6.9.5. Переменные-процедуры и функции
Рассмотрим программу на рис. 6.13. В ней вводятся две переменные-процедуры P1 и P2 и демонстрируются возможные действия с ними.
| TYPE DemoProcType = procedure ( А,В : Word );
| VAR
| Р1, Р2 : DemoProcType; { переменные-процедуры} P : Pointer; { просто указатель }
| { Значения переменных-процедур : }
| {$F+}
| PROCEDURE Demo1( X,Y : Word );
| BEGIN WriteLn( 'x+y=', x+y ) END;
| PROCEDURE Demo2( X,Y : Word );
| BEGIN WriteLn( 'x-y=', x-y ) END;
| {$F-}
| BEGIN { основной блок программы }
| P1 := Demo1; { присваивание значений переменным }
| P2 := Demo2;
| P1( 1, 1 ); { то же самое, что и вызов Demo1(1,1) }
| P2( 2, 2 ); { то же самое, что и вызов Demo2(2,2) }
| { Ниже в указатель Р запишется адрес процедуры Р1: }
| DemoProcType( P ) := P1;
| DemoProcType(P)( 1, 1 ); { то же, что и вызов Р1(1,1) }
| { Так значение указателя Р передается переменной : }
| @P2 := Р;
| Р2( 2,2 ); { процедура Р2 в итоге стала равна Р1 }
| END.
Рис. 6.13
Процедурные переменные по формату совместимы с переменными типа Pointer и после приведения типов могут обмениваться с ними значениями. Для того чтобы переменная-процедура понималась как указатель на адрес подпрограммы в ОЗУ, она должна предваряться оператором @. Советуем не злоупотреблять операциями обмена значений таких переменных, тем более с приведениями типов. Програм-
- 117 -
мы с подобными приемами очень трудно отлаживать, и они имеют тенденцию "зависать" при малейшей ошибке.
Одной из причин зависания может стать очень распространенная ошибка: попытка использовать переменную-процедуру, не присвоив ей соответствующего значения. Эта ошибка не диагностируется ничем и приводит к непредсказуемым последствиям.
Пример на рис. 6.13 приведен, в общем-то, более для наглядности. Нет необходимости вводить переменные-процедуры или функции, ибо вместо них можно всегда подставить обычные вызовы. Но совсем другое дело, если переменная-процедура является частью какой-либо структуры, например записи:
TYPE
ProcType = ПроцедурныйИлиФункциональныйТип;
DemoRecType = RECORD
X,Y : Word;
Op : ProcType;
END;
VAR
Rec1,Rec2 : DemoRecType;
Используя такие структуры, можно хранить в них не только данные, но и процедуры их обработки. Причем в любой момент можно сменить процедуру или функцию, понимаемую под полем Op.
Обращаем внимание на еще одну особенность работы с процедурными переменными. Если надо убедиться, что процедуры или функции, понимаемые под двумя переменными, одинаковы, то операция сравнения запишется (для переменных Rec1.Op и Rec2.Op) как
IF @Rec1.Op = @Rec2.Op then ... ;
Если убрать оператор @, то при значениях полей Op, соответствующих процедурам, это будет просто синтаксически неверно, а при значениях Op, соответствующих функциям без параметров, будут сопоставляться не сами поля Op, а результаты вызовов функций.
6.9.6. Специальные приемы программирования
6.9.6.1. Обмен данными между подпрограммами через общие области памяти. Процедуры и функции могут модифицировать внешние переменные двумя способами: через свои параметры или непосредственным обращением к глобальным идентификаторам. В последнем случае вполне возможна ситуация, когда несколько подпрограмм модифицируют одну и ту же глобальную переменную. Можно пойти еще дальше и объявить в подпрограммах области данных, совмещенных со значением той же глобальней переменной.
