שפת C/פונקציות: הבדלים בין גרסאות בדף

תוכן שנמחק תוכן שנוסף

בשורה

גרסה מ־09:45, 16 באפריל 2010

פונקציה היא אוסף של פקודות המיועדות כולן למטרה פרטנית ומוגדרת היטב. פונקציה יכולה לקבל מידע מהתוכנית בצורת משתנים, ולהחזיר מידע לתוכנית.

הצורך בפונקציות

נניח שאנו כותבים תוכנית קטנה להמרת מעלות מ-Celsius ל-Fahrenheit (ראה גם כאן וכאן). התכנית תתחיל בכך שתדפיס את התרגום למעלות Fahrenheit של מעלות ה-Celsius בערכים 0, 4, 8, ..., 40, ולאחר מכן תבקש מהמשתמש מעלה ב-Celsius, ותדפיס את ערכו ב-Fahrenhei. נרשום את התוכנית כך:

#include <stdio.h>

int main()
{
  int c, f;

  for(c = 0; c <= 40; c += 4)  
  {
    f = 1.8 * c + 32;
  
    printf("%d in Celsius is %d in Fahrenheit\n", c, f);
  }

  printf("Enter degrees in Celsius: ");
  scanf("%d", &c);
  
  f = 1.8 * c + 32;
  
  printf("This is %d in Fahrenheit\n", f);
  
  return 0;
}

נוכל לשים לב שהשורה

f = 1.8 * c + 32;

מופיעה פעמיים בתוכנית. זהו דבר בעייתי:

בכל פעם שנגיע לשורה, נצטרך להיזכר מחדש מה משמעות הביטוי החשבוני.
אם יתברר לנו ששגינו (לדוגמה, העתקנו מספר בצורה לא נכונה את נוסחת ההמרה), נצטרך למצוא את כל המקומות בהם טעינו, ולתקן כל אחד מהם.

ככל שהתוכנית ארוכה ומסובכת יותר, הבעייתיות בדברים כאלה גדלה.

בפרק זה נלמד לפרק תוכניות לפונקציות, שכל אחת מהן מבצעת פעולה אחת מוגדרת. כך, לדוגמה, נגדיר פונקציה הממירה מעלות כך:

float celsius_to_fahrenheit(float celsius)
{
  return 1.8 * celsius + 32;
}

פונקציות שכבר ראינו

אם כי זה הפרק הראשון העוסק בפונקציות, כבר נתקלנו בפונקציות בפרקים קודמים. הבה ניזכר בהן.

הפוקנציה main

כל תוכנית בשפת C חייבת לכלול את הפונקציה main. זוהי הפונקציה הראשונה שמורצת כאשר מורצת התוכנית, וכאשר מסתיימת הרצתה, מסתיימת הרצת התוכנית.

אנו ראינו אותה בגרסה הזו:

int main()
{
  <body>
}

(לפונקציה גם גירסאות בהן היא מקבלת ארגומנטים, אך לא נדון בכך כעת.) אפשר לראות שהפונקציה מחזירה מספר שלם. לפי חוקי השפה, יש להחזיר את הערך 0 אם הכל התנהל כשורה, וערך שאינו 0 אם משהו השתבש.

^[1]

כדאי לדעת:

אין מוסכמה חד משמעית לגבי השאלה מהו "שיבוש" שחל בזמן ריצת התוכנית. עם זאת, להלן מספר אפשרויות סבירות:

הקצאת משאבים כלשהי, לדוגמה הקצאת זיכרון, נכשלה באופן שאינו מאפשר להמשיך בריצה.
המשתמש העביר קלט חסר משמעות.

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

[[קובץ:

כיתוב תמונה

]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]===פונקציות פלט וקלט===

בפלט וקלט ראינו כבר את הפונקציות printf, scanf, putchar, ו getchar.

