Функции

С++ для начинающих Функции с переменным числом параметров

  Иногда у начинающих возникает вопрос про использование многоточия в языке С++.

  • Многоточие можно использовать тогда, когда по каким-то причинам предполагается создать функцию с неизвестным заранее числом аргументов. В объявлении и определении такой функции переменное число аргументов задается многоточием в конце списка формальных параметров или списка типов аргументов
  • Многоточие иногда используют, но в зависимости от компиляторов, один из способов может совсем не давать желаемого эффекта. До С++11 рекомендуется использовать только вариант с stdarg , а варианты, показанные внизу страницы рекомендуется не использовать вообще

Для того, чтобы получить доступ ко всем параметрам, принимаемых функцией, нужно знать имя и тип хотя бы одного параметра.

  В функцию можно передавать произвольное число параметров с переменным типом. При определении функций с переменным количеством параметров, рекомендуется использовать специальный набор макроопределений, которые становятся доступными при включении в программу заголовочного файла stdarg.h

  Эти макроопределения обеспечивают стандартный (независящий от реализации) способ доступа к спискам параметров переменной длины.

  • Код С++ Функции с произвольным числом параметров переменной длины (C++ 3.1)
    До С++11 рекомендуется использовать stdarg
    • специальный тип va_list используется для представления списков параметров неизвестной длины и состава
      va_start вызывается непосредственно перед началом работы с неименованными параметрами
      ар инициализируется указателем на последний именованный параметр в списке с переменным числом параметров — «параметр» lastarg
        Здесь подпараметр является условным обозначением и относится к макрокомандам, а не функциям
        После вызова макроопределения va_start, каждый вызов va_arg возвращает значение заказанного типа type себе. Надо заранее указать тип желаемого параметра. В некоторых реализациях с макроопределением va_arg запрещено использовать типы char, unsigned char, float. Даже в макроопределениях, предназначенных для стандартизации языка (речь идет не о Borland C++ 3.1, а о более новых), многое зависит от реализации.
        Работа со списком параметров завершается вызовом макроопределения void va_end(ap); Это макроопределение обеспечивает корректный возврат из функции и вызывается перед выходом из функции.

      • Код С++ Функции с произвольным числом параметров переменной длины
      • Visual Studio Express 2012

      ===================================
      Код С++. НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ. просто может работать. А может работать неправильно.

        Вот такой код не вызывает возражений, а многоточие после первого параметра внутри параметров функции обозначает, что в функцию можно передать для обработки более одного параметра.

        Должен возникнуть вопрос как же получить доступ к каждому из этих параметров. Для того, чтоб хорошо понять то что будет написано, требуется знание указателей. Чтобы иметь доступ к каждому из параметров, нужно знать адрес первого параметра, а чтобы взять этот адрес, как раз и требуется указатель

      Код С++. НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ. просто может работать. А может работать неправильно.

        Что можно увидеть? Первым делом внутри функции происходят взятие адреса первого параметра, при этом тип указателя должен совпадать с типом этого параметра. Дальше идет простой перебор всех параметров с помощью цикла.

      Таким же образом можно привести классический пример суммирования элементов

        Вообще весь этот механизм удобно использовать тогда, когда требуется обработка однотипных элементов и чем-то всё напоминает обычный массив элементов. Учитывая, что указатель должен быть того же типа, что и элемент, расположенный по адресу на который он ссылается, можно сказать, что переменное число параметров может быть корректно использовано как раз тогда, когда все параметры передаваемые в такую функцию принадлежат одному и тому же типу (имеются ввиду те параметры, которые идут туда где расположено многоточие).

        Даже если типы передаваемых параметров будут различны, то компилятор не выдаст ошибки, но ошибки не выведется только потому что если компилятор видит эти три точки на месте параметров, то он отключает проверку типов. На самом деле легко увидеть эффект небезопасности работы с функцией, в которой указано, что будет более одного параметра, если первый параметр объявить например как int, (соответственно указатель на первый параметр как int), а во время передачи в функцию написать число с точкой (например 1.0 запустить и потом 11.0 и запустить). Т.е. если требуется передать параметры других типов, то их все нужно дописать перед списком предполагаемых неизвестных.
      Например void MyFunc(float x, char S[],int n,…), после чего с первыми работать в обычной манере, а с теми что после n с помощью указателя на int и, соответственно, передавать туда параметры с тем же типом, что и у этого n (Исходя из логики того, что тип указателя должен совпадать с типом объекта на адрес которого указатель ссылается).

