جلسه ۷ : کار با توابع در ++C

به هفتمین جلسه از آموزش برنامه نویسی ++C خوش آمدید. در این جلسه با مبحث توابع در ++C آشنا خواهیم شد.

در حال بارگذاری ویدئو ...

توابع در ++C

در حالت کلی دو سبک برنامه نویسی وجود دارد:

سبک برنامه نویسی ساخت یافته
سبک برنامه نویسی شی گرا (با برنامه نویسی شی گرا در آینده آشنا خواهیم شد)

برنامه نویسی ساخت یافته توسط توابع در ++C انجام می شود. در این سبک برنامه نویسی، ما کارهای بزرگ را به کارهای کوچک شکسته و برای هر کدام از این کارهای کوچک یک تابع می نویسیم.

این کار مزایای زیادی دارد از جمله:

امکان انجام کار گروهی (کار کردن چند نفر به صورت همزمان بر روی یک پروژه)
سهولت در کدنویسی و یافتن منبع خطا
کم شدن حجم کد و صرفه جویی در زمان
و ..

انواع توابع در ++C

توابع در ++C دو دسته هستند:

توابع کتابخانه ای
توابع تعریف شده توسط کاربر

«توابع کتابخانه ای» دسته ای از توابع هستند که از قبل در زبان ++C وجود دارند و نیازی به تعریف آنها نیست. برای کار با توابع در ++C ابتدا باید آنها را تعریف کرده و سپس فراخوانی کرد (صدا زد). در مورد توابع کتابخانه ای نیازی به بخش اول یعنی تعریف کردن این توابع نیست. این کار قبلا انجام شده و ما تنها هر جا که به این توابع نیاز داشتیم آنها را صدا می زنیم.

دسته دوم از توابع یعنی «توابع تعریف شده توسط کاربر» از قبل در زبان ++C وجود نداشته و ما برای مقاصد خودمان آنها را تعریف و استفاده می کنیم. یعنی هر دو بخش تعریف کردن تابع و صدا زدن آن می‌بایست توسط خود برنامه نویس انجام شود.

توابع کتابخانه ای در ++C

به قطعه کد زیر توجه کنید:

#include<math.h>
int main() {
cout << "sqrt(25) = " << sqrt(25) << endl;
cout << "abs(-10) = " << abs(-10) << endl;
cout << "pow(2,3) = " << pow(2, 3) << endl;
}

#include<math.h>

int main() {

cout << "sqrt(25) = " << sqrt(25) << endl;

cout << "abs(-10) = " << abs(-10) << endl;

cout << "pow(2,3) = " << pow(2, 3) << endl;

}

در قطعه کد بالا سه نمونه از توابع کتابخانه ای زبان ++C را ملاحظه می کنید. در خط ۵ ما از تابع ()sqrt استفاده کرده ایم. این تابع یکی از توابع کتابخانه ای زبان ++C است و کار آن محاسبه جذر یک عدد است. در خط ۷ از تابع کتابخانه ای دیگری به نام ()abs استفاده شده است. کار این تابع نیز محاسبه قدر مطلق یک عدد است. در خط ۹ نیز از تابع ()pow استفاده شده که دو پارامتر ورودی دارد و عدد اول را به توان عدد دوم می رساند. برای استفاده از توابع ریاضی فوق، می بایست فایل math.h را به ابتدای برنامه ضمیمه کنیم (خط ۱).

در تمام موارد فوق ما تنها تابع را صدا می زنیم و از ساختار و کد نوشته شده در درون این توابع اطلاعی نداریم.

خروجی قطعه کد فوق بدین صورت است:

sqrt(25) = 5
abs(-10) = 10
pow(2,3) = 8

sqrt(25) = 5

abs(-10) = 10

pow(2,3) = 8

توابع تعریف شده توسط کاربر

برای اینکه خودمان یک تابع بنویسیم باید به این صورت عمل کنیم: تعریف تابع با مشخص کردن جنس مقدار بازگشتی تابع آغاز شده و در ادامه آن نام تابع قرار می گیرد. نشانه شناسایی یک تابع علامت ( ) است و دستورات بدنه تابع درون علامتهای { } قرار می گیرد. لازم به ذکر است که چنانچه تابع قرار نباشد مقداری را برگرداند، ما از عبارت void در ابتدای تعریف تابع استفاده می کنیم.

