Курс C++: Определение функций

У каждой программы должна быть функция с именем main. С нее программа начинает выполняться при запуске. Но когда программа масштабируется, становится сложнее размещать весь код внутри этой функции. В этом случае используют функции, которые позволяют разделить программы на небольшие модульные части. Их легче организовать, тестировать и использовать.

Большинство программ используют множество функций. Стандартная библиотека C++ поставляется с множеством уже написанных функций, которые вы можете использовать, но также часто можно писать и свои собственные. Функции, которые вы пишете сами, называются пользовательскими функциями.

В этом уроке мы рассмотрим как создавать пользовательские функции.

Что такое функция

Представим, что мы читаем книгу и вспоминаем, что нам нужно сделать звонок. Мы оставляем закладку, говорим по телефону и возвращаемся читать книгу с того места, где оставили закладку.

Программы на C++ могут работать так же. Программа будет последовательно выполнять инструкции внутри одной функции, пока не обнаружит вызов другой функции.

Вызов функции — это выражение, которое говорит CPU прервать текущую функцию и выполнить другую. Получается, что CPU «помещает закладку» в текущую точку выполнения, а затем вызывает функцию, указанную в вызове функции. Когда вызываемая функция завершается, CPU возвращается в точку, которая отмечена закладкой, и возобновляет выполнение.

Разберемся как определять пользовательские функции в С++.

Структура функции

Начнем с базового синтаксиса для определения пользовательской функции. В этом уроке все пользовательские функции кроме main будут иметь следующий вид:

тип_возвращаемого_значения идентификатор(параметры функции) { // идентификатор заменяется именем вашей функции
  // ваш код здесь
}

Подробнее о различных частях этого синтаксиса поговорим в следующих уроках. На данный момент идентификатор будет просто заменен именем нашей пользовательской функции. Фигурные скобки и инструкции между ними называются телом функции.

Рассмотрим пример программы, которая показывает, как определяется и вызывается новая функция:

void Greating() {
  std::cout << "Hello Code Basics!" << std::endl;
}


int main() {
  std::cout << "Starting main()" << std::endl;
  // Прерываем main(), вызывая функцию Greating().
  Greating();
  // эта инструкция выполняется после завершения Greating()
  std::cout << "Ending main()" << std::endl;

  return 0;
}

Эта программа создает следующий вывод:

  Starting main()
  Hello Code Basics!
  Ending main()

Программа начинает выполняться с начала функции main. Первая строка, которая будет выполняться, выводит текст Starting main(). Вторая строка в main — это вызов функции Greating(). Мы вызываем функцию Greating(), добавляя скобки к имени функции, например: Greating(). Если забыть про скобки, программа может не компилироваться.

Так как мы вызвали функцию, выполнение инструкций в main приостанавливается. В итоге выполнение переходит к началу вызываемой функции Greating().

Первая и единственная строка в Greating() печатает текст Hello Code Basics!. Когда Greating() завершается, выполнение возвращается к вызывающей функции — здесь: функция main. Далее оно возобновляется с того места, где остановилось. Получается, следующая инструкция, которая выполняется в main, выводит на печать Ending main().

Особенность функций

Полезная особенность функций заключается в том, что их можно вызывать более одного раза в разных частях программы. Вот программа, которая демонстрирует это:

void Greating() {
  std::cout << "Hello Code Basics!" << std::endl;
}

int main() {
  Greating();
  Greating();
  return 0;
}

Обратите внимание мы вызываем функцию Greating() два раза.

Эта программа создает следующий вывод:

  Hello Code Basics!
  Hello Code Basics!

В отличие от некоторых других языков программирования в C++ функции не могут быть определены внутри других функций. Следующая программа не является корректной:

int main() {
  void Greating() {
    std::cout << "Hello Code Basics!";
  }
  Greating();
  return 0;
}

В коде выше мы попытались определить внутри функции main(), функцию Greating() и получили ошибку компиляции:

  main.cpp:12:3: error: ‘PrintMoto’ was not declared in this scope
 12 |   PrintMoto();
    |   ^~~~~~~~~

Это прежде всего связанно с особенностью языка и выделением памяти.

В этом уроке мы рассмотрели структуру и создание функций. Понятие «создать функцию» имеет много синонимов: «реализовать», «определить» и даже «заимплементить» (от слова implement). Все они встречаются в повседневной практике на работе.

Задание

Напишите функцию PrintMoto(), которая выводит на экран фразу Spring is coming, и вызовите ее внутри функции main.