- 118 -
Это, во-первых, освобождает нас от обязательства использовать везде один и тот же идентификатор, а во-вторых, позволяет при необходимости менять структуру обращения к данным. Пример подобной организации подпрограмм дан на рис. 6.14.
| TYPE
| Vector100Type = Array[1..100] of Real; {вектор }
| MatrixType = Array[1..10,1..10] of Real; { матрица }
| Matrix2Type = Array[1..50,1..2 ] of Real; { матрица }
| VAR
| V : Vector100Туре: { область памяти на 100 элементов }
| PROCEDURE P1;
| VAR M : MatrixType absolute V; { M совмещается с V }
| BEGIN
| В процедуре возможны обращения M[ i,j ], эквивалентные
| обращениям V[(i-1)*10+j]
| END;
| PROCEDURE P2;
| VAR M2 : Matrix2Type absolute V; { M2 совмещается с V }
| BEGIN
| В процедуре возможны обращения M2[ i,j ], эквивалентные
| обращениям V(i-1)*2+j]
| END;
| PROCEDURE P3;
| VAR V3 : Vector100Type absolute V; {V3 совмещается с V}
| BEGIN
| Обращения V3[i] в процедуре эквивалентны обращениям V[i]
| END;
| BEGIN
| Основной блок, содержащий вызовы P1, P2, P3 и, может быть,
| обращения к общей переменной (области памяти) V
| END.
Рис. 6.14
Здесь процедуры имеют доступ к одной и той же области данных (т.е. к ста вещественным значениям), но осуществляют его разными методами. Поскольку нельзя совмещать значения локальных переменных с локальными, как минимум одна переменная из разделяющих общую область памяти должна быть глобальной. В примере на рис. 6.14 это переменная V.
- 119 -
Описанный выше прием программирования аналогичен, по сути, объявлению общих блоков в языке Фортран и во многих случаях позволяет составлять компактные и эффективные программы.
6.9.6.2. Статические локальные переменные. Обыкновенные локальные переменные в подпрограммах всегда "забывают" свое значение в момент окончания работы соответствующей подпрограммы. А при повторном вызове стартовые значения локальных переменных совершенно случайны. И если надо сохранять от вызова к вызову какую-нибудь локальную информацию, то ни в коем случае нельзя полагаться на локальные переменные, описанные в разделах VAR процедур и функций или как параметры-значения в заголовках. Для сохранности между вызовами информация должна храниться вне подпрограммы, т.е. в виде значения глобальной переменной (переменных). Но в этом случае приходится отводить глобальные переменные, по сути, под локальные данные. Турбо Паскаль позволяет решать эту проблему, используя статические локальные переменные или, что то же самое, локальные переменные со стартовым значением. Они вводятся как типизированные константы (рис. 6.15) по тем же правилам, что и их глобальные аналоги (см. разд. 5.2.2).
| PROCEDURE XXXX( ...);
| VAR ... { обычные локальные переменные }
| CONST { статические локальные переменные }
| A : Word = 240;
| B : Real = 41.3;
| ARR : Array[-1..1] of Char=('ф', 'х', 'ц');
| BEGIN
| Тело процедуры, в котором могут изменяться значения
| A, B, Arr и других переменных
| END.
Рис. 6.15
Особенность переменных, объявленных таким образом, заключается в том, что, хотя по методу доступа они являются строго локальными, свои значения они хранят вместе с глобальными переменными (в сегменте данных). Поэтому значения переменных A, B и Arr на рис. 16.15 сохранятся неизменными до следующего вызова процедуры и после него. В них можно накапливать значения при многократных обращениях к процедурам или функциям, их можно использовать как флаги каких-либо событий и т.п.
- 120 -
Впрочем, эта особенность реализации языка может привести и к скрытым ошибкам. Из изложенного следует, что инициализация статической переменной стартовым значением происходит лишь один раз: при первом вызове подпрограммы. И если впоследствии значение этой переменной изменится, то восстановления стартового значения уже не произойдет. Поэтому будет ошибкой считать локальные типизированные константы действительно константами. Настоящими константами будут являться лишь простые константы.