2A02:8109:AB9A:7500:B060:BA1D:1DD7:4AAF: Дополнил синонимами, т.к. термин "подпрограмма" редко или практически не используется в современном программировании. Обычно используется "функция", "процедура" или "метод". Последние имеют небольшую разницу, но в данном случае являются синонимами. Синонимы можно так же найти в английской статье. Кроме того, поправил незаконченное/несогласованное предложение

2024-11-21T12:20:05Z

Дополнил синонимами, т.к. термин "подпрограмма" редко или практически не используется в современном программировании. Обычно используется "функция", "процедура" или "метод". Последние имеют небольшую разницу, но в данном случае являются синонимами. Синонимы можно так же найти в английской статье. Кроме того, поправил незаконченное/несогласованное предложение

Новая страница

'''Подпрограмма''' ({{lang-en|subroutine}}) — поименованная или иным образом идентифицированная часть [[компьютерная программа|компьютерной программы]], содержащая описание определённого набора действий. Подпрограмма может быть многократно ''вызвана'' из разных частей программы. В языках программирования для оформления и использования подпрограмм существуют специальные синтаксические средства — процедуры, функции и методы являются вариациями подпрограмм.

== Назначение подпрограмм ==
Подпрограммы изначально появились как средство оптимизации программ по объёму занимаемой памяти — они позволили не повторять в программе идентичные блоки кода, а описывать их однократно и вызывать по мере необходимости. В современной разработке важной функцией подпрограмм является организация кода, т.к. подпрограммы позволяют абстрагировать комплексные операции в виде одной команды.

== Преимущества ==
Преимущества разбиения программы на подпрограммы включают:
* Декомпозиция комплексной программной задачи на простые шаги: это один из двух основных инструментов структурированного программирования и структур данных
* Уменьшение дублированного кода
* Возможность повторного использования кода в других программах
* Разделение крупной программной задачи между различными программистами, или различными стадиями проекта
* Сокрытие деталей реализации от пользователей подпрограммы
* Улучшение прослеживания (большинство языков предоставляют способ получить след вызова который включает в себя имена задействованных подпрограмм и возможно даже больше такой информации как имена файлов и номера строк). Без декомпозиции кода на подпрограммы, отладка была бы серьезно затруднена.

== Механизм подпрограмм, их описание и вызов ==
В простейшем случае (в [[ассемблер]]ах) подпрограмма представляет собой последовательность команд (операторов), отдельную от основной части программы и имеющую в конце специальную команду выхода из подпрограммы. Обычно подпрограмма также имеет имя, по которому её можно вызвать, хотя ряд языков программирования допускает использование и неименованных подпрограмм. В языках высокого уровня описание подпрограммы обычно состоит по меньшей мере из двух частей: ''заголовка'' и ''тела''. Заголовок подпрограммы описывает её имя и, возможно, параметры, то есть содержит информацию, необходимую для вызова подпрограммы. Тело — набор операторов, который будет выполнен всякий раз, когда подпрограмма будет вызвана.

Вызов подпрограммы выполняется с помощью команды вызова, включающей в себя имя подпрограммы. В большинстве современных языков программирования команда вызова представляет собой просто имя вызываемой подпрограммы, за которым могут следовать фактические параметры (см. [[#Формальные и фактические параметры|ниже]]).

В следующем примере на языке Паскаль подпрограмма subprog вызывается из основной программы трижды:

<source lang="pascal">
program SubProgExample;
// Описание подпрограммы subprog
procedure subprog; // Заголовок, включающий имя подпрограммы
begin // начало тела подпрограммы
WriteLn('Bye');
end; // конец тела подпрограммы
begin
WriteLn('Hello');
subprog; // 1-й вызов
subprog; // 2-й вызов
subprog; // 3-й вызов
end.
</source>

Результатом выполнения такой программы станет вывод строки «Hello» и трёх строк «Bye».

Для сохранения и восстановления контекста выполнения вызывающей процедуры, с целью исключения побочных эффектов, связанных с возможным нежелательным изменением используемых машинных регистров, компилятор формирует для каждой процедуры специальные последовательности команд, называемые [[Пролог процедуры|прологом и эпилогом]] процедуры.

Некоторые языки программирования (например, Паскаль, Ада, Модула-2) допускают описание вложенных подпрограмм, то есть помещение подпрограмм внутрь других подпрограмм. Такие вложенные подпрограммы могут использоваться только в той подпрограмме, в которой они описаны. В иных случаях (например, в языке Си) вложение подпрограмм не допускается. Никаких принципиальных преимуществ вложение подпрограмм не даёт, но может быть удобно для более логичной структуризации программы (если какая-то подпрограмма используется только в некоторой другой подпрограмме, логично поместить первую во вторую).

== Параметры подпрограмм ==
{{main|Параметр (программирование)}}

=== Назначение параметров ===
Подпрограммы часто используются для многократного выполнения стереотипных действий над различными данными. Подпрограмма обычно имеет доступ к объектам данных, описанным в основной программе (по крайней мере, к некоторым из них), поэтому для того, чтобы передать в подпрограмму обрабатываемые данные, их достаточно присвоить, например, глобальным переменным. Но такой путь не особенно удобен и чреват ошибками.

Для обеспечения контролируемой передачи параметров в подпрограмму и возврата результатов из неё используется механизм ''параметров''. Параметры описываются при описании подпрограммы (в её заголовке) и могут использоваться внутри процедуры аналогично [[Переменная (программирование)|переменным]], описанным в ней. При вызове процедуры значения каждого из параметров указываются в команде вызова (обычно после имени вызываемой подпрограммы).

