Programowanie

Podprogram

Podprogram

Podprogram (inaczej funkcja lub procedura) - termin związany z programowaniem proceduralnym. Podprogram to wydzielona część programu wykonująca jakieś operacje. Podprogramy stosuje się, aby uprościć program główny i zwiększyć czytelność kodu.

Spis treści

[edytuj] Rodzaje podprogramów

W pewnych językach programowania dzieli się podprogramy na funkcje i procedury:

Podział ten występuje w językach takich jak Pascal i Ada. W pozostałych językach (m. in. w C i C++) nie ma już takiego rozróżnienia i funkcją jest każdy podprogram, niezależnie od tego czy zwraca jakieś wartości i czy ma wpływ na program.

[edytuj] Podprogram w asemblerze

W języku Asembler podprogram to wydzielona część kodu, do którego przy wywołaniu wykonuje się skok z odłożeniem adresu powrotu na stos, ewentualnie skok bezwarunkowy, a argumenty wywołania są albo odkładane na stos albo umieszczane bezpośrednio w rejestrach. Wartość wynikowa zwracana jest najczęściej w wyznaczonym rejestrze procesora - np. eax dla procesorów zgodnych z architekturą I386.

[edytuj] Podprogramy wewnętrzne

Różne języki programowania umożliwiają także definiowanie podprogramów wewnętrznych, tzn. podprogramu w innym podprogramie nadrzędnym. Do takich języków należą między innymi Pascal, PL/1, i inne. Nie ma takich możliwości np. w języku C.

[edytuj] Terminologia dotycząca podprogramów

Twórcy języków programowania stosują różne terminologie i oznaczenia podprogramów:

[edytuj] Współprogramy

Współprogramy to procedury wykonywane w taki sposób, że sterowanie może zostać przekazywane pomiędzy nimi wielokrotnie, przy czym wywołanie danego współprogramu powoduje wykonywanie instrukcji od miejsca ostatniego przerwania wykonania (ostatniego punktu wyjścia), a nie od początku. Współprogramy często występują parami i stanowią dwa „równorzędne” podprogramy.

[edytuj] Rodziny podprogramów

Istnieją języki programowania, w których można definiować całą rodzinę podprogramów z jednakową nazwą dla wywołania różnych podprogramów. Do takich języków należą PL/1 i Ada. Nowsze języki umożliwiają zastosowanie takiego mechanizmu poprzez dopuszczenie przeciążenia nazw.

Przykład w PL/1:

 DCL A GENERIC (PR1 WHEN(FLOAT),
                PR2 WHEN(CHAR),
                PR3 WHEN(FLOAT, CHAR),
                PR4 WHEN(LABEL));

W powyższym przykładzie wywołanie procedury A spowoduje w rzeczywistości wywołanie jednej z procedur PR1 .. PR4 w zależności od argumentów wywołania procedury A.

[edytuj] Metody wywołania podprogramu

Wartościową cechą podprogramu jest możliwość wielokrotnego jego wywołania. Wywołanie podprogramu może być:

oczywiście taka forma wywołania dotyczy tylko podprogramów mających cechy funkcji, tzn. zwracających wartość,

Konkretne implementacje języków często dopuszczają wywołanie funkcji w postaci proceduralnej, tzn. poza wyrażeniami. W tym przypadku zwracana przez podprogram wartość jest ignorowana – np. jest tak w Borland Pascalu.

[edytuj] Komunikacja podprogramu z otoczeniem

Podprogram jako samodzielna, wydzielona część algorytmu, zazwyczaj (za wyjątkiem prostych operacji, np. czyszczenie ekranu) musi komunikować się z otoczeniem. Taką komunikację realizuje się za pomocą:

[edytuj] Podprogramy w językach programowania

[edytuj] Podprogram w języku Asembler

(składnia intelowska)

call podprogram   ; wywołanie podprogramu
; ... 
podprogram:       ; instrukcje podprogramu
  mov eax, 10h
  mov ebx, 34h
  int 21h
ret               ; powrót funkcji

[edytuj] Podprogram w języku BASIC

W języku Basic (wersje wczesne na komputery 8-bitowe) podprogramem jest ciąg instrukcji rozpoczynający się od wiersza o określonym numerze i zakończony instrukcją RETURN. Wywołanie podprogramu ma formę instrukcji skoku do określonego wiersza. Innym rodzajem podprogramu w Basicu jest definicja funkcji w formie wyłącznie prostego wyrażenia zawartego w jednej linii programu. W późniejszych wersjach Basicu wprowadzono definiowanie parametryzowanych podprogramów (SUB).

