Subprograme
Categoria: Referat
Informatica
Descriere:
Cand se apeleaza o procedura, modulul apelant a abandonat temporar, si
se executa procedura. In timpul executiei procedurii, parametrii formali
sunt inlocuiti in tot corpul procedurii cu parametrii actuali (valori
concrete). Dupa executarea procedurii se revine in modulul apelant la
linia imediat urmatoare celei care a facut apelul. Parametrii formali si
parametrii efectivi nu e obligatoriu sa aiba acelasi nume dar trebuie
sa existe o concordanta de numar, tip si ordine... |
|
|
1
SUBPROGRAME
SUBPROGRAMUL reprezinta parti identificabile prin nume care se pot
activa la cerere prin intermediul acetui nume. O parte din subprogram
se contruieste ca subprogram daca un algoritm cuprinde in mai multe
locuri aceiasi secventa de operatii executabila pentru aceleasi date
sau pentru date diferite. In loc ca subprogramul sa cuprinda in acelasi
loc, acelasi grup de instructiuni, concepand grupul de
intructiuni ca subprogram, el va aparea in program o singura data si se
va activa de mai multe ori. Partea respectiva de program rezolva o
subproblema din cele in care se descompune problema complexa. In
limbajul Pascal, avem doua tipuri de subprograme : procedurile si
functiile. Deosebirea intre ele consta in numarul de valori calculate
si returnate programului apelat. Procedurile calculeaza mai multe
valori sau nici una, iar functiile returneaza o singura valoare
asociata numelui functiei. Atat procedurile cat si functiile pot fi
standard(predefinite in unitul sistem), cat si nestandard(definite de
utilizator). Procedurile si functiile nestandard trebuie declarate
obligatoriu inainte de a fi apelate.
O declaratie de subprograme cuprinde:
-un antet de supbrogram care precizeaza interfata subprogramului cu
mediul sau, si
- blocul subprogramului care descrie functionarea lui
interna.
DOMENIUL DE VIZIBILITATE AL INDENTIFICATORILOR
Prin domeniul de
vizibilitate (valabilitate) se intelege zona de program in care e
valabila declararea sau definirea unui identificator. Toti
indentificatorii definiti sau declarati intr-un bloc sunt cunoscuti in
blocul respectiv si se numesc variabile locale. Daca blocul cuprinde
blocuri incluse in care identificatorii (variabile locale ale acestora)
nu se definesc sau redenumesc, atunci acestea sunt cunoscute in
blocurile incluse si se numesc variabile globale pentru acesta. Daca o
variabila declarata intr-un bloc se redefineste atunci in blocul in
care a fost redeclarata va fi variabila atribuita generata la
redeclarare.
DECLARAREA SI APELUL PROCEDURILOR. PARAMETRII FORMALI SI PARAMETRII
EFECTIVI
O
procedura e un sunbrogram care calculeaza mai multe valori accesibile
sau nu programului apelant sau efectueaza anumite operatii fara sa
calculeze vreo valoare. Valorile calculate accesibile programului
apelant reprezinta parametrii de iesire ai subprogramului. Acestia pot
depinde de anumite valori pe care subprogramul le primeste din
programul apelant, valori reprezentand parametrii de intrare.
Parametrii formali sunt variabile simbolice in care lucreaza
subprogramul. Ele sunt declarate in antetul subprogramului si sunt
cunoscute numai in interiorul subprogramului. La apelarea procedurii se
specifica parametrii efectivi sau actuali prin intermediul
instructiunii procedurale. Parametrii efectivi reprezinta variabilele
cu care subprogramele lucreaza efectiv in momentul activarii.
Declararea procedurii se face folosind:
PROCEDURE
nume_procedura(lista parametrii)
-parametrii precizati la scrierea proedurii sunt parametrii formali si
se separa prin ‘ ; ’
-pentru fiecare parametru se precizeaza numele si
tipul acestuia.
Apelarea procedurii :
Pentru a executa o procedura
aceasta trebuia apelata. La apel se da numele procedurii si valorile
concrete ale parametrilor care se separa prin punct si virgula.
Ex : procedure citire(n :integer ; k :char) ;
Begin
…..
end;
Cand se apeleaza o procedura, modulul apelant a
abandonat temporar, si se executa procedura. In timpul executiei
procedurii, parametrii formali sunt inlocuiti in tot corpul procedurii
cu parametrii actuali (valori concrete). Dupa executarea procedurii se
revine in modulul apelant la linia imediat urmatoare celei care a facut
apelul. Parametrii formali si parametrii efectivi nu e obligatoriu sa
aiba acelasi nume dar trebuie sa existe o concordanta de numar, tip si
ordine.
DECLARAREA SI APELUL FUNCTIILOR
O functie
e un subprogram care calculeaza si returneaza programului apelant o
singula valoare. Aceasta valoare este asociata numelui functiei. Iar
tipul poate fi simplu, string sau reper. Valoarea returnata de functie
nu poate avea alt tip structurat decat string.
Declararea unei functii:
FUNCTION nume_functie(lista parametrii formali): identificator de tip;
-nume_functie reprezinta numele functiei, al carei tip este
‘identificator de tip’
-identificator de tip = nume de tip simplu: STRING sau REPER;
Blocul functiei trebuie sa contina obligatoriu o instructiune de
atribuire prin care identificatorul functiei primeste valoarea unei
expresii.