<source lang="pascal">
program SubProgExample2;
// Описание подпрограммы subprog
procedure subprog(Line: String); // Заголовок, включающий имя подпрограммы
begin // начало тела подпрограммы
WriteLn(Line);
end; // конец тела подпрограммы
begin
WriteLn('Hello');
subprog('Good bye,'); // 1-й вызов
subprog('my love,'); // 2-й вызов
subprog('good bye!'); // 3-й вызов
end.
</source>

В приведённом примере параметр ''Line'' подпрограммы ''subprog'' в каждом вызове получает различное значение, благодаря чему выводятся не одинаковые строки, а разные.

=== Формальные и фактические параметры ===
Чтобы отличать параметры подпрограммы, описанные в её заголовке и теле, от параметров, указываемых при вызове подпрограммы, используются формальные и фактические параметры. Формальные параметры указываются при объявлении или определении подпрограммы, а фактические — непосредственно при её вызове. Так, в последнем примере параметр ''Line'' в заголовке и теле подпрограммы ''subprog'' — это формальный параметр, а строка '' 'Good bye' '', использованная в первом вызове этой подпрограммы — фактический параметр. ''При вызове подпрограммы фактические параметры, указанные в команде вызова, становятся значениями соответствующих формальных параметров, чем и обеспечивается передача данных в подпрограмму.''

=== Способ передачи параметров в подпрограмму ===
Существует несколько способов передачи параметров в подпрограмму.
* '''Передача параметров по значению.''' Формальному параметру присваивается ''значение'' фактического параметра. В этом случае формальный параметр будет содержать копию значения, имеющегося в фактическом, и никакое воздействие, производимое внутри подпрограммы на формальные параметры, не отражается на параметрах фактических. Так, если в качестве фактического параметра будет использована переменная, и внутри подпрограммы значение соответствующего формального параметра будет изменено, то фактический параметр останется без изменений.
<source lang="C">int func1(int x)
{
x=x+2;
return x;
}</source>

* '''Передача параметров по ссылке.''' В формальный параметр может быть помещён ''сам'' фактический параметр (обычно это реализуется путём помещения в формальный параметр [[Ссылка (программирование)|ссылки]] на фактический). При этом любое изменение формального параметра в подпрограмме отразится на фактическом параметре — оба параметра во время вызова подпрограммы суть одно и то же. Параметры, передаваемые по ссылке, дают возможность не только передавать параметры внутрь подпрограммы, но и возвращать вычисленные значения в точку вызова. Для этого параметру внутри подпрограммы просто присваивается нужное значение, и после возврата из подпрограммы переменная, использованная в качестве фактического параметра, получает это значение.
<source lang="C">void func2(int &x)
{
x=x+2;
}</source>
* '''Передача параметров по имени.''' В формальный параметр может быть помещено произвольное выражение. При этом вычисление этого выражения произойдёт внутри подпрограммы в тот момент, когда потребуется его значение. Если это значение фигурирует несколько раз, то и вычисляться оно будет тоже несколько раз. Параметры, передаваемые по имени, дают возможность писать довольно универсальные подпрограммы. Такой способ передачи параметров используется, к примеру в языках [[Алгол]] или [[Алгол 68]].
* '''Передача параметров через стек.''' Это фактически разновидность передачи параметра по значению «с ручным приводом», в данном случае отсутствует понятие формальных и фактических параметров. Все параметры лежат на стеке, причём их типы, количество и порядок не контролируются компилятором. Данный подход реализован в языке [[Forth|Форт]].

Язык программирования может предоставлять возможность передавать параметры в подпрограммы либо только по значению, либо по значению и по ссылке, либо по имени и значению. В последних двух случаях для различения способов передачи параметра используются отдельные синтаксическая конструкции (в Паскале это ключевое слово ''var'' при описании параметра). В действительности, если язык содержит понятие ссылки (указателя), то можно обойтись и без передачи параметра по ссылке (её всегда можно смоделировать, описав параметр типа «ссылка»), но эта возможность удобна, так как позволяет работать с формальным параметром-ссылкой без [[разыменование|разыменования]], а также повышает надёжность и безопасность программы.

На параметры, передаваемые по ссылке, накладываются естественные ограничения: фактический параметр, подставляемый на место такого параметра при вызове, обязан быть переменной (то есть иметь адрес), а в языках со строгой типизацией — ещё и иметь в точности такой же тип данных.

== Виды подпрограмм ==
В языках программирования высокого уровня используется два типа подпрограмм: [[Процедура (программирование)|процедуры]] и [[Функция (программирование)|функции]].
* [[Функция (программирование)|Функция]] — это подпрограмма специального вида, которая, кроме получения параметров, выполнения действий и передачи результатов работы через параметры имеет ещё одну особенность— она всегда должна возвращать результат. Вызов функции является, с точки зрения языка программирования, выражением, он может использоваться в других выражениях или в качестве правой части присваивания.
* Процедура — это независимая именованная часть программы, которую после однократного описания можно многократно вызвать по имени из последующих частей программы для выполнения определенных действий.

В [[Си (язык программирования)|C]]-подобных языках подпрограмма всегда описывается как функция. Процедура реализуется как функция типа ''void'', то есть имеющая «пустой» тип и, соответственно, не возвращающая никакого значения.

Подпрограммы, входящие в состав классов в объектных языках программирования, обычно называются [[Метод (программирование)|методами]]. Этим термином называют любые подпрограммы-члены класса, как функции, так и процедуры; когда требуется уточнение, говорят о ''методах-процедурах'' или ''методах-функциях''.

== См. также ==
* [[Передача параметра]]
* [[Соглашение о вызове]]

{{нет источников|дата=2013-11-16}}

[[Категория:Подпрограммы| ]]
[[Категория:Концепции языков программирования]]

Подпрограмма - История изменений