 10 DEF SUM(X,Y)=X+Y
 20 GOSUB 50
 30 PRINT "WYNIK: ", A
 40 END
 50 A=SUM(1,2)
 60 RETURN

[edytuj] Podprogram w języku C

int funkcja(/* argumenty */)
{
   // instrukcje do wykonania (ciało funkcji)
   return (/* wyrażenie */);
}

[edytuj] Podprogram w języku Clipper

 [STATIC] FUNCTION identyfikator([parametry])
   [deklaracje lokalne]
   instrukcje
 RETURN wyrażenie

 [STATIC] PROCEDURE identyfikator([parametry])
   [deklaracje lokalne]
   instrukcje
 RETURN

[edytuj] Podprogram w języku Comal

 xx PROC nazwa(parametry) 
     instrukcje
 yy ENDPROC nazwa
   
 gdzie xx i yy to numery wierszy.
 
 Wywołanie: 
 zz EXEC nazwa(argumenty)

[edytuj] Podprogram w języku Forth

Również charakterystyczna składnia języka Forth wyróżnia postać podprogramu w tym języku na tle innych języków programowania. W języku Forth definiujemy słowa. Słowo może być podprogramem do którego argumenty przekazywane są za pośrednictwem stosu (ale słowo może też być zmienną, stałą, nazwą słownika itd.). W poniższym przykładzie definiowany jest trywialny przykład podprogramu POW_3 w języku Forth, który powoduje podniesienie do 3 potęgi argumentu. Jak widać argument (liczba 5) podawany jest przed wywołaniem podprogramu – umieszczony zostaje na stosie – na którym Forth wykonuje operacje: w tym przypadku dwukrotne skopiowanie argumentu i dwukrotne mnożenie. Napis w nawiasie jest komentarzem. Wynik operacji również zostaje umieszczony na stosie i może być wykorzystany do dalszych obliczeń lub zapamiętany w zmiennej.

 ( POW_3, a -- b )
 : POW_3 DUP DUP * * ;
 5 POW_3

[edytuj] Podprogram w języku Fortran 77

Rodzaje podprogramów:

 identyfikator([parametry])=wyrażenie

 SUBROUTINE  identyfikator(parametry)
   deklaracje
   instrukcje
 END

 typ FUNCTION identyfikator([parametry])
   [deklaracje]
   instrukcje
 END

[edytuj] Podprogram w języku Jean (oraz JOSS)

W języku Jean (oraz JOSS) każda instrukcja poprzedzona jest etykietą składającą się z dwóch części (liczby całkowite): PART.STEP. Wszystkie instrukcja poprzedzone jednakową etykietą PART tworzą bezparametrową procedurę.

1.1 DEMAND N
1.2 DEMAND A(I) FOR I=1(1)N
1.3 SET T=0
1.4 LET SUM(A,B)=A+B
1.5 DO PART 2 FOR I=1(1)N
1.6 TYPE T
2.1 SET T=SUM(T,A(I)) IF A(I)>0
2.2 SET T=T+1
DO PART 1

Ponadto w języku Jean można definiować funkcje w postaci prostych wyrażeń (podobnie jak w języku Basic):

4.1 LET SINX(X,A)=X+SIN(A)

[edytuj] Podprogram w języku Logo

 to square :side
 repeat 4 [fd :side rt 90]
 end

 make "inst [fd 40 rt 90]
 run :inst

[edytuj] Podprogram w języku MCPL

 FUN name
   : [P, …, Pn] => Clist
  [: …
   : P, …, Pxn => Clist-x]
 .

 MATH | EVERY [(args)]
    : P, …, Pn => Clist
   [: …
    : P, …, Pxn => Clist-x]
 .

Język posiada także mechanizmy umożliwiające definiowanie korutyn.