Variadic templates. Шаблоны с переменным числом аргументов. С++11

В С++ существует возможность создания функции с переменным числом аргументов. В С++11 способ создания такой функции возымел новый способ. Стало возможным задать шаблон с переменным количеством аргументов. Шаблоны функций — это такая замечательная вещь, которая умеет подставлять типы под переменные внутри функции.

  • Шаблоны с переменным числом аргументов предоставляют средство создания шаблонных функций и шаблонных классов, которые принимают переменное количество аргументов.

Это может быть полезным когда число параметров для передачи в функцию заранее неизвестно. Напишем простой код, который только выводит на экран переменные, отданные в шаблонную функцию.
Своеобразный прием "HELLO WORLD" для появившейся возможности.

Для начала опишем простую шаблонную функцию

Чтобы знакомиться с этой темой, нужно хорошо понимать, что это такое. Иначе имеет смысл перейти к знакомству с шаблонами. В функцию foo придет какое-то данное определенного типа, а функция сама распознает нужный тип своего аргумента и выполняет подстановку этого типа. Это вкратце. Но эта функция для одного аргумента. Если аргументов от одного до ста, то уже не совсем приятно перегружать более сотни функций. И в каждой из них описывать приблизительно одинаковый код. Это должно быть интуитивно понятно, как тяжело сделать и исправлять. Ведь исправление одного зачастую повлечет исправление каждой из функций.
Чтобы избежать подобной участи, в С++11 добавлена возможность рассказать шаблонным функциям и классам, что число аргументов и типы этих аргументов заранее неизвестны.

Чтобы это рассказать, нужно использовать такой синтаксис

Здесь используется мета-операция троеточие. В этом синтаксисе можно подумать, что args — это переменная типа Args, когда Args — это тип, распознанный шаблоном. Это близко к действительности, но это не так. Args и args — это пакеты параметров.

Сейчас мое пояснение. (Оно может быть ошибочным).
В шаблоне получается один целостный тип из множества типов, отданных в функцию. Сам по себе он один тип. Просто состоит из составных частей, где каждая часть является отданным в функцию типом. Вот так и получается, что тип для шаблона будет один. Этот один тип и назван пакетом (упаковкой, паком). Как угодно можно назвать. Просто внутри себя он полностью наполнен типами. А внутри функции объявлена переменная, тип которой и есть список типов (пакет). Так как с троеточия начинать объявление типов нельзя, то троеточие внутри функции указано после типа (справа от Args), а само по себе троеточие обозначает, что это не отдельная переменная одного конкретного типа, а принадлежность этой переменной к одному из типов внутри пакета.
Конец моего пояснения.

Показанный выше синтаксис шаблонной функции будет соответствовать любому из вызовов функций

Пример компилируется и выполняется успешно в С++11 (на экран ничего не выводим)

  • Только параметры шаблонов и параметры функций могут быть пакетами параметров

С созданием шаблонов с переменным числом аргументов разобрались. Сами-то шаблоны создали, они работают. Следующий по логике вопрос: "Как работать с такими аргументами"
Привычными приемами (типа взятия индекса c помощью []) тут работать не выйдет. Никаких средств индексирования не существует. Для того, чтобы "копнуть в пакет" и вытащить оттуда тип, существует возможность распаковки пакета. Чтобы распаковать пакет, нужно справа от пакета (пакета параметра функции) поставить троеточие. А чтобы обработать такой распакованный пакет, можно использовать функцию. Кроме использования функций существуют и другие способы. Один из них я продемонстрирую сейчас, но все другие способы здесь оговариваться не будут. Для начала надо разобраться с наиболее коротким и наиболее употребляемым вариантом. Но он чуть позднее.

Один из способов для демонстрации, как можно использовать распакованный пакет. Я надеюсь, что он хорошо покажет, что понимается под пакетом и чем является распакованный пакет.

Вот такой вот пример.

Распакованный пакет можно передавать вовнутрь функций. А это обозначает, что можно использовать рекурсивные вызовы с использованием распаковки. Выглядит это так.

