Функции в языке си: Структура программы на языке Си : блоки, функция main

Введение в язык программирования С (Си) для микроконтроллеров

В этой статье будут рассмотрены основные сведение о языке С, структура программы на языке С, дано понятие о функциях, операторах и комментариях данного языка программирования.

История создания языка C (Си)

Язык программирования C (Си) появился «стихийно» – ни одна компания не заказывала создания подобного языка. Его первая версия появилась на свет в 1972 г. в фирме Bell Laboratories, написал ее теперь уже всемирно известный программист Деннис Ритчи (Dennis MacAlistair Ritchie).

Ритчи рассчитывал, что созданный им язык программирования будет востребован в операционной системе UNIX, которая тогда была еще новинкой. Конечно, создавать новый язык Ритчи помогали и другие его коллеги программисты, но именно он внес наибольший вклад в становление этого языка. К новому языку первоначально не выдвигалось никаких требований, перед ним не ставилось никаких задач, фактически он возник как результат дружеского соревнования между небольшим кругом программистов.

Название C (Си) появилось так же стихийно, как и сам язык. Фактически, он стал преемником ранее созданного языка В (Би), разработанного автором операционной системы UNIX Кеном Томпсоном. В свою очередь, язык Би во многом был похож на языке BCPL, разработанный в Кембриджском университете. А язык BCPL основывался на идеях «старого как мир» Алгола-60.

Первым неформальным стандартом языка Си стало издание в 1978 г. книги Брайана Кернигана и Денниса Ритчи с названием «The ‘C’ Programming Language». Первоначально книга была издана в США, но потом была переведена и многократно переиздавалась во многих других странах мира. В 1989 г. язык Си был стандартизован ANSI (American National Standards Institute – американский национальный институт стандартов) и ISO (International Standard Organization — международная организация по стандартизации).

Но время шло и у пользователей языка Си появилась потребность в реализации новых функций, не поддерживавшихся языком. Учитывая все это, Бьерн Страуструп в начале 80-х (работавший все в той же самой Bell Laboratories) принял решение о расширении возможностей языка Си, который первоначально назвали как «Си с классами». Но в дальнейшем за его модификацией языка закрепилось другое название — Си++. Это название сохранилось за ним вплоть до настоящего времени.

Общие сведения о языке C (Си)

В настоящие дни C (Си) является многофункциональным языком программирования высокого уровня, подобным таким языкам как Pascal или Python, но в отличие от них он имеет возможность работы с командами низкого уровня, подобно языку ассемблера. Программу на языке С можно скомпилировать в машинный код практически для любого известного микропроцессора. Не исключением стали и микроконтроллеры – сейчас по популярности использования (особенно для начинающих) язык Си обогнал в них доминировавший до этого язык ассемблера. Программирование на языке С поддерживает и самая популярная в настоящее время программная платформа Atmel Studio (!!!!!!) для микроконтроллеров семейства AVR.

Сейчас уже можно с уверенностью сказать, что язык С стал своеобразным фундаментом, на котором строится все современное программирование – чего стоят хотя бы «Visual C» и «C Sharp». Основанные на нем языки программирования сейчас занимают доминирующее положение в мире программирования. А все началось с удачной структуры языка, разработанной в 1972 г. Деннисом Ритчи.

Файлы программ на языке Си имеют расширение .C, а простейшая структура программы выглядит следующим образом.

#include <avr/io.h> /* заголовок */

int main(void) /* главная функция: начало программы */

{ /* открывающая скобка в начале программы */

оператор программы;
оператор программы;
…
оператор программы;

} /* закрывающая скобка в конце программы */

Комментарии являются необязательным элементом программы, но они крайне желательны для лучшего понимания ее сути.

Назначение основных элементов программы на языке C (Си)

Заголовки

В представленной на рисунке структуры программы на языке С строка #include <avr/io.h> является заголовком. Заголовки содержат специализированную информацию для компилятора об общих условиях выполнения программы и требуемых ей ресурсах. В рассмотренном случае мы указываем компилятору на то, чтобы при выполнении программы он учел информацию, содержащуюся в файле io.h – забегая вперед скажем что этот файл содержит инструкции для портов ввода/вывода микроконтроллера.

Символ # указывает на то, что представленная инструкция должна быть обработана препроцессором, который выполняет предварительную обработку текста программы перед началом компиляции и подключает внешние библиотеки.

