(C++) زیر برنامه ها: رویه ها و توابع - 1

زیرروال ها

استفاده از برنامه های فرعی به شما امکان می دهد در صورت نیاز به نوشتن کد مشابه در مکان های مختلف برنامه، از تکرار کد جلوگیری کنید. 
کتابخانه‌هایی که به برنامه وارد می‌شوند (به عنوان مثال، کتابخانه ریاضی сmath.h) از برنامه‌های فرعی تشکیل شده‌اند که قبلاً توسط شخصی کامپایل شده‌اند. برنامه نویسان نیازی ندارند به الگوریتم هایی که پیاده سازی می کنند فکر کنند، بلکه به سادگی آنها را اعمال می کنند و فقط به این فکر می کنند که دقیقاً چه کاری انجام می دهند. این یک صرفه جویی بزرگ در زمان است. نیازی به نوشتن الگوریتمی نیست که قبلا توسط شخص دیگری نوشته شده باشد.

هر روال فقط باید یک کار انجام دهد،  یا فقط چیزی را محاسبه کنید، یا مقداری داده را خروجی بگیرید، یا کار دیگری انجام دهید. 

برنامه های فرعی دو نوع هستند - روش ها و عملکرد.

زیربرنامه ها برخی از اقدامات را انجام می دهند، به عنوان مثال، نتیجه را به شکل خاصی روی صفحه نمایش می دهند (یک مثال ساده، عملگر printf()  یک زیربرنامه استاندارد است که اطلاعات را روی صفحه چاپ می کند)

زیرروال های تابع نتیجه ای را برمی گرداند (عدد، رشته کاراکتر و غیره) که می توانیم در برنامه اصلی استفاده کنیم.

بیایید سعی کنیم یک روش ساده بنویسیم:
فرض کنید می خواهیم رشته "خطا" هر بار که ممکن است به دلیل خطای کاربر خطایی در کد رخ دهد (مثلاً وقتی داده های نادرست وارد می کند)
این را می توان با نوشتن بیانیه انجام داد cout << "خطا"؛ و حالا تصور کنید که چنین خطی باید در بسیاری از جاهای برنامه درج شود. البته، شما فقط می توانید آن را در همه جا بنویسید. اما این راه حل دو اشکال دارد.
1) این رشته بارها در حافظه ذخیره می شود
2) اگر بخواهیم خروجی خطا را تغییر دهیم، باید این خط را در طول برنامه تغییر دهیم، که نسبتاً ناخوشایند است

برای چنین مواردی، مراحل لازم است.
یک برنامه با رویه ممکن است به شکل زیر باشد: #include<iostream> با استفاده از namespace std. void printError() // شرح رویه { cout << "خطا"؛ // body body - دستوراتی که رویه اجرا خواهد کرد } main() { ... printError() // روند اجرا را شروع کنید. ما فقط نام رویه ای را که می خواهیم اجرا کنیم را مشخص می کنیم. ... printError() ... } این رویه با کلمه void شروع می شود. پس از نام رویه پرانتزهای خالی وجود دارد.
تمام دستوراتی که در یک رویه اجرا می شوند تورفتگی دارند. 

روش‌ها قبل از تابع اصلی main()
نوشته می‌شوند
برای اجرای یک رویه، در برنامه اصلی باید آن را با نام صدا بزنید و به یاد داشته باشید که پرانتز بنویسید!
شما می توانید یک رویه را در یک برنامه هر چند بار فراخوانی کنید.

حالا بیایید تصور کنیم که بسته به نوع اشتباه کاربر، باید پیام های مختلفی را در پاسخ به خطای کاربر نمایش دهیم.
در این صورت، می توانید رویه خود را برای هر خطا بنویسید:   void printErrorZero() { cout << "خطا تقسیم بر صفر!"؛ } void printErrorInput() { cout << "خطا در ورودی!"؛ } اگر خطاهای احتمالی بسیار بیشتری وجود داشته باشد چه؟ این راه حل برای ما مناسب نیست!
ما باید یاد بگیریم که چگونه رویه را با گفتن اینکه چه پیام خطایی نمایش دهد، کنترل کنیم.
برای این کار به پارامترهایی نیاز داریم که بعد از نام رویه در پرانتز می نویسیم خطای چاپ خالی (رشته ها) { cout << s; } در این روش، s یک پارامتر است - یک متغیر ویژه که به شما امکان می دهد رویه را کنترل کنید.

پارامتر متغیری است که نحوه عملکرد زیربرنامه را تعیین می کند. نام پارامترها با کاما در هدر زیربرنامه از هم جدا شده اند. نوع پارامتر قبل از پارامتر نوشته شده است.