Такой код компилируется, запускается и аварийно завершается. Здесь рекурсия никогда не заканчивается, а бесконечная рекурсия в принципе невозможна. При каждом новом вызове функции в функцию отдается один и тот же пакет. Для каждого нового вызова новая порожденная функция забирает весь пакет полностью. Заканчивается место в стеке и "приплыли". Но смысл показанного в том, чтобы показать, что такое написание в С++11 допускается. Тут нужно рассказать компилятору когда заканчивать рекурсию. Чтобы научить компилятор заканчивать рекурсию, используют не сложный трюк. Нужно при каждом новом вызове функции обрабатывать первый аргумент, а оставшуюся часть без первого аргумента упаковывать в пакет. Делается это не сложно. Нужно объяснить в шаблоне, что первый аргумент — это обычный тип данных, а остальная часть пакет. Тогда на каждом новом витке рекурсии, из пакета будет вытащен первый аргумент, у него будет распознан тип, а остальной пакет будет пакетом из оставшихся аргументов. Синтаксически выглядит это так:

Этот код не будет скомпилирован. Причина его некомпиляции проста. В функции, на одном из витков рекурсии не остается ни одного из параметров. А есть ли у нас функции без аргументов? В том-то и дело, что таких функций у нас нет, поэтому компилятор в тупике. Он не понимает, что надо вызывать. Нужно ему помочь и описать такую функцию.

Теперь всё работает. В зависимости от ситуации может может потребоваться перегрузка функции с одним аргументом, а не функции без аргументов, тогда и перегружать надо немного по другому

  • Хочу заметить, что в функцию могут передаваться большие объекты. Тогда нужно описывать функции таким способом, чтобы аргументы принимались по ссылке и соответственно, чтобы передавать их было можно в такие функции.

И в завершении темы, привожу два примера. Они демонстрируют возможную зависимость от ситуации. А заодно закрепляют эти важные познания С++

1. Выводим на экран переменные. Заранее неизвестное количество. Заранее неизвестны типы.

2. Считаем сумму

Шаблоны функций. Аргументы по умолчанию. С++11

Это небольшая статья показывает маленький фокус с обработкой матриц. До С++11 обработка двумерных и более мерных матриц внутри функций требовала того, чтобы программисты С++ явно указывали саму матрицу и ее размеры. Либо использования двумерного массива как одномерного, либо другого извращенного варианта. Язык С++ развивается и дополняется различными возможностями. С одной стороны это плохо, с другой удобства — это удобства. Поэтому простой прием обработки двумерного статически создаваемого массива внутри функции.

У нас с Вами будет очень простая задача. Показать двумерный массив на экране при помощи функции.

Вот наш массив

int m[3][3] {{ 1, 2, 3}, {4, 5, 6}, { 8, 9, 10}};

Прошу заметить, что это не массив **, а массив [][], т.е. статически создаваемый. Вот этот массив мы и будем выводить на экран. Начнем с самого простого способа, используя возможности С++11.

Благодаря тому, что количество строк и столбцов в этом массиве одинаковое, можно обработать его с помощью функции очень даже простым способом.

Из-за того, что размеры строк и колонок одинаковые, нам не нужно дополнительно узнавать сколько там у массива получилось в пустых скобках. Мы ведь итак знаем, что у него число строк и колонок одинаковое. Удивительно, но этот код прекрасно работает благодаря тому, что мы использовали шаблон, в котором указали аргумент по умолчанию.

Но что делать, если массив не такой "ровный", а прямоугольный, где число строк и колонок разнится. То, что массив способен распознать часть своего размера не обозначает, что это сможем сделать мы, да и этот показанный прием даст сбой. Вот пример такого сбоя.

И на экране нет массива! Сбой, прием не работает. Это не сбой, это наша (в текущей ситуации моя) ошибка. Достаточно посмотреть, что получается в size1 и в size2 с помощью cout. (Думаю, это Вы осилите и без моей помощи). Получим массив [0][4]. Когда функция foo инстанирует шаблон, то этот шаблон создаст массив m[0][4], а это совсем не наш [3][4]. Вы же можете создать, например, нулевой массив int Arr[0][0]; А заполнить? Но то только пол беды. А если бы и не ноль строк, узнать число элементов сам массив может и может, а мы вот по идее не можем. Внутри функции получается указатель, а размер указателя — это не размер массива. В первом успешном варианте нас спасло то, что мы знали, что число строк и колонок одинаковое, а сейчас-то нам число строк неизвестно совсем. Но, решение есть и оно, как оказывается, очень даже не сложное. Я для наглядности size1 и size2 поменяю на Row и Col соответственно, это не должно Вас смутить.