پس از تعریف تابع با استفاده از نام تابع می‌توان آن را فراخوانی کرد ( صدا زد).

void show_message() {
cout << "Hello World" << endl;
}
//----------
int main() {
show_message();
}

void show_message() {

cout << "Hello World" << endl;

}

//----------

int main() {

show_message();

}

در قطعه کد فوق، تعریف تابع در خطوط ۱ تا ۴ آمده است. در خط ۱۰ نیز تابع فراخوانی شده است. این تابع عبارت «Hello World» را در خروجی چاپ می کند. دقت داشته باشید که تعریف تابع قبل از تابع main (برنامه اصلی) آمده و سپس این تابع، درون برنامه اصلی فراخوانی شده است.

برگشت مقدار توسط توابع در ++C

برگشت مقدار توسط تابع با استفاده از دستور return انجام می شود.

به قطعه کد زیر توجه کنید:

int calculate_sum() {
int first  = 10;
int second = 15;
int sum = first + second;
return sum;
}
//----------
int main() {
cout << "sum = " << calculate_sum() << endl;
}

int calculate_sum() {

int first = 10;

int second = 15;

int sum = first + second;

return sum;

}

//----------

int main() {

cout << "sum = " << calculate_sum() << endl;

}

در تابع calculate_sum در خطوط ۳ و ۴ دو متغیر first و second تعریف شده و حاصل جمع آنها در خط ۵ درون متغیر sum قرار گرفته است. در خط ۷ نیز با استفاده از دستور return نتیجه بازگشت داده شده است. خروجی قطعه کد فوق چاپ عدد ۲۵ در خروجی است.

توابع دارای پارامتر

برنامه قبل حالت ثابت داشته و همواره حاصل جمع دو عدد ۱۰ و ۱۵ را حساب می کند. برای بهتر و کاربردی تر شدن قطعه کد فوق، دو پارامتر را برای این تابع در نظر می گیریم. پارامترها مقادیری هستند که در زمان تعریف تابع، بین دو علامت ( ) قرار می گیرند.

به قطعه کد زیر توجه کنید:

int calculate_sum_2(int first, int second) {
int sum = first + second;
return sum;
}
//----------
int main() {
cout << "sum(10,20) = " << calculate_sum_2(10,20) << endl;
}

int calculate_sum_2(int first, int second) {

int sum = first + second;

return sum;

}

//----------

int main() {

cout << "sum(10,20) = " << calculate_sum_2(10,20) << endl;

}

در خط ۱ دو متغیر (پارامتر) first و second را بعنوان پارامترهای ورودی تابع calculate_sum_2 در نظر گرفته ایم. بدین صورت تابع به جای محاسبه ثابت و از قبل پیش بینی شده، همواره حاصل جمع دو عددی را محاسبه می کند که ما به عنوان پارامتر برای آن ارسال کرده ایم. خروجی این قطعه کد مشابه قبل است (چاپ عدد ۳۰).

پارامترهای اختیاری و مقادیر پیش فرض

گاهی اوقات در برخی کاربردها می توانیم برای پارامترهای ارسالی به تابع، مقادیر پیش فرض در نظر بگیریم. در این صورت چنانچه در زمان فراخوانی تابع، پارامتر موردنظر را به تابع ارسال کنیم، مقدار ارسالی ما در محاسبات مورد استفاده قرار می گیرد. ولی چنانچه پارامتری را ذکر نکنیم، تابع از مقدار پیش فرضی که برای آن پارامتر از قبل در نظر گرفته شده است، استفاده خواهد کرد.