[edytuj] Podprogram w języku Modula 2

 PROCEDURE nazwa([lista_paramertów])
   deklaracje lokalne
 BEGIN
   instrukcje
 END

 PROCEDURE nazwa([lista_paramertów]): typ;
   deklaracje lokalne
 BEGIN
   instrukcje
   RETURN wyrażenie
 END

[edytuj] Podprogram w języku Pascal

Jako procedura:

procedure Procedura( {argumenty} );
begin
   { instrukcje do wykonania }
end;

Jako funkcja:

function Funkcja( {argumenty} ) : integer; { typ wartości funkcji }
begin
   { instrukcje do wykonania (ciało funkcji) }
end;

[edytuj] Podprogram w języku PHP

// definicja podprogramu, w PHP5 możliwe określenie klasy bazowej zmiennej $wejscie
function nazwapodprogramu($wejscie) { 
 
// zawartość podprogramu

return $wyjscie; // zwrócenie wartości
} // koniec podprogramu

[edytuj] Podprogram w języku PL/1

W języku PL/1 podprogram definiowany jest w postaci procedury. Podobnie jak danym, procedurom nadaję się różne atrybuty, wśród których można użyć frazy RETURNS(typ), która nadaje procedurze właściwości funkcji określając równocześnie typ zwracanej wartości.

Charakterystyczną cechę podprogramu w PL/1 jest to, że oprócz – występującej w większości języków programowania – możliwości zdefiniowania wielu punktów wyjść podprogramu (instrukcja RETURN i END), istnieje możliwość wyspecyfikowania wielu punktów wejść (zwanych w nomenklaturze PL/1 ingresjami) do podprogramu i to z różnymi parametrami i atrybutami (podobne możliwości wprowadzono w Fortranie IV).

 /* ingresja główna – początek procedury */
 nazwa: PROC (parametry) opcje i atrybuty;
        deklaracje
        instrukcje
        …
        /* ingresja poboczna – kolejny punkt wejścia do procedury */
        nazwa_1: ENTRY (parametry) opcje i atrybuty;
        deklaracje
        instrukcje
        …
        /* ingresja poboczna – kolejny punkt wejścia do procedury */
        nazwa_n: ENTRY (parametry) opcje i atrybuty;
        deklaracje
        instrukcje
        …
 END [nazwa];

[edytuj] Podprogram w języku Prolog

Podprogram w języku Prolog (Turbo Prolog) ma charakterystyczną postać, wynikającą z właściwości tego języka logiki. Nagłówek podprogramu deklarowany jest w sekcji PREDICATES, natomiast definicja podprogramu znajduje się w sekcji CLAUSES i może składać się z wielu faktów i reguł. Podprogram w tym języku jest więc zawsze predykatem, nawet jeśli ma on charakter czysto operacyjny (np. instrukcje wejścia-wyjścia, graficzne itp.).

Przykład:

 PREDICATES
   rodzic(symbol, symbol)
   ojciec(symbol, symbol)
   …
 CLAUSES
   rodzic(Adam, Janusz).
   rodzic(Adam, Katarzyna).
   rodzic(Anna, Piotr).
   …
   ojciec(Przodek, Potomek) :- rodzic(Przodek, Potomek), mężczyzna(Przodek).
   …

[edytuj] Podprogram w języku S

 Sub nazwa(parametry) 
 deklaracje
 Enter
   instrukcje
 Leave

 Def nazwa(parametry) as typ
 deklaracje
 Enter
   instrukcje
 Leave

[edytuj] Podprogram w języku Snobol

 * FUNCKJA ODWRACAJĄCA KOLEJNOŚĆ
 * ZNAKÓW W NAPISIE
       DEFINE('REV(X)C') :(K.REV)
 REV   X LEN(1).C=       :F(RETURN)
       REV=REV(X) C      :(RETURN)
 K.REV

[edytuj] Podprogram w języku Visual Basic

 [Public | Private] [Static] Function nazwa([lista_parametrów]) [As typ]
 instrukcje 
 …
 [nazwa=wyrażenie]
 … 
 [Exit Function]
 …
 End Function

 [Public | Private] [Static] Sub nazwa([lista_parametrów])
 instrukcje 
 …
 [Exit Sub]
 …
 End Sub

[edytuj] Zobacz też