§ 42. Применение процедур

Определения и обозначения

Процедура — именованная часть программы, выполняющая заданную последовательность команд. Её выделяют отдельно, чтобы не переписывать одинаковые действия в нескольких местах. Если нужно изменить эти действия, достаточно поправить описание процедуры, а не искать каждую копию.

Вызов процедуры — команда, которая запускает выполнение процедуры в нужном месте программы. Вызов связывает основную программу с уже описанными действиями. Благодаря этому одну процедуру можно запускать тогда, когда возникает соответствующая задача.

Параметр процедуры — величина, через которую процедуре передают данные. Параметр указывают в описании, чтобы команда могла использовать входные данные, а не только заранее заданные значения. Это позволяет повторно применять процедуру для разных ситуаций.

Аргумент — конкретное значение или переменная, указываемые при вызове процедуры вместо параметра. Например, если параметр обозначает имя пользователя, аргументом при одном вызове будет «Аня», а при другом — «Илья». Так процедура получает данные для конкретного запуска.

Как это устроено

Сначала находят последовательность действий, которая повторяется в программе, и дают ей имя, например «ВывестиСообщение». Команды записывают один раз в описании процедуры, а в остальных местах ставят её вызов. Так поступают потому, что копии одних и тех же команд легко случайно изменить по-разному. При описании процедуры программа запоминает, какие действия относятся к этому имени, но ещё не выполняет их.

Когда выполнение программы доходит до вызова, управление переходит к командам процедуры. Они выполняются в заданном порядке, как обычные команды алгоритма. После этого управление возвращается к основной программе и работа продолжается с команды, следующей за вызовом. Такой порядок нужен, чтобы процедура была частью общего алгоритма, а не заменяла его целиком.

Если процедура должна работать с данными, в её описании задают параметры, например имя пользователя. При вызове указывают аргумент: конкретное имя, которое нужно использовать именно сейчас. Например, вызовы «Приветствие(Аня)» и «Приветствие(Илья)» передают процедуре разные данные, хотя её команды остаются теми же. Значение аргумента связывается с соответствующим параметром, поэтому внутри процедуры можно выполнить похожую работу для каждого пользователя.

Применяя процедуру, сначала выясняют, какие данные ей нужны, и сопоставляют их с параметрами. Затем записывают вызов с подходящими аргументами, после чего проверяют, соответствует ли результат задаче. Такой порядок помогает не забыть входные данные и заметить ошибку, если процедура получила не то значение. Например, для вычисления периметра важно передать обе стороны прямоугольника, а не только одну.

Одну процедуру можно вызывать несколько раз в разных местах алгоритма. Например, программа может вывести сообщение, выполнить другое действие, а затем снова вызвать процедуру вывода. Повторные вызовы нужны, когда одинаковая операция должна происходить в нескольких шагах, а аргументы позволяют менять её данные. Из таких шагов складывается более длинный алгоритм, в котором повторяющиеся действия не приходится описывать заново.

Как устроено применение процедуры

Таблица помогает различать части процедуры и понимать, где искать каждую из них в программе. При проверке вызова сопоставь аргументы с параметрами в описании. Затем проследи, куда управление перейдёт после выполнения команд.

Разбор задач

1. Повторяющееся сообщение

Условие. В нескольких местах программы требуется вывести одно и то же сообщение. Нужно избежать повторной записи одинаковых команд. Будем считать, что текст сообщения каждый раз одинаков.

1. Найдём повторяющееся действие: вывод нужного текста на экран.
2. Запишем команду вывода в отдельную процедуру, например с именем «ПоказатьСообщение».
3. В каждом месте, где требуется сообщение, укажем вызов «ПоказатьСообщение».

Ответ. Команду вывода достаточно описать один раз, а затем вызывать процедуру во всех нужных местах. Если текст понадобится изменить, его можно будет поправить в одном описании.

2. Приветствие для разных пользователей

Условие. Одна процедура должна выводить приветствие для разных пользователей. Значит, в тексте приветствия меняется имя, а само действие остаётся похожим. Нужно показать данные для двух вызовов.

1. Опишем процедуру «Приветствие(имя)», где «имя» — параметр для данных о пользователе.
2. Для первого запуска укажем вызов «Приветствие(Аня)»: аргумент «Аня» передастся параметру «имя».
3. Для второго запуска укажем «Приветствие(Илья)»: теперь тот же параметр получит аргумент «Илья».

Ответ. В процедуру передаются аргументы «Аня» и «Илья» при двух разных вызовах. Процедура выполняет одно и то же действие, но подставляет данные соответствующего пользователя.

3. Периметр прямоугольника

Условие. Процедура вычисляет периметр прямоугольника по двум сторонам. Используем формулу P = 2 × (a + b), где a и b — длины сторон. Нужно выбрать параметры и проследить два вызова для разных прямоугольников.

1. Зададим параметры «a» и «b», а внутри процедуры вычислим P = 2 × (a + b).
2. Для прямоугольника со сторонами 3 и 5 вызовем процедуру с аргументами 3 и 5. Параметры получат значения a = 3 и b = 5, поэтому P = 2 × (3 + 5) = 16.
3. Для прямоугольника со сторонами 4 и 7 выполним второй вызов с аргументами 4 и 7. Теперь параметры равны a = 4 и b = 7, поэтому P = 2 × (4 + 7) = 22.

Ответ. Нужны два параметра — a и b, а аргументы при вызовах: сначала 3 и 5, затем 4 и 7. После каждого вычисления управление возвращается к команде основной программы, следующей за вызовом.

Типичные ошибки

Можно написать описание процедуры и ожидать, что её команды сразу выполнятся. Но описание только задаёт действия, а запуск происходит при вызове, поэтому проверь, есть ли вызов в нужном месте программы. Если действия должны произойти дважды, для каждого запуска нужен соответствующий вызов.

Параметр и аргумент легко перепутать, потому что оба связаны с передачей данных. Параметр записывают в описании, а конкретный аргумент — при вызове; проверяй, где именно находится рассматриваемое имя или значение. Например, «имя» может быть параметром, а «Аня» — аргументом.

Ещё одна ошибка — передать слишком мало или слишком много аргументов либо выбрать данные неподходящего типа. Так бывает, когда вызывающий код составляют, не сверившись с параметрами процедуры. Проверь число и смысл аргументов: каждому параметру должно соответствовать подходящее значение.

После выполнения процедуры иногда ошибочно считают, что программа завершилась. Обычно она возвращается к команде, которая стоит после вызова, и продолжает работу. Чтобы проверить себя, проследи выполнение по порядку и найди следующую команду основной программы.

Связь с другими темами

Для понимания процедур нужно знать, как записываются команды и как программа выполняет их последовательно. Также пригодятся умения работать с переменными: параметры обозначают данные, а аргументы передают конкретные значения или переменные. Поэтому при разборе процедуры важно следить и за порядком команд, и за тем, какие данные получает каждый параметр.

Процедуры особенно полезны, когда в программе повторяются действия или сложную задачу нужно разделить на более простые части. Каждая процедура может отвечать за отдельную операцию, а основная программа задаёт порядок её вызовов. Так алгоритм становится понятнее и его легче изменять.

Что запомнить

• Процедура объединяет команды для выполнения отдельной задачи.
• Описание процедуры и её вызов — не одно и то же.
• Вызов процедуры запускает её команды.
• После завершения процедуры выполнение обычно продолжается со следующей команды после вызова.
• Параметры позволяют применять одну процедуру к разным данным.
• При вызове конкретные значения передают процедуре как аргументы.