==הצהרה על פונקציות== נתבונן בתוכנית הבאה: <source lang = "c"> #include <stdio.h> int main() { int a, b; printf("Enter two numbers:\n"); scanf("%d %d", &a, &b); print_bigger( a, b ); return 0; } void print_bigger(int x, int y) { if (x>y) printf("%d",x); else printf("%d",y); } </source> לכאורה, הכל בסדר בתוכנית. ראשית מתחילה לפעול (כתמיד) הפונקציה main. כאשר מגיעים לשורה <source lang = "c"> print_bigger( a, b ); </source> תיקרא הפונקציה print_bigger, ולאחר שתסתיים הקריאה לפונקציה, תחזור התוכנית ל-main. על אף שהכל נראה בסדר, המהדר יודיע שבתוכנית יש שגיאה. כאשר המהדר מגיע לשורה הקוראת ל-print_bigger, הוא עדיין לא יודע שיש פונקציה כזאת - היא מוגדרת מאוחר יותר בקובץ. המהדר יתלונן שאין פונקציה כזו. לדוגמה, המהדר [http://gcc.gnu.org gcc] מתלונן כך: <source lang = "c"> main.c: In function ‘main’: main.c:11: warning: implicit declaration of function ‘print_bigger’ </source> כמובן שנוכל לפתור את הבעיה על ידי החלפת סדר הפונקציות, אך לא תמיד הדבר אפשרי: נראה כך בהמשך ב[[שפת C/פונקציות#פונקציות רקורסיביות|פונקציות רקורסיביות]] ו[[שפת C/מודולים|מודולים]]. פתרון מקובל אחר, הוא להשאיר את הסדר כפי שהוא, אך ''להצהיר'' על הפונקציה print_bigger לפני הפונקציה main, כך שהמהדר ידע על קיומה ועל האופן שבו היא צריכה להקרא. הצהרה כזאת ([[w:en:Declaration (computer science)|declaration]] בלעז) מתבצעת על ידי כתיבת האב-טיפוס ([[w:en:function_prototype|prototype]] בלעז) של הפונקציה, כלומר: הטיפוס המוחזר, שם הפונקציה וטיפוסי הפרמטרים, עם נקודה-פסיק בסוף. במקרה שלנו, לדוגמה, ההצהרה תראה כך: <source lang = "c"> void print_bigger(int x, int y); </source> כעת, אם ההצהרה מופיעה לפני הקריאה לפונקציה, נוכל לכתוב את הגדרת הפונקציה (definition בלעז) אפילו אחרי הקריאה לפונקציה, והתוכנית עדיין תעבור הידור ותרוץ כנדרש: <source lang = "c"> #include <stdio.h> /* This is a declaration. */ void print_bigger(int x, int y); int main() { int a, b; printf("Enter two numbers:\n"); scanf("%d %d", &a, &b); print_bigger( a, b ); return 0; } /* And here is the definition. */ void print_bigger(int x, int y) { if (x>y) printf("%d",x); else printf("%d",y); } </source>הפענוח נכשל (שגיאת תחביר): {\displaystyle [[מדיה:formula]][[קובץ: == PictureFileName.jpg|left|thumb|250px|כיתוב תמונה == [[מדיה:[[מדיה:Example.ogg]][[מדיה:[[מדיה:Example.ogg]][[מדיה:[[מדיה:Example.ogg]][[מדיה:Example.ogg]]]]]]]]]]}

פונקציות רקורסיביות

שקלו לדלג על נושא זה

מומלץ לשקול לדלג על נושא זה בפעם הראשונה בה נתקלים בו, ולחזור אליו רק לאחר מעבר כללי על כל הספר.

פונקציה היא רקורסיבית אם היא קוראת לעצמה. לשפת C אין כללים מיוחדים לפונקציות רקורסיביות - הגדרותיהן, והקריאות להן ומהן, דומות לאלו של פונקציות לא רקורסיביות.

לדוגמה, להלן פונקציה לא רקורסיבית לחישוב עצרת:

unsigned long factorial(unsigned int n)
{
  unsigned long fact = 1;
  unsigned int i;

  for(i = 1; i <= n; ++i)
   fact *= i;

  return fact;
}

ולהלן פונקציה רקורסיבית לחישוב עצרת:

unsigned long factorial(unsigned int n)
{
  if(n == 0)
    return 1;
    
  return n * factorial(n - 1);
}

או בצורה קצרה יותר:

unsigned long factorial(unsigned int n)
{
  return n == 0? 1 : n * factorial(n - 1);
}

בדיקה

^ לעתים אפשר לראות את הפונקציה main מוגדרת כך: void main() כלומר, בגרסה שאינה מחזירה ערך. מדובר בשגיאה.

[1] לעתים אפשר לראות את הפונקציה main מוגדרת כך: void main() כלומר, בגרסה שאינה מחזירה ערך. מדובר בשגיאה.

[1]