Несложно же. И это работает. До C++11 компиляторы не захотят компилировать эти коды, но время не стоит на месте. В завершении приведу еще один пример, не знаю насколько он полезен или же бесполезен, но он может оказаться весьма интересным для изучения возможностей языка C++. Вернем ссылку на двумерный массив.

static нужен для того, чтобы по завершению работы функций, массив не самоубился. Вспоминаем о том, что все локальные переменные, созданные внутри функции по завершению функции умирают. А массив — это переменная. Поэтому в этом варианте ключевое слово static очень нам пригодилось.

Указатель на функцию

Пример описывает то, что рассказывали Дейтелы в своей книге по обучению программирования средствами C++. Я буду описывать чуть по своему, используя Visual Studio Express 2012. В любом случае этот пример — это пример Харви и Пола Дейтела

Тема в их книге называется как «Указатели на функции» и в моей книге идет как раздел 5.11.
Сама книга Дейтел Х., Дейтел П. — Как программировать на C++(3rd)(2001)

В этом примере создается массив, который в зависимости от выбора пользоватея сортируется по убыванию или же возрастанию. Так как я пишу для совсем новичков, то я опишу поэтапно.

Чтобы сортировать какой-то массив, нужно этот массив создать и заполнить значениями, с этого и начинается написание программы по сортировке массива. Пишется код.
Код Visual Studio

После написания такого кода возникает необходимость отображения массива на экране. Если подумать, то мы будем показывать исходный массив, будем показывать модифицированный. Одна операция будет выполнена как минимум дважды, а это плохо при написании всего в одну кучу, потому что увеличивает количество строк кода программы, следовательно увеличивает время написания программы и следовательно повышает вероятность ошибок и усложняет поиск ошибок. На таком маленьком коде — это едва заметно, но постепенно код будет расти и чем больше будет, тем это будет заметнее. У хорошей программы как и у хорошего здания должен быть крепкий фундамент, поэтому выносим операцию отображения массива на экране в отдельную функцию.
Код Visual Studio

Прежде чем описывать дальше, я поясню маленький код, который будет использован в программе и может вызвать некоторое непонимание своей работы.
Код Visual Studio

Продолжая описание темы, предупреждаю, что алгоритм пузырьковой сортировки должен быть вам уже знаком, потому что иначе понять материал достаточно сложно. Далее я добавляю сразу три функции в основной код. Две из них — это функции, указатель для которых будет использован, а третья — пузырьковая сортировка.
Код Visual Studio

  • Имя функции — начальный адрес её кода
  • * имеет приоритет ниже чем круглые скобки, поэтому указатель на функцию нужно заключать в скобки
  • int *func(int a,int b) — Функция принимает два параметра на целое и возвращает указатель на целое
  • int (*func)(int a,int b) — Указатель на функцию с двумя параметрами, каждый параметр — целое

Указатели. Массив указателей на функции

Трудно понимать указатели, но указатели понимать нужно. Одна из отдельных тем в программировании C++ — это тема указателей на функции. Что это такое? Зачем нужно, как использовать. Сам по себе указатель вызывает массу непониманий и массу вопросов, а тут еще массив зачем-то с функциями к нему. (Я о теме)

Массив указателей на функции можно использовать в разных целях. Один из вариантов такого использования — это если, к примеру, у вас в коде есть одна куча разных функций, но схожих по смыслу и другая куча разных функций, не похожих на первые функции, но похожих друг на друга. Вот можно похожие функции собрать в массив и потом уже вызывать из массива. Не возьмусь утверждать, но скорее всего так будет проще не запутаться. Я не буду приводить пример с десятками функций, а приведу один из простейших.

Код Visual Studio

Чтобы этот материал лучше окреп в сознании, возьмем еще 1 пример. В этом примере программа будет вести себя в зависимости от того, что выбрал пользователь. Принципиально этот пример вообще ничем не отличается от вышеприведенного, но может помочь понять то, что не получилось понять с первого раза.

Код Visual Studio

  • (*P[my_choose])(my_choose);

P[my_choose] — выделяет указатель, расположенный в элементе массива с индексом my_choose
* — разыменовывает указатель, чтобы вызвать функцию
(my_choose) — my_choose передается в функцию как аргумент

Функции в С++ для начинающих. Рекурсия (2)

Чтобы не писать одну огромную статью, где будут многочисленные примеры рекурсии в C++ Напишу еще 1 пример рекурсии тут. По большому счету, кто понял основу и использование прямой рекурсии в своих функциях, могут пропустить этот материал. Здесь пример использования рекурсии, как в статье Функции в С++ для начинающих. Рекурсия