Какие заголовки (управление портами ввода/вывода, функции задержки и т.д.) следует подключить определяется потребностями конкретной программы. Если вы забыли подключить необходимый заголовок, то программа не скомпилируется – компилятор выдаст сообщение об ошибке. К слову сказать, эти ошибки легко устраняются – ведь компилятор сам подсказывает какие заголовки следует подключить.

Функции

По сути программа на языке С представляет собой набор функций, каждая из которых может вызывать для выполнения любые другие функции. Функций в программе может быть много, но обязательной является только одна из них, называемая «main» («главная»). Выполнение программы на языке С начинается всегда с нее. Программист не может изменить название главной функции «main», но названия для всех других функций программы он может выбирать произвольно.

Функции в языке С легко узнать по их отличительному признаку – круглым скобкам после их имени. В общем случае в скобках содержится набор параметров, которые могут передаваться в функцию для ее работы, а также набор переменных, через которые функция может передавать результаты ее работы во внешнюю функцию (которая ее вызвала). Если скобки пустые, как например, в представленном примере с функцией main(), то это значит что у функции нет ни входных, ни выходных параметров.

Идущая следом за названием функции фигурная скобка { отмечает начало последовательности операторов, образующих тело функции. Закрывающая фигурная скобка } отмечает конец этой последовательности операторов. На этой скобке выполнение функции завершается.

Фигурные скобки также используются для того, чтобы объединить несколько операторов программы в составной оператор или блок.

Операторы

Как правило, тело функции в языке Си представляет собой набор операторов, в конце каждого из которых стоит точка с запятой ;. Можно размещать каждый оператор на своей строке или несколько операторов на одной строке – компилятору это неважно, главное чтобы они разделялись точкой с запятой (этот символ свидетельствует о конце оператора). Но для восприятия человеком, конечно, удобнее чтобы каждый оператор располагался на отдельной строке. Допускается использование и пустых строк чтобы визуально отделить структурные элементы программы.

Операторы выполняются последовательно в том порядке, в котором они записаны. Но структура программы не обязательно должна быть линейной – при наличии циклов и условий возможны пропуски выполнения отдельных операторов (условия) или многократное выполнение одних и тех же операторов (циклы).

Комментарии

Комментарии — это примечания, помогающие понять смысл программы. В языке Си текст комментариев записывается между значками /* */. То, что написано между этими значками, компилятору совершенно неважно – он все это игнорирует. Это важно только для человека, который анализирует текст программы.

Комментарии можно размещать как на одной строке с операторами, так и на разных (обычно ниже или выше строки с оператором). Комментарии могут занимать несколько строк и для них не обязательно наличие в конце точки с запятой.

Наличие комментариев считается хорошим стилем программирования поскольку позволяет лучше понимать смысл программы не только ее автору (особенно по прошествии некоторого времени, в течение которого он над ней не работал), но и другим людям, которые в дальнейшем будут работать с этой программой.

Внутри комментариев нельзя использовать символы, определяющие начало и конец комментариев. К примеру, неправильная запись внутри комментария:

/* комментарии к программе /* управления электродвигателем */ */

или

/* комментарии к программе управления */ электродвигателем */

Язык Си для микроконтроллеров AVR поддерживает и другой метод записи комментариев — строка, начинающаяся с символов //. К примеру

// Это комментарий в одну строку

В качестве итога можно отметить, что для написания хорошо читаемой программы целесообразно придерживаться следующих правил:

• размещайте один оператор на строке;
• применяйте пустые строки для «отделения» одной логической части программы от другой;
• используйте комментарии.

функций в программировании на C с примерами

В этом руководстве мы изучим функций в программировании на C . Функция — это блок операторов , который выполняет определенную задачу. Допустим, вы пишете программу на языке C, и вам необходимо выполнить одну и ту же задачу в этой программе более одного раза. В этом случае у вас есть два варианта:

a) Используйте один и тот же набор операторов каждый раз, когда вы хотите выполнить задачу.
b) Создайте функцию для выполнения этой задачи и просто вызывайте ее каждый раз, когда вам нужно выполнить эту задачу.

Использование опции (b) является хорошей практикой, и хороший программист всегда использует функции при написании кода на C .

Зачем нужны функции в C

Функции используются по следующим причинам —
а) Для улучшения читаемости кода.
b) Повышает возможность повторного использования кода, одну и ту же функцию можно использовать в любой программе, а не писать один и тот же код с нуля.
c) Отладка кода была бы проще, если бы вы использовали функции, поскольку ошибки легко отследить.
г) Уменьшает размер кода, дублирующийся набор операторов заменяется вызовами функций.

