Функции (functions) в C++: перегрузки и прототипы

Привет, дорогой читатель! Вам, наверное, приходилось в программе использовать один и тот же блок кода несколько раз. Например, выводить на экран одну и ту же строчку. Для того, чтобы каждый раз не писать одинаковый блок кода в C++, присутствуют функции.

Сегодня мы разберем, что такое функции и как правильно их использовать в своей программе. Поехали!

Что такое функции

Функции — это блок кода, который вы можете использовать в любом участке вашей программы неограниченное количество раз. Например, в программе ниже мы выводим 2 строки (без применения функций):

А вот если бы мы использовали функции, то у нас получилось бы так:

Мы хотим, чтобы вы обратили внимание на увеличение количества строк в первой программе при выводе этих двух строк 5 раз.

Как видите, если правильно применять функции, то можно уменьшить программу в несколько раз. Но вы должны помнить — бессмысленно использовать функции без видимых оснований (например, если логика внутри функции слишком специфична).

Вашему компилятору будет совершенно без разницы, использовали вы функции или несколько раз вставили одинаковый блок кода, в итоге он выведет одинаковый результат.

Чтобы понять, как работают локальные переменные (например, переменные в функциях) и глобальные переменные, можете почитать данную статью.

Как создать функции в C++

Таким образом, чтобы создать функции, нужно использовать конструкцию, которая находится пониже:

Давайте разберем эту конструкцию:

Если вы не знали main() — это тоже функция.

Как вызывать функцию

Для вызова функций вам нужно использовать такую конструкцию:

Например, выше для вызова функции stroka() (эта функция находится выше) нам нужно использовать такую конструкцию:

Как видите, мы не вписывали аргументы в круглые скобки, так как мы их не указали при создании функции.

Зачем использовать функции

Практически все программисты на текущее время постоянно используют функции, поскольку это экономит их время и позволяет более интенсивно работать. Особенно хорошо отзываются те программисты, которые уже работали над большими проектами, имеющими тысячи строк кода за собой.

А если бы вы использовали функцию, которая выводила сообщение «Привет!», то тогда бы вам пришлось только найти эту функцию и изменить ее!

Перегрузка функций

В С++ вы можете создавать функции с одинаковыми именами. Вы наверно удивлены, что такое вообще возможно так, как если у нас будет 3 функции с одинаковыми именами и мы захотим вызвать одну из этих функций, то мы таким образом вызовем все 3 функции и получится полная каша. Но компилятор думает про это совершенно по-другому.

Все дело в том, что у каждой функции есть свое полное имя (или по-другому сигнатура). Параметры функции — это вся информация о функции. В эту информацию входят:

Именно поэтому компилятор считает функции с одинаковыми именами разными, если сигнатуры соответственно тоже разные.

Перегрузка функций — это создание функций с одинаковыми именами, но с разными сигнатурами (полными именами).

В примере ниже все функции разные, хотя и имена у них одинаковые:

Источник

Прототип функции

Прототипом функции в языке Си или C++ называется объявление функции, которое не содержит тело функции, но указывает имя функции, арность, типы аргументов и возвращаемый тип данных. В то время как определение функции описывает, что именно делает функция, прототип функции может восприниматься как описание её интерфейса.

В прототипе имена аргументов являются необязательными, тем не менее, необходимо указывать тип вместе со всеми модификаторами (например, указатель ли это или константный аргумент).

Содержание

Пример

В качестве примера, рассмотрим следующий прототип функции:

Этот прототип объявляет функцию с именем «foo», которая принимает один аргумент «n» целого типа и возвращает целое число. Определение функции может располагаться где угодно в программе, но определение требуется только в случае её использования.

Использование

Уведомление компилятора

Если функция предварительно не была объявлена, а её имя встречается в выражении, следующим за открывающей скобкой, то она неявно объявляется как функция, возвращающая результат типа int и ничего не предполагается о её аргументах. В этом случае компилятор не сможет выполнить проверку типов аргументов и арность, когда функция вызывается с некоторыми аргументами. Это потенциальный источник проблем. Следующий код иллюстрирует ситуацию, в которой поведение неявно объявленной функции не определено.

Функция «foo» ожидает аргумент целого типа, находящийся в стеке при вызове. Если прототип пропущен, компилятор не может это обработать и «foo» завершит операцию на некоторых других данных стека (вероятно, это будет обратный адрес или значение переменной, не входящей в область допустимых значений). Включением прототипа функции вы информируете компилятор о том, что функция «foo» принимает один аргумент целого типа и вы тем самым позволяете компилятору обрабатывать подобные виды ошибок.

Создание библиотечных интерфейсов

Путем помещения прототипов функций в заголовочный файл можно описывать интерфейс для библиотек.

Объявления класса

В C++ прототипы функций также используются в определении классов.

Ссылки

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Прототип функции» в других словарях:

Прототип — (от др. греч. πρῶτος первый и τύπος отпечаток, оттиск; прообраз, образец), Prototype: Прототип (когнитивная психология) абстрактный образ, воплощающий множество сходных форм одного и того же объекта или паттерна, наиболее… … Википедия

прототип — ПРОТОТИП (от греч. prototypon прообраз) в когнитивистике лучший представитель («лучший пример») когнитивной или языковой категории. Теория прототипов разрабатывалась параллельно в когнитивной психологии (Л.С. Выготский, Э. Рош),… … Энциклопедия эпистемологии и философии науки

WinMain — функция, в которой программист пишет основной код, который будет выполнять программа под Windows для подсистемы GUI. Эта функция вызывается из функции WinMainCRTStartup (находящейся в CRT), которая по умолчанию является точкой входа в программу… … Википедия

Объявление (информатика) — Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. (25 мая 2011) … Википедия

Strcpy — функция стандартной библиотеки языка программирования Си, для копирования нуль терминированной строки в заданный буфер. Содержание 1 Прототип функции 2 Возвращаемое значение … Википедия

Экспериментальная модель — Прототип (от греч. protos первый и typos отпечаток, оттиск) прообраз, образец, оригинал. Прототип м. греч. первообраз, начальный, основной образец, истинник. Прототипный, типический, первообразный, первообразцовый (Словарь Даля). Прототип в… … Википедия

D (язык программирования) — У этого термина существуют и другие значения, см. D. D Семантика: мультипарадигменный: императивное, объектно ориентированное, обобщённое программирование Тип исполнения: компилятор Появился в: 1999 Автор(ы) … Википедия

Feof — feof функция стандартной библиотеки языка Си, объявленная в заголовочном файле stdio.h. Ее основное назначение отличать случаи, когда операции потока достигают конца файла, от случаев, когда возвращается код ошибки EOF («конец файла» … Википедия

DLL — (англ. Dynamic link library динамически подключаемая библиотека) понятие операционных систем Microsoft Windows и IBM OS/2; динамическая библиотека, позволяющая многократное применение различными программными приложениями. K DLL… … Википедия

Источник

Прототипы функций

Объявление функции предшествует ее определению и указывает имя, тип возвращаемого значения, класс хранения и другие атрибуты функции. Чтобы объявление функции стало ее прототипом, оно должно также задавать типы и идентификаторы аргументов функции.

Синтаксис

declaration:
declaration-specifiers attribute-seq_opt init-declarator-list_opt ;

/* attribute-seq_opt поддерживается только компилятором Майкрософт */

declaration-specifiers:
storage-class-specifier declaration-specifiers_opt
type-specifier declaration-specifiers_opt
type-qualifier declaration-specifiers_opt

init-declarator-list:
init-declarator
init-declarator-list , init-declarator

init-declarator:
declarator
declarator = initializer

direct-declarator: /* Декларатор функции */
direct-declarator ( parameter-type-list ) /* Декларатор нового стиля */
direct-declarator ( identifier-list_opt ) /* Декларатор устаревшего стиля */

Прототип имеет ту же форму, что и определение функции, но завершается точкой с запятой сразу после закрывающей круглой скобки и поэтому не имеет тела. В любом случае возвращаемый тип должен соответствовать возвращаемому типу, указанному в определении функции.

Ниже перечислены важные случаи применения прототипов функций:

Без полных прототипов выполняются стандартные преобразования, но не производится попытка сравнения типа или количества аргументов с количеством параметров.

Прототипы используются для инициализации указателей на функции до определения этих функций.

Список параметров используется для проверки соответствия аргументов в вызове функции и параметров в ее определении.

Полные объявления параметров ( int a ) могут использоваться совместно с абстрактными операторами объявления ( int ) в одном объявлении. Например, следующее объявление является допустимым:

Прототип может содержать как тип, так и идентификатор для каждого выражения, которое передается в качестве аргумента. Однако область действия таких идентификаторов распространяется только до конца объявления. Прототип также может отражать тот факт, что число аргументов является переменным, или что никакие аргументы не передаются. Без такого списка выявление несоответствий невозможно, поэтому компилятор не может создавать соответствующие диагностические сообщения. Дополнительные сведения о проверке типов содержатся в статье Аргументы.

Чтобы исправить код, определите или объявите struct или union в глобальной области перед прототипом функции:

При использовании параметра /Ze этот тег будет по-прежнему находиться в глобальной области.