به قطعه کد زیر توجه کنید:

int calculate_sum_3(int first = 3, int second = 5) {
int sum = first + second;
return sum;
}
//----------
int main() {
cout << "sum(10,25) = " << calculate_sum_3(10,25) << endl;
cout << "sum = " << calculate_sum_3() << endl;
}

int calculate_sum_3(int first = 3, int second = 5) {

int sum = first + second;

return sum;

}

//----------

int main() {

cout << "sum(10,25) = " << calculate_sum_3(10,25) << endl;

cout << "sum = " << calculate_sum_3() << endl;

}

در کد بالا در خط ۱ برای دو متغیر first و second به ترتیب مقادیر پیش فرض ۳ و ۵ در نظر گرفته شده است. بدین ترتیب چنانچه ما تابع را به صورت دارای پارامتر (خط ۱۲) فراخوانی کنیم، همان مقادیر مدنظر ما به تابع ارسال شده و خروجی عدد ۳۵ خواهد بود. اما چنانچه در زمان صدا زدن تابع پارامترهای موردنظر را مشخص نکنیم (خط ۱۳)، تابع از مقادیر پیش فرض در نظر گرفته شده استفاده کرده و حاصل برابر با ۸ خواهد بود.

دو روش ارسال پارامتر به تابع

به دو روش می توان پارامترهای یک تابع را به آن ارسال کرد:

ارسال به طریق مقدار (call by value)
ارسال به طریق ارجاع (call by reference)

در ارسال به طریق مقدار، مقادیر پارامترها (متغیرهای برنامه اصلی) در زمان صدا زدن تابع، به درون پارامترهای تابع کپی می شود. در این روش متغیرهای ارسالی به تابع (متغیرهای برنامه اصلی – خارج از تابع) از تغییرات صورت گرفته در توابع محافظت می شوند. به این معنی که اگر مقادیر این متغیرها در درون تابع تغییر کند، هیچ تاثیری بر مقدار متغیر در برنامه اصلی ندارد. البته این را هم باید در نظر داشت که در این روش حجم حافظه اشغالی دو برابر خواهد بود.

در نقطه مقابل، در ارسال به طریق ارجاع، متغیرهای ارسالی به تابع (متغیرهای برنامه اصلی) از تغییرات در توابع محافظت نمی شوند. یعنی اگر مقادیر این متغیرها در درون تابع تغییر کند، این تغییر بر روی متغیرهای برنامه اصلی نیز اعمال می شود. البته در این روش حجم حافظه مصرفی حداقل ممکن خواهد بود.

برای توضیحات بیشتر به ویدئوی ضمیمه آموزش مراجعه نمایید.

به قطعه کد زیر توجه کنید:

void increment(int x, int y) {
x++;
y++;
}
//----------
int main() {
int a = 3;
int b = 6;
cout << "a = "  << a << " , " << "b = " << b << endl;
increment(a, b);
cout << "a = "  << a << " , " << "b = " << b << endl;
}

void increment(int x, int y) {

x++;

y++;

}

//----------

int main() {

int a = 3;

int b = 6;

cout << "a = " << a << " , " << "b = " << b << endl;

increment(a, b);

cout << "a = " << a << " , " << "b = " << b << endl;

}

در برنامه بالا در خطوط ۱۱ و ۱۲ دو متغیر با نام های a و b تعریف شده است. عملکرد تابع increment به این صورت است که به مقدار دو متغیر محلی x و y یک واحد اضافه می کند (خطوط ۱ تا ۵). قبل و بعد از صدا زدن تابع، مقادیر a و b دو بار چاپ شده است (خطوط ۱۴ و ۱۸).

خروجی قطعه کد فوق بدین صورت است:

a = 3 , b = 6
a = 3 , b = 6

1 2	a = 3 , b = 6 a = 3 , b = 6

مشخص است که تغییرات اعمال شده بر روی دو متغیر x و y در درون تابع، هیچ تاثیری بر روی مقادیر a و b نداشته است. این روش ارسال پارامتر به تابع (که بسیار متداول و عادی است)، ارسال به طریق مقدار نام دارد.

حال چنانچه قبل از اسامی پارامترها در زمان تعریف تابع، از کاراکتر & استفاده کنیم، به این صورت: (void increment(int &x, int &y در این صورت نحوه ارسال پارامترها به صورت ارجاعی خواهد بود (ارسال به طریق ارجاع). در این صورت تغییرات صورت گرفته بر روی دو متغیر x و y بر روی مقادیر a و b هم اعمال می شود.

