Procedures, functions and structured programming

เทปของ routines ที่ใครก็ยืมได้

• ถึงปี 1951 ทีม EDSAC ในเคมบริดจ์เก็บ library ของ subroutines ไว้บนเทปกระดาษเจาะรู: รากที่สอง, การพิมพ์, logaritms โปรแกรมใด ๆ สามารถอ่านเข้าไปและเรียกใช้ได้
• สิ่งที่ยากคือการกลับมา David Wheeler's trick, "Wheeler jump", เก็บที่อยู่การคืนค่าเพื่อให้ routine กลับไปที่จุดที่ถูกเรียกจากได้
• ทุก function call ที่คุณเขียนวันนี้ทำสิ่งเดียวกัน, และทุก language library สืบเนื่องมาจากเทปนั้น
• บทเรียนนี้คือ procedures และ functions: วิธีนิยาม, วิธีส่งค่าเข้าออก, และวิธีเขียนหนึ่งแบบที่ Paper 2 ให้คะแนน

Procedures และ functions

• Structured programming สร้างโปรแกรมจาก subroutines ขนาดเล็กที่มีชื่อ, แต่ละตัวมีงานเดียว
• ** Procedure ** คือบล็อกที่มีชื่อซึ่งดำเนินการและไม่ส่งค่ากลับ: PROCEDURE Greet(Name : STRING) … ENDPROCEDURE, เรียกใช้ด้วย CALL Greet("Ada").
• ** Function ** ส่งค่ากลับมาซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนิพจน์: FUNCTION Square(X : INTEGER) RETURNS INTEGER … RETURN X * X … ENDFUNCTION, ใช้ใน Result ← Square(5) + 1.

Workspace (กระบวนการ) ทำสิ่งใดสิ่งหนึ่ง; Function (ฟังก์ชัน) ส่งค่ากลับคืน

เมื่อใดควรใช้แต่ละแบบ

• ** Procedure ** เมื่อต้องการชุดขั้นตอนเดียวกันหลายจุด: ตรวจสอบข้อมูลเข้า, แสดงเมนู, สลับค่าสองตัว เขียนขั้นตอนครั้งเดียวแล้วเรียกตามชื่อ
• ** Function ** เมื่อต้องคำนวณค่าหนึ่งแล้วนำไปใช้ในนิพจน์: ผลรวม, ค่า TRUE/FALSE, หรือค่าที่มากกว่าของสองจำนวน ค่าที่ส่งกลับมาจะแทนที่การเรียกใช้
• ใช้ Subroutine เมื่อมีตรรกะปรากฏในหลายที่, บล็อกมีวัตถุประสงค์ที่ชัดเจน, โปรแกรมซับซ้อนพอที่ต้องการ ** Decomposition **, หรือเมื่อต้องการทดสอบชิ้นส่วนหนึ่งโดยอิสระ

Parameters, Arguments และ Interface

• ** Parameters ** คือตัวแปรที่ Subroutine ประกาศเพื่อรับค่า ส่วนค่าที่ผู้เรียกให้มาคือ ** Arguments **
• ** Header ** คือบรรทัดแรก: PROCEDURE Name(Param : TYPE) หรือ FUNCTION Name(Param : TYPE) RETURNS TYPE ** Interface ** หรือ ** Signature ** คือชื่อ, parameters ตามลำดับพร้อมชนิด, และชนิดที่ส่งกลับมา: ทุกสิ่งที่ผู้เรียกต้องรู้
• ** Return value ** คือสิ่งที่ Function ส่งกลับมาพร้อมกับ RETURN

ตัวอย่างฝึกหัด: อธิบายแต่ละคำใน Header

Pass by Value และ Pass by Reference

• ** Pass by Value **: Routine ได้รับ ** Copy **, ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงภายในจะไม่ส่งผลต่อผู้เรียก ใช้สำหรับ Input ที่ Routine อ่านเพียงอย่างเดียว
• ** Pass by Reference **:Routine ได้รับ Ref ของตัวแปรของผู้เรียกเอง ดังนั้นการเปลี่ยนแปลง ** จะ ** ส่งผลต่อผู้เรียก ใช้เมื่อ Routine ต้องอัปเดต Argument เช่นใน Swap
• Cambridge เขียน Mode ใน Header, BYVAL หรือ BYREF, ก่อนแต่ละ Parameter หากไม่เขียนอะไร BYVAL จะถูกสมมติไว้

สำเนา, หรือลิงก์ไปยังตัวแปรของผู้เรียกใช้

ตัวอย่างฝึกหัด: ผลลัพธ์คืออะไร?

PROCEDURE Adjust(BYREF X : INTEGER, BYVAL Y : INTEGER)
    X <- X + Y
    Y <- Y * 2
ENDPROCEDURE
A <- 5
B <- 3
CALL Adjust(A, B)
OUTPUT A, B

ตัวแปร Local และ Global

• ** Local variable ** ถูกประกาศภายใน Subroutine และมีอยู่เฉพาะขณะทำงาน; ** Global variable ** ถูกประกาศภายนอกและมองเห็นได้ทุกที่ พื้นที่ที่ชื่อนั้นมองเห็นได้เรียกว่า ** Scope ** ของมัน
• แนะนำให้ใช้ Locals:同一 Identifier สามารถใช้ซ้ำในที่อื่นโดยไม่ขัดแย้ง, ค่าไม่สามารถเปลี่ยนโดยไม่ตั้งใจโดยส่วนอื่นของโปรแกรม, หน่วยความจำจะถูกปลดปล่อยเมื่อกลับคืน, และ Subroutine มีความสมบูรณ์ในตัวเอง
• Local ถูกสร้างใหม่ทุกครั้งที่เรียกใช้ ดังนั้นจึงไม่สามารถเก็บค่าระหว่างครั้งเรียกได้ Routine ที่สร้าง string ต่อเนื่องหลายครั้งจำเป็นต้องใช้ string นั้นเป็น Global หรือส่งเข้า BYREF

Global (ตัวแปรสากล) เข้าถึงได้ทุกที่; Local (ตัวแปรเฉพาะที่) มีอยู่ภายใน subroutine ของมันเองเท่านั้น

เปลี่ยน Procedure เป็น Function

• เปลี่ยน PROCEDURE เป็น FUNCTION และเพิ่ม RETURNS <type> ลงใน Header
• แทนที่ OUTPUT, หรือ BYREF Parameter ที่นำผลลัพธ์ออก, ด้วยคำสั่ง RETURN
• เปลี่ยนทุกการเรียกให้ใช้ค่าที่ส่งกลับมา: Result ← Unpack(Text) แทน CALL Unpack(Text, Result)

ตัวอย่างฝึกหัด: เขียน Module สำหรับ Paper 2

FUNCTION CountAbove(BYVAL Limit : INTEGER) RETURNS INTEGER
    DECLARE Index, Count : INTEGER
    Count <- 0
    FOR Index <- 1 TO 50
        IF Score[Index] > Limit THEN
            Count <- Count + 1
        ENDIF
    NEXT Index
    RETURN Count
ENDFUNCTION

แต่ละส่วนของคำตอบโมดูลมีคะแนนของตนเอง

คะแนนที่หลุดหายไป

คุณเข้าใจแล้ว