Зона Ардуино: О функциях для программ управления

Функция — это самостоятельная единица программы, которая спроектирована для реализации конкретной подзадачи. 
Функция является подпрограммой, которая может содержаться в основной программе, а может быть создана отдельно (в библиотеке). Каждая функция выполняет в программе определенные действия.

Сигнатура функции определяет правила использования функции. Обычно сигнатура представляет собой описание функции, включающее имя функции, перечень формальных параметров с их типами и тип возвращаемого значения.

Семантика функции определяет способ реализации функции. Обычно представляет собой тело функции.

 Определение функции

Каждая функция в языке Си должна быть определена, то есть должны быть указаны:

• тип возвращаемого значения;
• имя функции;
• информация о формальных аргументах;
• тело функции.

 
Определение функции имеет следующий синтаксис:

Тип Возвращаемого Значения Имя_Функции(СФА)

{

   ТелоФункции;

  ...

  return(ВозвращаемоеЗначение);

}

//СФА - (Список_Фактических_Аргументов)

Пример: Функция сложения двух вещественных чисел

float function(float x, float z)
{
  float y;
  y=x+z;
  return(y);
}

В указанном примере возвращаемое значение имеет тип float. В качестве возвращаемого значения в вызывающую функцию передается значение переменной y. Формальными аргументами являются значения переменных x и z.

Если функция не возвращает значения, то тип возвращаемого значения для нее указывается как void. При этом операция return может быть опущена. Если функция не принимает аргументов, в круглых скобках также указывается void.

Различают системные (в составе систем программирования) и собственные функции.

Системные функции хранятся в стандартных библиотеках, и пользователю не нужно вдаваться в подробности их реализации. Достаточно знать лишь их сигнатуру. Примером системных функций, используемых ранее, являются функции printf() и scanf().

Собственные функции - это функции, написанные пользователем для решения конкретной подзадачи.

Разбиение программ на функции дает следующие преимущества:

• Функцию можно вызвать из различных мест программы, что позволяет избежать повторения программного кода.
• Одну и ту же функцию можно использовать в разных программах.
• Функции повышают уровень модульности программы и облегчают ее проектирование.
• Использование функций облегчает чтение и понимание программы и ускоряет поиск и исправление ошибок.

 
С точки зрения вызывающей программы функцию можно представить как некий "черный ящик", у которого есть несколько входов и один выход. С точки зрения вызывающей программы неважно, каким образом производится обработка информации внутри функции. Для корректного использования функции достаточно знать лишь ее сигнатуру.

Общий вид вызова функции:

 

Переменная = Имя_Функции(СФА); 

Фактический аргумент — это величина, которая присваивается формальному аргументу при вызове функции. Таким образом, формальный аргумент — это переменная в вызываемой функции, а фактический аргумент — это конкретное значение, присвоенное этой переменной вызывающей функцией. Фактический аргумент может быть константой, переменной или выражением. Если фактический аргумент представлен в виде выражения, то его значение сначала вычисляется, а затем передается в вызываемую функцию. Если в функцию требуется передать несколько значений, то они записываются через запятую. При этом формальные параметры заменяются значениями фактических параметров в порядке их следования в сигнатуре функции.

 Возврат в вызывающую функцию

По окончании выполнения вызываемой функции осуществляется возврат значения в точку ее вызова. Это значение присваивается переменной, тип которой должен соответствовать типу возвращаемого значения функции. Функция может передать в вызывающую программу только одно значение. Для передачи возвращаемого значения в вызывающую функцию используется оператор return в одной из форм:

return(Возвращаемое_Значение);

return Возвращаемое_Значение;

Действие оператора следующее: значение выражения, заключенного в скобки, вычисляется и передается в вызывающую функцию. Возвращаемое значение может использоваться в вызывающей программе как часть некоторого выражения.

Оператор return также завершает выполнение функции и передает управление следующему оператору в вызывающей функции. Оператор return не обязательно должен находиться в конце тела функции.

Функции могут и не возвращать значения, а просто выполнять некоторые вычисления. В этом случае указывается пустой тип возвращаемого значения void, а оператор return может либо отсутствовать, либо не возвращать никакого значения:

return;

В языке Си нельзя определять одну функцию внутри другой.

В языке Си нет требования, чтобы семантика функции обязательно предшествовало её вызову. Функции могут определяться как до вызывающей функции, так и после нее. Однако если семантика вызываемой функции описывается ниже ее вызова, необходимо до вызова функции определить прототип этой функции, содержащий:

• тип возвращаемого значения;
• имя функции;
• типы формальных аргументов в порядке их следования.

 
Прототип необходим для того, чтобы компилятор мог осуществить проверку соответствия типов передаваемых фактических аргументов типам формальных аргументов. Имена формальных аргументов в прототипе функции могут отсутствовать.

Рекурсивные функции

Функция, которая вызывает сама себя, называется рекурсивной функцией.

Рекурсия - вызов функции из самой функции.
Математические функции

Математические функции хранятся в стандартной библиотеке math.h. Аргументы большинства математических функций имеют тип double. Возвращаемое значение также имеет тип double.
Углы в тригонометрических функциях задаются в радианах.