Типы функций

1) Предопределенные стандартные библиотечные функции

Стандартные библиотечные функции также известны как встроенных функций . Такие функции, как put () , gets () , printf () , scanf () и т. Д., Являются стандартными библиотечными функциями. Эти функции уже определены в файлах заголовков (файлы с расширениями .h называются файлами заголовков, например stdio.h ), поэтому мы просто вызываем их всякий раз, когда есть необходимость в их использовании.

Например, , функция printf () определена в заголовочном файле , поэтому для использования функции printf () нам необходимо включить заголовочный файл в нашу программу. используя #include .

2) Функции, определяемые пользователем

Функции, которые мы создаем в программе, называются пользовательскими

C-функция

Резюме : в этом руководстве вы узнаете о C-функции , которая является одним из наиболее важных строительных блоков программирования C.В этом руководстве показано, что такое функция, как определять свои собственные функции и как передавать аргументы функции.

Знакомство с функцией C

Функция — это именованный блок кода, предназначенный для выполнения конкретной задачи, который может возвращать значение вызывающей функции или программе.

Функция — это блок кода, которому присвоено уникальное имя, чтобы другие функции могли его выполнять или вызывать.

Функция предназначена для выполнения определенной задачи e.g. отсортируйте массив, запишите данные в файл или подключитесь к системе баз данных. Используя функции, вы можете разделить большую задачу на более мелкие и более управляемые, что сделает ваш код более тестируемым и пригодным для повторного использования.

Когда программа вызывает функцию, код внутри функции выполняется, и она может вернуть значение, например, функция rand () возвращает случайное число, которое попадает в диапазон чисел.

Пример функции C

См. Следующий пример:

Следующая строка является прототипом функции:

Он определяет:

• Тип возврата функции — int
• Имя функции: max
• Список параметров, которые вы можно перейти к функции.

Функция max () принимает два целочисленных параметра и возвращает максимальный.

Переменная, которую вы передаете функции, называется аргументом, например, x и y являются аргументами. a и b называются параметрами, потому что они являются частью сигнатуры функции. Программисты часто используют аргумент и параметр как синонимы.

Следующий код является определением функции:

Определение функции состоит из двух частей:

• Заголовок функции идентичен прототипу функции, который состоит из типа возвращаемого значения, имени функции и списка параметров.
• Тело функции заключено в фигурные скобки {}. Он содержит набор утверждений.

Чтобы вызвать функцию, вам необходимо передать все аргументы функции в круглых скобках следующим образом:

Поскольку функция max () возвращает целочисленное значение, вы можете присвоить его переменной m при вызове Это.

Передача аргументов функции

Передача аргументов по значениям

Передача аргументов функции по значениям означает, что все аргументы, которые вы передаете функции, копируются в скопированные переменные.Функция работает только с скопированными переменными, поэтому аргументы не изменяются функцией.

Вы передаете аргументы функции по значению, если не хотите, чтобы функция изменяла значение аргументов. См. Следующий пример:

Следующий результат программы:

значения x и y не меняются, потому что мы передаем их в функцию swap () по значениям.

Передавать аргументы функции указателями

Напомним, что указатель относится к адресу памяти переменной, поэтому, когда вы передаете указатель на функцию, функция работает со значением адреса памяти, хранящимся в указателе, что влияет на переменная, на которую указывает указатель.

Вы передаете аргументы функции указателями, если хотите изменить значения аргументов. Давайте перепишем функцию swap () выше:

Функциональные объекты — cppreference.com

Функциональный объект — это любой объект, для которого определен оператор вызова функции. C ++ предоставляет множество встроенных функциональных объектов, а также поддержку для создания и управления новыми функциональными объектами.

[править] Обертки функций

std :: function обеспечивает поддержку для хранения произвольных объектов функций.

[править] Вызов функции

std :: invoke может вызывать любой вызываемый объект с заданными аргументами.

[править] Идентификационный номер

std :: identity — это объект функции идентификации: он возвращает свой аргумент без изменений.

[править] Частичное приложение функции

std :: bind_front и std :: bind обеспечивают поддержку частичного применения функции, то есть привязки аргументов к функциям для создания новых функций.

[править] Отрицатели

std :: not_fn создает объект функции, который отрицает результат переданного ему вызываемого объекта.

[править] Поисковики

Поисковые системы, реализующие несколько алгоритмов поиска по строкам, могут использоваться напрямую или с помощью std :: search.

[править] Справочные обертки

Справочные оболочки позволяют сохранять ссылочные аргументы в копируемых функциональных объектах: