. 1

2 PERCHE USARE LE FUNZIONI? E utile suddividere il programma in parti ben definite, e codificare ciascuna di esse mediante una opportuna funzione, questo perché: alcune parti di programma devono essere ripetute più volte su dati differenti. In questo modo quando occorre svolgere nuovamente quel dato compito è sufficiente richiamare la stessa funzione con dati diversi (ottimizzazione). tradurre in funzioni compiti logicamente indipendenti nel programma, anche se vengono chiamate una sola volta nel corso dell esecuzione (modularità). 2

3 FUNZIONI di LIBRERIA e UTENTE Run-time library: collezione di funzioni già predisposte con cui viene fornito ogni compilatore C++ Per utilizzarle utilizzate nell'ambito del programma è necessario includere il file corrispondente. Ad esempio per stampare un dato tramite l'istruzione cout occorre includere il file <iostream.h>, per utilizzare le funzioni matematiche predefinite occorre includere il file <math.h>. Funzioni definite dall Utente: il C++ permette non solo di utilizzare le funzioni già esistenti, includendo le relative librerie, ma anche di crearne nuove. 3

4 Definizione di una Funzione <TipoRitorno> <Ident.Funzione>(<Lista tipo e nome argomenti>) <corpo della funzione>; <Tipo Ritorno> indica il tipo di valore (int, float, ecc.) che la funzione restituisce attraverso l'istruzione return. Se la funzione non restituisce nessun valore deve essere dichiarata di tipo void. <Ident.Funzione> indica l'identificatore della funzione ovvero il nome che scegliamo per la funzione. <Lista Argomenti> la lista degli identificatori di variabili separati da virgola, detti parametri formali, preceduti dalla dichiarazione di tipo (int, float...) per indicare gli argomenti di ENTRATA della funzione, ovvero i dati che gli vengono passati alla chiamata. Se la funzione non richiede argomenti in input, questi possono essere omessi, oppure può essere indicato void. <corpo della funzione> il corpo di una funzione è una normale sequenza di dichiarazioni di variabili (LOCALI), di istruzioni, di chiamate a funzione che definiscono le operazioni che la funzione esegue quando viene invocata, l'unica cosa che esso non può contenere è un'altra definizione di funzione. Questo perché tutte le funzioni hanno pari livello gerarchico e quindi non possono essere nidificate, cioè definite l'una all'interno di un'altra. L'esecuzione della funzione termina quando si incontra l'ultima istruzione presente nel corpo oppure l'istruzione return: in entrambi i casi l'esecuzione ritorna alla funzione chiamante. 4

5 Definizione di una Funzione: osservazioni Se la funzione non è dichiarata void è obbligatorio utilizzare il comando return per uscire dalla funzione (anche quando ciò avvenga al termine del corpo), in quanto essa rappresenta l'unico strumento che consente di restituire un valore alla funzione chiamante. Detto valore, indicato tra parentesi tonde dopo return, può essere una costante, una variabile o, in generale, un'espressione (anche una chiamata a funzione). E' ovvio che il tipo del valore specificato deve essere il medesimo restituito dalla funzione. Se invece la funzione è dichiarata void, e quindi non restituisce alcun valore, l'uso dell'istruzione return è necessario solo se l'uscita deve avvenire (ad esempio in dipendenza dal verificarsi di certe condizioni) prima della fine del corpo (tuttavia non è vietato che l'ultima istruzione della funzione sia proprio una return). In tal caso a destra della return non deve essere specificato alcun valore, bensì direttamente il punto e virgola. All interno di una funzione si possono mettere anche più return, ciò accade quando si ha la necessità di restituire valori diversi. Perchè una funzione possa essere chiamata è necessario, che essa sia definita prima della riga di codice che la richiama in alternativa, il compilatore deve conoscerne le regole di chiamata (parametri e valore restituito): pertanto è necessario, inserire prima della funzione main il solo prototipo della funzione stessa: con tale termine si indica la prima riga della definizione senza gli identificatori degli argomenti (e dopo il main la funzione per esteso).. 5

6 Definizione di una Funzione: esempi Esempio di dichiarazione prima della chiamata #include <iostream.h> int somma(int x,int y) return(x+y); /* Dichiarazione della funzione x,y parametri formali*/ int main(void) /* Funzione principale, eseguita per prima */ /* Inizio della funzione main() */ int a,b,c; /* Definiamo 3 variabili intere */ cout<<"\ndammi un numero:"; cin>>a; cout<<"\ndammi un altro numero: "; cin>>b; c = somma(a,b); /* Chiamata della funzione! a,b parametri attuali*/ cout<<"\nla somma dei due è "<<c<<"\n"; return(0); /* la funzione main restituisce uno 0 intero */ /* Fine della funzione main() */ 6