با این تغییر خروجی به شکل زیر تغییر پیدا می کند:

a = 3 , b = 6
a = 4 , b = 7

1 2	a = 3 , b = 6 a = 4 , b = 7

توابع بازگشتی در ++C

در برخی از برنامه ها حالتی پیش می آید که تابع، خودش را فراخوانی می کند. نشانه ظاهری این امر این است که در درون کدهای تابع نام خود تابع نیز به چشم می خورد. به این گونه از توابع، توابع بازگشتی گفته می شود.

یکی از مثال های معروف برای توابع بازگشتی، محاسبه فاکتوریل یک عدد است. از قبل می دانیم که فاکتوریل عددی مانند ۵ به شکل زیر محاسبه می شود:

۱۲۰ = ۱ * ۲ * ۳ * ۴ * ۵ = !۵

تابع بازگشتی زیر مقدار فاکتوریل یک عدد داده شده را محاسبه می کند:

int factorial(int number) {
if(number == 1) return 1; // 1! = 1
return number * factorial(number - 1);  // 5! = 5 * 4!
}
//----------
int main() {
cout << "factorial(5) = " << factorial(5) << endl; // 5! = 120
}

int factorial(int number) {

if(number == 1) return 1; // 1! = 1

return number * factorial(number - 1); // 5! = 5 * 4!

}

//----------

int main() {

cout << "factorial(5) = " << factorial(5) << endl; // 5! = 120

}

خط ۳ حالت خاص این مسئله را نشان می دهد. زمانیکه فراخوانی های متوالی برای محاسبه فاکتوریل عدد موردنظر به عدد ۱ رسیده و می بایست تمام شود. عملیات اصلی در خط ۴ است که تابع خودش را مجددا فراخوانی کرده است. دلیل این امر این است که برای محاسبه !۵ نیاز به محاسبه !۴ است (!۴ * ۵ = !۵). و به همین صورت برای بقیه اعداد کوچکتر تا زمانیکه به ۱ برسیم و نیاز به فراخوانی مجدد تابع نباشد.

خروجی قطعه کد بالا مقدار !۵ یعنی عدد ۱۲۰ است.

به پایان این جلسه آموزشی رسیدیم (کار با توابع در ++C). در آینده با بخشهای دیگری از زبان ++C آشنا خواهیم شد. با ما همراه باشید…

دانلود سورس کد آموزش

در قالب فایل ZIP

دانلود آموزش ویدئویی

با کیفیت HD

دوستان عزیز سوالات و نظرات خود را در مورد این جلسه آموزشی در بخش نظرات (دیدگاه ها) مطرح نمایید.

اشتراک گذاری این مطلب در شبکه های اجتماعی

عناوین جلسات

دوره آموزشی برنامه نویسی به زبان ++C

آموزش ها

مشاهده لیست دوره های آموزشی

دیدگاه کاربران

58 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید

shskils

۲ آذر ۱۴۰۱ ۴:۳۲ ب.ظ

دم شما گرم واقعا عالی بود

جلسه ۷ : کار با توابع در ++C

توابع در ++C

انواع توابع در ++C

توابع کتابخانه ای در ++C

توابع تعریف شده توسط کاربر

برگشت مقدار توسط توابع در ++C

توابع دارای پارامتر

پارامترهای اختیاری و مقادیر پیش فرض

دو روش ارسال پارامتر به تابع

توابع بازگشتی در ++C

دانلود سورس کد آموزش

دانلود آموزش ویدئویی

عناوین جلسات

آموزش ها

دیدگاه کاربران

58 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید

پاسخی بگذارید لغو پاسخ

پیشنهادات شگفت انگیز دیجی کالا

مهدی زعفری

برخی از پروژه های انجام شده

اپلیکیشن اندروید مدیریت چک های بانکی (مدیر چک)

اپلیکیشن شهر سنگ (اندروید + آی او اس)

اپلیکیشن اندروید مدیریت اقساط وام (مدیر وام)

ربات تلگرام اتوسرویس

اپلیکیشن اندروید پرسیس آرت (Persis Art)

اپلیکیشن اندروید کی وود (kiwood)

دوره های آموزشی

تماس با من

لینک شبکه های اجتماعی

جدیدترین آموزش ها