Источник

Урок №19. Прототип функции и Предварительное объявление

Обновл. 11 Сен 2021 |

На этом уроке мы рассмотрим прототип функции и предварительное объявление в языке С++.

Наличие проблемы

Посмотрите на этот, казалось бы, невинный кусочек кода под названием add.cpp:

Вы, наверное, ожидаете увидеть примерно следующий результат:

The sum of 3 and 4 is: 7

Но в действительности эта программа даже не скомпилируется. Причиной этому является то, что компилятор читает код последовательно. Когда он встречает вызов функции add() в строке №5 функции main(), он даже не знает, что такое add(), так как это еще не определили! В результате чего мы получим следующую ошибку:

add: идентификатор не найден

Чтобы устранить эту проблему, мы должны учитывать тот факт, что компилятор не знает, что такое add(). Есть 2 решения.

Решение №1: Поместить определение функции add() выше её вызова (т.е. перед функцией main()):

Таким образом, при вызове функции add() в функции main(), компилятор будет знать, что это такое. Так как это простая программа, то внести подобные изменения несложно. Однако в программах, содержащих большое количество строк кода, это может быть утомительно — узнавать кто кого вызывает и в каком порядке (чтобы соблюсти правильную последовательность).

Прототипы функций и Предварительное объявление

Решение №2: Использовать предварительное объявление.

Предварительное объявление сообщает компилятору о существовании идентификатора ДО его фактического определения.

В случае функций, мы можем сообщить компилятору о существовании функции до её фактического определения. Для этого нам следует использовать прототип этой функции. Прототип функции (полноценный) состоит из типа возврата функции, её имени и параметров (тип + имя параметра). В кратком прототипе отсутствуют имена параметров функции. Основная часть (между фигурными скобками) опускается. А поскольку прототип функции является стейтментом, то он также заканчивается точкой с запятой.

Источник

Прототип функции

В общем виде прототип функции должен выглядеть таким образом:

Использование имен параметров не обязательно. Однако они дают возможность компилятору при наличии ошибки указать имена, для которых обнаружено несоответствие типов, так что не поленитесь указать этих имен — это позволит сэкономить время впоследствии.

Следующая программа показывает, насколько ценными являются прототипы функций. В ней выводится сообщение об ошибке, происходящей из-за того, что программа содержит попытку вызова sqr_it() с целым аргументом, в то время как требуется указатель на целое.

В качестве прототипа функции может также служить ее определение, если оно находится в программе до первого вызова этой функции. Вот, например, правильная программа:

Имеется небольшая, но важная разница в том, как именно в С и C++ обрабатывается прототип функции, не имеющей параметров. В C++ пустой список параметров указывается полным отсутствием в прототипе любых параметров. Например,

Таким образом компилятор узнает, что у функции нет параметров, и любое обращение к ней, в котором имеются аргументы, будет считаться ошибкой. В C++ использование ключевого слова void внутри пустого списка параметров также разрешено, но считается излишним.

Прототипы функций позволяют «отлавливать» ошибки еще до запуска программы. Кроме того, они запрещают вызов функций при несовпадении типов (т.е. с неподходящими аргументами) и тем самым помогают проверять правильность программы.

И напоследок хотелось бы сказать следующее: так как в ранних версиях С синтаксис прототипов в полном объеме не поддерживался, то в С прототипы формально не обязательны. Такой подход необходим для совместимости с С-кодом, созданным еще до появления прототипов. Но если старый С-код переносится в C++, то перед компиляцией этого кода в него необходимо добавить полные прототипы функций. Помните, что хотя прототипы в С не обязательны, но они обязательны в C++. Это значит, что каждая функция в программе на языке C++ должна иметь полный прототип. Поэтому при написании программ на С в них указываются полные прототипы функций — именно так поступает большинство программистов, работающих на этом языке.

Старомодные объявления функций

В «ранней молодости» языка С, еще до создания прототипов функций, все-таки была необходимость сообщить компилятору о типе результата функции, чтобы при вызове функции был создан правильный код. (Так как размеры разных типов данных разные, то размер типа результата надо было знать еще до вызова функции.) Это выполнялось с помощью объявления функции, не содержащего никакой информации о параметрах. С точки зрения теперешних стандартов этот старомодный подход является архаичным. Однако его до сих пор можно найти в старых кодах. По этой причине важно понимать, как он работает.

Согласно старомодному подходу, тип результата и имя функции, как показано ниже, объявляются почти что в начале программы:

Общий вид старомодного оператора объявления функции такой:

Обратите внимание, что список параметров пустой. Даже если функция принимает аргументы, то ни один из них не перечисляется в объявлении типа.

Как уже говорилось, старомодное объявление функции устарело и не должно использоваться в новом коде. Кроме того, оно несовместимо с C++.

Источник