7 Esempio di definizione con prototipo #include <iostream.h> Definizione di una Funzione: esempi /* Dichiarazione anticipata (prototipo) della funzione */ int somma(int,int); int main(void) /* Funzione principale, eseguita per prima */ /* Inizio della funzione main() */ int a,b,c; /* Definiamo 3 variabili intere */ cout<<"\ndammi un numero:"; cin>>a; cout<<"\ndammi un altro numero: "; cin>>b; c = somma(a,b); /* Chiamata della funzione! a,b parametri attuali*/ cout<<"\nla somma dei due è "<<c<<"\n"; return(0); /* la funzione main restituisce uno 0 intero */ /* Fine della funzione main() */ int somma(int x,int y) /* Dichiarazione della funzione! a,b parametri formali*/ return(x+y); 7

8 Parametri FORMALI ed ATTUALI Le variabili dichiarate nella definizione della funzione (LISTA ARGOMENTI) si chiamano parametri formali, mentre le variabili utilizzate nel chiamante si chiamano parametri attuali. Ad esempio nel programma precedente le variabili x ed y si chiamano parametri formali, mentre le variabili a e b utilizzate nel main per chiamare la funzione somma si chiamano parametri attuali. int somma(int x,int y) parametri formali c = somma( a, b); parametri attuali 8

9 Parametri FORMALI ed ATTUALI: esempi Funzione che non ha parametri né in entrata né in uscita: void acapo (void) cout<<"\n"; /* se una funzione non restituisce alcun valore, si può omettere il return*/ (esempio funzione che pulisce lo schermo) Funzione che ha solo un parametro in entrata: void stampanumero (int a) cout<<a; /* se una funzione non restituisce alcun valore, si può omettere il return*/ (esempio funzione che dedicata alla stampa dei risultati) Funzione che ha solo un parametro in uscita : int legginumero (void) int a; /* serve una variabile locale...*/ cin>>a; return(a); 9

10 Esempio di uso di funzioni #include <iostream.h> /*Dichiarazione anticipata (prototipo) delle funzioni */ int somma(int, int); void acapo(void); void stampanumero(int); int legginumero(void); /* Funzione principale e inizio del programma */ main() int a,b,c; /* Definiamo 3 variabili intere */ acapo(); cout<<"dammi un numero: "; a = legginumero(); acapo(); cout<<"dammi un altro numero: "; b = legginumero(); c = somma(a,b); acapo(); cout<<"la somma dei due e'"; acapo(); stampanumero(c); 10

11 Esempio di uso di funzioni int somma(int a,int b) return(a+b); void acapo(void) cout<<"\n"; /* se una funzione non restituisce alcun valore, si può omettere il return*/ void stampanumero(int a) cout<<a; /* se una funzione non restituisce alcun valore, si può omettere il return*/ int legginumero(void) int a; /* serve una variabile locale...*/ cin>>a; return(a); 11

12 Chiamata di funzioni: osservazioni Notare il diverso uso tra : le funzioni di tipo void (che non restituiscono niente). le funzioni che restituiscono un valore Le prime si chiamano per calcolare un valore ( il valore da loro restituito), pertanto saranno presenti in espressioni, istruzioni di assegnamento o di stampa, le seconde invece poiché non generano un valore in output corrispondono alla chiamata di sottoprogrammi (in altri linguaggi vengono chiamate procedure o subroutine). La chiamata di una funzione che restituisce un valore di ritorno può essere inserita come operando in qualsiasi espressione o come argomento nella chiamata di un altra funzione (previo controllo da parte del compilatore che il tipo della funzione sia ammissibile): la chiamata a funzione viene eseguita con precedenza rispetto alle altre operazioni e al suo posto viene sostituito il valore di ritorno restituito dalla funzione. Se invece la funzione é di tipo void (oppure il suo valore di ritorno non interessa) la chiamata deve assumere la forma di un istruzione a sé stante. 12

13 Passaggio dei parametri In C++ il passaggio di parametri alle funzioni può avvenire: per valore; per riferimento. Il passaggio dei parametri per valore, permette alle funzioni di restituire un solo parametro di ritorno, di cui è obbligatorio specificare il tipo, e non permette di modificare i parametri attuali in quanto le funzioni lavorano sui parametri formali che rappresentano una copia dei parametri attuali. Il passaggio dei parametri per riferimento permette alla funzione di restituire in output più parametri di ritorno, realizzando ciò che in altri linguaggi si ottiene tramite subroutine o procedure. Pertanto se si vuole che la funzione restituisca più parametri in output occorre che questi siano passati per indirizzo o per riferimento. A differenza di altri linguaggi il C++ non ha procedure o subroutine (sottoprogrammi che non restituiscono in output solo un valore) poiché usa le funzioni di tipo void per soddisfare tali esigenze. 13

14 Passaggio dei parametri: per VALORE Una funzione i cui parametri sono passati per valore non può mai modificare i parametri attuali che le sono passati, e i parametri formali contengono la copia dei parametri attuali. Grazie a questo meccanismo di protezione le funzioni che usano parametri per valore possono dunque modificare a piacere i parametri ricevuti senza il rischio di modificare i dati della funzione chiamante. Una eccezione è rappresentata da: variabili globali, visibili per tutta la durata del programma e accessibili in qualsiasi funzione array, infatti nel caso in cui il parametro per valore è un array il C++ consente alla funzione di alterarne il contenuto. Nel passaggio di parametri per valore i parametri attuali sono copiati sui parametri formali ed in questo caso la funzione non può mai modificare i parametri attuali che le sono passati, in quanto ciò che essa riceve è in realtà una copia dei medesimi 14

15 Funzioni con parametri di default Può essere utile richiamare alcune funzioni con parametri con valore predefinito. Esempio: funzione dir in MS-DOS se non viene specificato nessun parametro questa listerà il contenuto della directory corrente (parametro predefinito). Il campo di applicazione è principalmente quello sistemistico. SINTASSI: int foo(int a, int b, int c=0) Il parametro c assume il valore di default 0, per cui la chiamata: foo(2,3) lavorerà sui paramtri a=2, b=2, c=0 foo(2,3,5) lavorerà sui paramtri a=2, b=2, c=5 Nella definizione della funzione i parametri di default devono sempre seguire gli altri. 15

16 Overloading delle Funzioni Questa funzionalità permette di poter utilizzare lo stesso nome per una funzione più volte all'interno dello stesso programma, a patto però che gli argomenti forniti siano differenti. In maniera automatica, il programma eseguirà la funzione appropriata a seconda del tipo di argomenti passati. Esempio: (1) void init_vet(int V[],int a,int i) vet[i] = a; (2) void init_vet(int V[],int i) vet[i] = 0; La chiamata: init_vet(vett,3,0) farà riferimento alla definizione (1) e la chiamata: init_vet(vett,0) farà riferimento alla definizione (2) 16

17 Funzioni ricorsive Una funzione ricorsiva è una funzione che, per svolgere il proprio lavoro, richiama se' stessa. Ad ogni richiamo la "profondità" dell'elaborazione aumenta, finche' ad un certo punto, lo scopo viene raggiunto e la funzione ritorna. Esempi tipici: calcolo del fattoriale di un numero calcolo della potenza n-sima di un numero visualizzazione dati in strutture gerrarchiche VANTAGGI: maggiore chiarezza e semplicità del codice SVANTAGGI: minore efficienza e maggiore occupazione di memoria Le funzioni ricorsive possono essere trasformate nella corrispondente versione iterativa. 17

18 Funzioni ricorsive ESEMPI: Versione ricorsiva: double fatt(double n) if (n==0) return(1); else return(n*fatt(n-1)); Versione ricorsiva: double potenza(double n, int e) if (e==0) return(1); else return(n*potenza(n,e-1)); FATTORIALE POTENZA Versione iterativa: double i_fatt(double n) int f =1; for(int i=0;i<n;i++) f=f*(n-i); return(f); Versione iterativa: double i_potenza(double n,int e) int p =1; for(int i=0;<e;i++) p=p*n; return(p); 18

19 Funzioni ricorsive Si possono scrivere in modo ricorsivo funzioni che per calcolare un valore devono ripetere la stessa azione un numero finito di volte Regole per scrivere una funzione ricorsiva: 1) Individuare la condizione finale (che( fa terminare la funzione) 2) Esprimere il calcolo dello step attuale in funzione dello step precedente 19