اکنون، هنگام فراخوانی رویه، باید مقدار واقعی را که به پارامتر (متغیر s) در داخل رویه ما تخصیص داده می شود، در براکت ها نشان دهید. printError("خطا! تقسیم بر صفر!"); این مقدار آرگومان نامیده می شود.

Argumentمقدار پارامتری است که هنگام فراخوانی به زیربرنامه ارسال می شود.

یک آرگومان نه تنها می تواند یک مقدار ثابت باشد، بلکه می تواند یک متغیر یا یک عبارت حسابی نیز باشد.

متغیرهای محلی و جهانی

اغلب لازم است از متغیرهای اضافی استفاده شود که فقط در زیربرنامه استفاده می شوند. چنین متغیرهایی local (یا محلی) نامیده می شوند و فقط می توانند در زیر برنامه ای که در آن ایجاد شده اند دستکاری شوند.
 
برنامه اصلی در C++ نیز یک برنامه فرعی است، بنابراین همه متغیرهای اعلام شده در main() متغیرهای محلی هستند.
ساير برنامه‌هاي فرعي چيزي درباره متغيرهاي محلي ساير برنامه‌ها نمي‌دانند.

بنابراین، می توان دامنه (حوزه) یک متغیر را فقط به زیربرنامه ای که واقعاً مورد نیاز است محدود کرد. در برنامه نویسی به این تکنیکencapsulation  - پنهان کردن یک متغیر از تغییر از خارج.

اگر لازم باشد متغیری را تعریف کنیم که در هر نقطه از برنامه (در هر زیربرنامه) قابل مشاهده باشد، چنین متغیرهایی خارج از همه زیربرنامه ها اعلام می شوند (برنامه 3 را از جدول زیر ببینید).
چنین متغیرهایی جهانی نامیده می شوند.

در C++، هنگامی که برنامه شروع می شود، همه متغیرهای سراسری به طور خودکار روی صفر تنظیم می شوند (متغیرهای بولین مقدار false را دریافت می کنند).


تجزیه و تحلیل سه برنامه: <بدن> اعلان می شود نمایش داده می شود روی صفحه نمایش داده می شود.

1) در این برنامه متغیر i محلی است. یک متغیر محلی در یک زیربرنامه	2) در اینجا، حتی اگر یک متغیر i در برنامه اصلی (با مقدار 7) وجود داشته باشد، یک متغیر محلی جدید i با مقدار 5 ایجاد می شود.  وقتی این برنامه را اجرا می کنید، روی صفحه مقدار 75	3) این برنامه دارای یک متغیر جهانی i است. مقدار آن را می توان در یک زیر روال و در داخل برنامه اصلی تغییر داد رویه با متغیر سراسری i کار می کند و مقدار جدیدی برابر با 2 به آن اختصاص داده می شود. مقدار 2
آزمون خالی () {   int i = 5; cout << من؛ }	آزمون خالی () {   int i = 5;   cout << من؛ } main() { int i = 7;   cout << من؛   تست()؛ }	#include <iostream> با استفاده از namespace std. int i; آزمون خالی () {   i = 2; } main() { تست()؛ cout << من؛ }

وظیفه

روشی بنویسید که مقادیر دو متغیر را تعویض کند.

ویژگی های این کار این است که ما به تغییرات ایجاد شده در رویه نیاز داریم تا به برنامه فراخوانی شناخته شود.

بیایید سعی کنیم روال را به این صورت بنویسیم: void Swap (int a, int b) // با چنین توصیفی از پارامترهای رویه، { // مقادیر آرگومان ها (x و y) کپی خواهند شد، int c; // متغیرهای a و b متغیرهای مستقلی هستند که به x و y مرتبط نیستند c = a; a = b; b=c; } main() { int x=1, y=2; مبادله (x, y); // مقادیر متغیرهای x و y (آگومان ها) در پارامترهای a و b کپی می شوند. cout << "x=" << x<< "، y=" << y; // x=1، y=2 } اگر این برنامه را اجرا کنید، می بینید که مقادیر متغیرهای x و y تغییر نکرده است. برای اینکه پارامترها مقادیر آرگومان‌ها را تغییر دهند، باید از عبور داده‌ها با مرجع استفاده کنید. برای انجام این کار، پس از نام نوع داده در سربرگ زیربرنامه باید علامت & ("ampersand") را قرار دهید. void Swap ( int & a، int & b ) // اکنون متغیرهای a و b آدرس متغیرهای x و y را در حافظه دریافت می کنند. { int c; c = a; a = b; b=c; } استفاده: اگر یک آرگومان را با مرجع ارسال می‌کنید، آنگاه فقط نام متغیر (نه یک عدد و نه یک عبارت حسابی) می‌تواند در این مکان هنگام فراخوانی رویه باشد!< br />
روشی را مانند این فراخوانی نکنید: تعویض (x، 4 ); تعویض (5+x، y);