| |
| |
| |
| |
Мы собираемся существенно расширить наши представления о возможностях вспомогательных алгоритмов. До сих пор та или иная процедура использовалась исключительно для решения группы совершенно одинаковых подзадач (например, рисования инициала неизменного размера).
А что если нужно нарисовать много квадратов с разными длинами сторон? Писать кучу разных процедур вида:
 |
|
|
| алг
квадрат5 нач |
||
| опустить
перо сместиться на вектор(0,5) сместиться на вектор(5,0) сместиться на вектор(0,-5) сместиться на вектор(-5,0) |
||
| кон , | ||
| В поисках более эффективного решения обратимся к опыту наших друзей-математиков (-физиков). Что они имеют в виду, когда пишут, например, такие формулы: |
|
(a+b)2=a2+2ab+b2
или
(a+b)c=ac+bc ?
|
| Каждый, изучавший алгебру, скажет: подставляя в формулу вместо букв (параметров) любые числа, мы получим верное равенство. Таким образом, одна "буквенная" формула заменяет (бесконечное) множество "однотипных" числовых равенств. Какая впечатляющая экономия места и времени! |
Правила алгоритмического языка позволяют, например, составить следующий алгоритм рисования квадрата с произвольной длиной стороны а (по образцу предыдущей процедуры и по плану, представленному номерами вершин на рисунке):
|
|
|
|
|
| алг
квадрат (арг вещ а) нач |
 |
|||
|
опустить
перо сместиться на вектор(0,а) сместиться на вектор(а,0) сместиться на вектор(0,-а) сместиться на вектор(-а,0) |
|||
| кон | ||||
|
||||
| Запись "алг
квадрат (арг вещ а)" означает, что у алгоритма
"квадрат" есть один аргумент "а", который может быть произвольным
вещественным (вещ) числом. Смысл этого объявления аргумента
выяснится чуть позже. Вы встретите алгоритмы, аргументы которых могут быть лишь целыми (цел) числами; алгоритмы, аргументы которых вообще не являются числами; а также алгоритмы, у которых, кроме аргументов, есть результаты (рез). Этим, в частности, объясняется наличие упомянутых служебных слов в заголовке алгоритма с аргументами. |
||||
|
||||
|
Радует, что написанная процедура похожа, как говорят математики, на "общий
вид" (общую формулу, шаблон) всех алгоритмов рисования квадратов
с произвольными сторонами. Огорчает, что этот алгоритм невозможно выполнить,
поскольку и пока, не известно значение параметра (аргумента) a. |
||||
|
|
||||
Вспомните команды Чертежника: в некотрых из них есть возможность, в качестве параметров использовать различные числовые значения. При этом при разных значениях и результат выполнения команды будет разным: перемещение исполнителя, размер поля и т.п. Необходимость указывать в команде дополнительную информацию (в виде значений параметров) является платой за их гибкость (вариативность) в отличие от жестко определеных других команд того же Чертежника или всех команд Робота. Оказывается, команды вызова процедуры, как и команды исполнителя, могут иметь параметры: наши волшебные заклинания станут несколько длинее. .
В процедуре квадрат мы использовали букву (переменную) а, которая, в сущности, является заместителем реального значения длины стороны квадрата. Поэтому, пока компьютеру не станет известно какое число следует подставить вместо а, такой алгоритм и невозможно выполнить. Необходимая информация сообщается ЭВМ как раз в команде вызова.
Чтобы сообщить (передать в процедуру) значения аргументов, следует в
команде вызова вспомогательного алгоритма после его имени указать в круглых
скобках значения (фактические параметры), которые следует подставить
вместо его аргументов (формальных параметров).
Например, написав в основном алгоритме вызов квадрат(5),
мы заставим компьютер "подставить" вместо объявленного (для
того и объявлялся) в процедуре квадрат
аргумента а число 5, указанное в скобках в команде вызова. При этом тело
нашего алгоритма-образца чудесным образом превратится в тело алгоритма квадрат5,
с которого мы начали. Теперь понятно, каков будет результат
исполнения команд вызова квадрат(4),
квадрат(9.6)
и т.п.
Ясно также, что наша процедура действительно способна рисовать квадраты любого
размера при ее вызове с соответствующим фактическим значением параметра.
Осталось только уточнить, как именно исполняются подобные команды вызова. Говоря ранее о разделении труда, мы уже выяснили, что исполнение команд вызова возлагается на ЭВМ, а не на исполнителя, способного лишь выполнть последовательно поступающие от компьютера команды: "опустить перо", "сместиться на вектор ...", "поднять перо" и т.д. Однако, прежде чем мы сможем разобраться в действиях ЭВМ при работе с аргументами, следует познакомиться со схематическим устройством памяти компьютера.
Память ЭВМ удобно представлять себе в виде обычной классной доски, на которой
можно записывать информацию, читать, стирать, записывать заново и т.п. Место
(ячейка памяти), отводимое для запоминания информации, удобно изображать
прямоугольником. Сама информация (в данном случае значение аргумента)
записывается внутри прямоугольника.
Что происходит в памяти компьютера при исполнении команды вызова процедуры
с аргументами?
Перед выполнением каждой процедуры ей выделяется отдельный (персональный)
участок памяти, где создаются ячейки для объявленных в ее заголовке аргументов
(см. рисунок). В этих ячейках и хранятся указанные в команде вызова значения.
После окончания выполнения процедуры эта область памяти (в целях экономии
последней) освобождается.
При выполнении, например, команды вызова квадрат(4)компьютер
Теперь мы можем точно сформулировать как ЭВМ выполняет указанную команду:
Вам должно быть ясно, что появление новых по сравнению с предыдущей версией пунктов связано с наличием в рассматриваемых процедурах аргументов, а в командах вызова — фактических их значений.
Познакомившись с правилами выполнения команды вызова, попробуйте проследить исполнение каждого из перечисленных пунктов на следющем примере.
| алг
поход (арг цел m) нач |
||
|
нц
m
раз вправо кц |
|
| кон | ||
| |
| |
| |
| |