Функции пользователя. Возвращаемые значения

Источники: Учимся программировать вместе с Processing
Кейси Риз и Бен Фрай

Креативное програмирование в Processing 
Оксана Пасичник
 

Функция - это выделенный блок кода, к которому можно неоднократно обращаться во время работы программы. Функция может принимать определенные значения (аргументы) и возвращать результаты.

Мы создаем программы на определенном языке программирования, пользуясь командами, определенными создателями этого языка. Это своеобразные кирпичики для построения программы.

А если нужно построить большое здание - можно заранее скомбинировать кирпичики, создать некоторое блоки, и составлять программу уже из этих готовых блоков.

Так, вместо отдельных кирпичиков можно составить блоки, и строить дом уже из них - это значительно ускоряет окончательную разработку и построение проекта.
 

Функции удобные для улучшения организации, упрощение и возможности повторного использования кода.

В  Processing чаще всего мы применяли функции -  size(), line() и fill().

Если вам требуется рисовать одну и ту же сложную фигуру наподобие дома несколько раз, то вам будет удобнее использовать для этого особую - свою функцию.

• Для написания своей функции вы можете использовать встроенные команды Processing типа line().

• После того, как вы напишете код для своей фигуры, вам не придется вспоминать его, чтобы нарисовать ту же фигуру еще раз - вы просто напишете название своей функции, например house().

Компьютер выполняет программу последовательно, строка за строкой. Если запущена функция, компьютер перескакивает на фрагмент кода, в котором определена эта функция и выполняет этот код, а затем возвращается к прежнему месту.

Рассмотрим, как можно расширить возможности Processing путем создания новых функций.

Создание функций

источник: Креативное программирование. Оксана Пасичник - https://dystosvita.gnomio.com/mod/page/view.php?id=4064

Пример 1. Функция пользователя house ()

void house (int x, int y, int a) {    stroke (0); // цвет линий    fill (0,255,0); // цвет заливки    rect (x, y, a, a); // рисования прямоугольника    fill (255,0,0);    triangle (x, y, x + a, y, x + a / 2, y-a / 2); // рисования треугольника    fill (255);    rect (x + a / 5, y + a / 4, a / 4, a / 4);    rect (x + 3 * a / 5, y + a / 4, a / 4, a / 4);    fill (0);    rect (x + a / 2, y + 0.6 * a, a / 4, 0.4 * a); }

Определение функции предполагает описание всех команд, которые должен выполнить эта функция.

1. Инструкция void указывает на начало описания функции.
2. Команд в определении может быть несколько, в зависимости от того, для чего эта функция создается.
3. Определение функции необходимо разместить в ее использования в программе, иначе получим ошибку, поскольку программе не известна та команда, которая является названием функции.
4. В скобках после названия функции нужно указывать параметры для ее работы, которые подстраивают функцию под конкретные условия использования.

В нашем примере x, y, a называются формальными параметрами, а значение 100,100,200 - фактическими параметрами запуска функции.

• Формальный параметр - это обобщенное обозначение того, что можно сообщить на его месте.
• Фактический параметр - это собственно конкретное значение или переменная, которую мы подставляем на это место.

Так, в зависимости от этого значения, будут созданы дома разного размера в разных координатах.

house (100,100,200);

house (350,300,100);

Параметров, фактических и формальных, в функции в принципе может быть несколько, главное - четкое соответствие между фактическими и формальными параметрами при определении и вызове функции.

void setup () { background (200); size (480, 480); } /* Функция в программе ничем не отличается от других команд, например house и в скобках - координаты постройки дома.*/ void house (int x, int y, int a) {    stroke (255);    fill (0,255,0);    rect (x, y, a, a);    fill (255,0,0);    triangle (x, y, x + a, y, x + a / 2, y-a / 2);    fill (255);    rect (x + a / 5, y + a / 4, a / 4, a / 4);    rect (x + 3 * a / 5, y + a / 4, a / 4, a / 4);    fill (0);    rect (x + a / 2, y + 0.6 * a, a / 4, 0.4 * a); } void draw () /* встроенная функция, запускается несколько раз, т.е. запускается снова и снова пока мы НЕ выключить программу*/ { house (100,100,200); }

void setup () { background (200); size (480, 480); } /* Функция в программе ничем не отличается от других команд, например house и в скобках - координаты постройки дома.*/ void house (int x, int y, int a)  {    stroke (255);    fill (0,255,0);    rect (x, y, a, a);    fill (255,0,0);    triangle (x, y, x + a, y, x + a / 2, y-a / 2);    fill (255);    rect (x + a / 5, y + a / 4, a / 4, a / 4);    rect (x + 3 * a / 5, y + a / 4, a / 4, a / 4);    fill (0);    rect (x + a / 2, y + 0.6 * a, a / 4, 0.4 * a); } void draw () /* встроенная функция, запускается несколько раз, т.е. запускается снова и снова пока мы НЕ выключить программу*/ { house (100,100,200); house (350,300,100); }

Пример 2. Бросаем кости
Это действие иллюстрирует функция rollDice(), написанная специально для этого примера.

• В двух строках кода функции rollDice() происходит выбор числа от 1 до числа сторон кубика, и эта величина выводится на консоль.
• При каждом новом запуске программы вы будете видеть разные числа, так как используется генератор случайных чисел.