Задача 1 — С помощью рекурсии Вывести на экран факториал числа от 1 до N
Пишем код

ЭТАП №1 пишем пустую программу

Пустая программа создана, комментировать думаю не нужно

ЭТАП №2 пишем пишем саму рекурсивную функцию

Главный кусочек в программе рекурсии С++
return n*fact(n1)

Наша функция ведет перерасчет для получения предшествующего значения. Настоящим значением является параметр, переданный в n из точки вызова функции. Точка вызова нашей функции — это вызов её из основного блока программы. В нашем случае вызываем мы ее из функции int main()
Почему я пишу не следующее, а предшествующее. Когда числа умножаются, то сначала 0*1 тут наше настоящее значение 1, а ноль предыдущее значение расчета. В этом и есть вся суть рекурсии, настоящее значение мы вычисляем с помощью предшествующего, при этом предшествующее значение получено этим же вычислением. Компилятор сам вычисляет предшествующее значение и сам занимается хранением этого значения в памяти. От нас нужно только дать инструкции. Благодаря такой возможности компиляторов, функция встретив инструкцию на вызов самой себя (у нас fact(n1) ) не затирает параметр переданный в n для расчета функции. Параметр, переданный в n так и остается в памяти. При этом дополнительно определяется другая область памяти, в которой наша рекурсивная функция и выполняет рекурсивное вычисления для получения предшествующего результата.

Да простят меня программисты за столь разжеванное суждение. Приблизительно так получается воспринимают рекурсию новички.

Надеюсь этот материал блога С++ для начинающих стал кому-то полезным и помог понять базовое понятие рекурсивной функции в C++

Примечание. В этой статье как и в прошлой, я сделал вычисление не 1 до N, а до значения, введенного внутри программы. Смысл в том, что я не хотел писать лишнюю строчку кода и предполагал, что пользователь уже хорошо ориентируется в вводе данных и выводе их на экран.

Функции в С++ для начинающих. Прототипы

В статье Функции в C++ для начинающих для создания функций использован способ написания снизу вверх. Этот способ немного отличается от привычного обычным людям порядка идти от верха к низу. В C++ существует понятие Прототипы функций. В большом коде способ написания от низа к верху может заставить побегать по коду, как по лабиринту. При определённых умениях и навыках отладки это не страшно, но более привычное написание сверху вниз может повышать читаемость кода и создавать определённое удобство для собственного восприятия. Так понимаю я. Пугаться названия Прототипы функций C++ не нужно.

Напишем ту же программу, что и в прошлой статье. Только теперь строго сверху вниз.

Вот и всё. Такой подход позволяет писать программы сверху вниз. Главное обратить внимание на то, что объявление прототипа функции в С++ обязательно завершается точкой с запятой.
Нужно понимать, что в прототипе функции указывается тот тип, который будет использоваться для возвращаемого из функции объекта, а так же в прототипе указываются типы для параметров функции, такие типы, которые будут использованы внутри внутри функции для параметров. Прототип — это своеобразный скелет, который только обозначает, что где-то в коде будет использована функция, в которой этот скелет станет основой.

То же самое, но в другом виде.

ФУНКЦИЯ ПРОТОТИП
int my_function (int a) int my function (int);
void my_function(int a,int b,int c) void my_function(int,int,int);
  • Какой тип у функции — такой тип указывается и в прототипе.
  • Какие типы у параметров функции — такие типы указываются в скобках прототипа, в отличие от функций, в прототипах можно указывать только типы

Конечно, у начинающих изучение С++ могут возникнуть вопросы по изучению функций и прототипов, но найти ответы на эти вопросы не сложно. Очень важно понять, что такое функции и как их использовать.

Если написать вызов функции выше того места, где написано само тело функции, а прототипа для этой функции нет, то будет синтаксическая ошибка.
Если написать прототип, но не написать для него функцию — то компилятор сообщит об ошибке. Не любит С++ голых скелетов.

Это стоит учитывать.

Поиск

 
     

Яндекс.Метрика

НАГРАДИ АВТОРА САЙТА
WEBMONEY
R375024497470
U251140483387
Z301246203264
E149319127674

- Сынок, сходи в магазин? - А волшебное слово? - Отключу интернет! - Уже бегу!

Выражаю свою признательность

  • Максиму очень признателен за указание на мои ошибки и неточности.
  • Sergio ===> за оказание помощи в исправлении моих ошибок
  • Gen ===> за правильное стремление помочь другим новичкам и выявления моих ошибок