Программа выполняет код в блоке setup() и останавливается.

 Но каждый раз, когда запускается функция rollDice(), компьютер переходит к выполнению кода в блоке rollDice().

При каждом запуске функции rollDice() в блоке setup() код функции выполняется последовательно с первой строки до последней, а затем программа переходит к выполнению следующей строки в блоке setup().

Пример 3_1. Рисуем сову
Сначала мы нарисуем сову, не создавая для этого специальных функций:

Пример 3_2. Компания из двух сов

Код из пример 2 хорош, если нам нужна всего одна сова, но если требуется вторая, длина кода увеличится примерно вдвое:

Пример 3_3. Совиная функция
В этом примере для рисования двух сов применена одна функция. Если мы превратим код рисования совы в новую функцию, то этот код нужно будет
набрать в программе только один раз:

1. Этот пример короче, так как код рисования совы появляется в программе один раз, в функции cova().
2. Этот код будет запущен два раза, поскольку он дважды вызывается из блока draw().
3. В функции введены различные параметры x и y- координат, поэтому совы расположены в разных местах.

Параметры являются важной частью функций:

• они делают функции более гибкими.

Мы убедились в этом на примере функции rollDice(), где благодаря параметру numSides мы можем имитировать бросание кости с 6-ю, 20-ю сторонами, или с любым количеством сторон.

Все функции Processing работают по такому же принципу.

Например:

• параметры функции line() позволяют провести линию между двумя произвольными точками на экране,
• без использования параметров в функции line() мы не смогли бы нарисовать линию в любой области экрана.

Каждый параметр является переменной, которая объявляется при запуске функции, и поэтому он имеет тип данных (int или float).

При первом запуске функции  cova() значение переменной x было равно 110, переменной y - также 110. При втором запуске значение переменной x равнялось уже 180, а y - по-прежнему 110.

Когда в коде функции встречается переменная, она заменяется соответствующим значением входного параметра, который вы укажете.
Убедитесь, что тип данных входного параметра функции совпадает с типом данных величины, которую вы указываете в качестве входного параметра.
 

Пример 3_4.  Увеличиваем популяцию сов  

Теперь, когда у нас есть функция для рисования совы в любом месте экрана, мы с легкостью можем нарисовать любое количество сов, записав функцию в цикле for так, чтобы первый параметр изменялся с каждым прогоном кода в цикле for:

void setup() {
size(480, 120);
smooth();
}
void draw() {
background(204);
for (int x = 35; x < width + 70; x += 70) {
cova(x, 110);
}
}
// Сюда вставьте функцию coval() из примера 3_3

Вы можете добавить и другие параметры, изменяющие различные части рисунка совы. Эти параметры могут менять цвет, наклон, размер совы, диаметр
ее глаз.

Пример 3_5. Совы разного размера 
В этом примере мы добавили два параметра для изменения цвета и размера сов:

Задание "Сова"

Функция, которая возвращает значение

Существует еще один вид функций - которые:

1. не просто что-то делают,
2. но и сообщают в программу результат своей работы.

Например, в нашей функции, кроме построения квартиры с заказанным цветом стен - нужно вернуть владельцу ключ к этой квартиры (это будет случайное число).

Возвращение значения в программу происходит после служебного слова return, которое одновременно является точкой выхода из функции.

Обратите внимание, что:

• нужно изменить начальное описание функции, вместо void записать тип данных, которые эта функция будет возвращать.

Функции могут производить вычисления и возвращать результат в основную программу. Мы уже использовали функции такого типа, например random().

Обратите внимание, что:

• значение, возвращаемое этими функциями, присваивается переменной:float r = random(1, 10);
• Здесь random() возвращает число в промежутке между 1 и 10 и затем оно присваивается переменной r.

Функция, возвращающая некоторое значение, часто используется в качестве входного параметра для другой функции, например:

point(random(width), random(height));

• Числа из функции random() не присваиваются переменной в этом примере - они выступают в роли входных параметров функции point() и используются для расположения точки в случайном месте окна.

Пример 4.  Получаем результат

1. Для создания функции, возвращающей некоторое число, замените слово void на тип данных, которые будет возвращать функция.
2. С помощью команды return определите данные, которые вы хотели бы получить из вашей функции.

Для примера рассмотрим функцию calculateMars(), вычисляющую вес человека или какого-либо предмета на соседней планете:
void setup() {
float yourWeight = 132;//Введите свой вес в переменную yourWeight
float marsWeight = calculateMars(yourWeight);
println(marsWeight);
}

//функция calculateMars(), вычисляющая вес человека или какого-либо предмета на соседней планете//
float calculateMars(float w) {
float newWeight = w * 0.38;

/*определение данных, которые  получим из нашей  
функции calculateMars - вернуть новый вес*/
return newWeight;
}
Обратите внимание на слово float перед именем функции - это значит, что функция возвращает данные c плавающей точкой.

В последней строке блока указывается, что функция возвращает значение переменной newWeight.

Во второй строке блока setup() это значение присваивается переменной marsWeight. (Введите свой вес в переменную yourWeight, чтобы узнать вес своего тела на Марсе).

• 2017 Февраль