Identificatorul functiei nu are voie sa apara in partea dreapta a unor
atribuiri decat daca functia este recursiva.
Apelul unei functii decurge astfel:
- se intrerupe calculul
expresiei in care a aparul apelul functiei ;
- se transmit parametrii, daca exista, exact ca la proceduri ;
- se executa functia;
1
METODA BACKTRACKING
Se aplica problemelor in care solutia poate fi
reprezentata sub
forma unui vector - x=(x1, x2, x3, …xk,… xn) € S, unde S este multimea
solutiilor problemei si S=S1 x S2 x… x Sn, si Si sunt multimi finite
avand s elemente si xi € si , (¥)i = 1..n.
Pentru fiecare problema se dau relatii intre
componentele
vectorului x, care sunt numite conditii interne ; solutiile posibile
care satisfac conditiile interne se numesc solutii rezultat. Metoda de
generare a tuturor solutiilor posibile si apoi de determinare a
solutiilor rezultat prin verificarea indeplinirii conditiilor interne
necesita foarte mult timp.
Metoda backtracking evita aceasta generare si este
mai eficienta.
Elementele vectorului x, primesc pe rand valori in oridinea crescatoare
a indicilor, x[k] va primi o valoare numai daca au fost atribuite
valori elementelor x1.. x[k-1]. La atribuirea valorii lui x[k] se
verifica indeplinirea unor conditii de continuare referitoare la
x1…x[k-1]. Daca aceste conditii nu sunt indeplinite, la pasul k, acest
lucru inseamna ca orice valori i-am atribui lui x[k+1], x[k+1], .. x[n]
nu se va ajunge la o solutie rezultat.
Metoda backtracking construieste un vector solutie
in mod progresiv
incepand cu prima componenta a vectorului si mergand spre ultima cu
eventuale reveniri asupra atribuirilor anterioare.
Metoda se aplica astfel :
1) se alege prima valoare sin S1 si I se atribuie lui
x1 ;
2) se presupun generate elementele x1…x[k-1], cu
valori din
S1..S[k-1]; pentru generarea lui x[k] se alege primul element din S[k]
disponibil si pentru valoarea aleasa se testeaza indeplinirea
conditiilor de continuare.
Pot aparea urmatoarele situatii :
a) x[k] indeplineste conditiile de continuare. Daca
s-a ajuns la
solutia finala (k=n) atunci se afiseaza solutia obtinuta. Daca nu s-a
ajuns la solutia finala se trece la generarea elementului urmator -
x[k-1] ;
b) x[k] nu indeplineste conditiile de continuare. Se
incearca
urmatoarea valoare disponibila din S[k]. Daca nu se gaseste nici o
valoare in S[k] care sa indelineasca conditiile de continuare, se
revine la elementul x[k-1] si se reia algoritmul pentru o noua valoare
a acestuia. Algoritmul se incheie cand au fost luate in considerare
toate elementele lui S1.
Problemele rezolvate prin aceata metoda necesita timp mare de executie,
de aceea este indicat sa se foloseasca metoda numai daca nu avem alt
algoritm de rezolvare.
Daca multimile S1,S2,…Sn au acelasi numar k de elemente, timpul necesar
de executie al algoritmului este k la n. Daca multimile S1, S2.. Sn nu
au acelasi numar de elemente, atunci se noteaza cu ‘m’ minimul
cardinalelor multimilor S1..Sn si cu ‘M’, maximul. Timpul de executie
este situat in intervalul [m la n .. M la n]. metoda backtracking
are
complexitatea exponetiala, in cele mai multe cazuri fiind ineficienta.
Ea insa nu poate fi inlocuita cu alte variante de rzolvare mai rapide
in situatia in care se cere determinarea tuturor solutiilor unei
probleme.
RECURSIVITATE
Prin recursivitate se intelege faptul ca un
subprogram se apeleaza
pe el insusi, apelul aparand atunci cand subprogramul este inca activ.
Exista doua tipuri de recursivitate:
1) recursivitate directa - cand un subprogram se
autoapeleaza in corpul sau ;
2) recursivitate indirecta - cand avem doua
subprograme (x si y), iar x face appel la y si invers ;
Se folosesc algoritmi recursivi atunci cand calculele aferente
sunt descrise in forma recursiva.
Recursivitatea este frecvent folosita in prelucrarea structurilor de
date definite recursiv. Un subprogram recursiv trebuie scris astfel
incat sa respecte regulile :
a) Subprogramul trebuie sa poata fi executat cel putin o data fara a se
autoapela ;
b)Subprogramul recursiv se va autoapela intr-un mod in are se tinde
spre ajungerea in situatia de executie fara autoapel.
Pentru a permite apelarea recursiva a
subprogramelor, limbajul
Pascal dispune de mecanime speciale de suspendare a executiei
programului apelant, de salvare a informatiei necesare si de reactivare
a programului suspendat .
Pentru implementarea recursivitatii se foloseste o
zona de memorie
in care se poate face salvarea temporala a unor valori. La fiecare
appel recursiv al unui subprogram se salveaza in aceasta zona de
memorie starea curenta a executiei sale.
Desi variabilele locale ale subprogramului apelant
au aceleasi
nume cu cele ale subprogramului apelat, orice referire la acesti
identificatori se asociaza ultimului set de valori alocate in zona de
memorie. Zona de memorie ramane alocata pe tot parcursul executie
subprogramului apelat si se dealoca in momentul revenirii in programul
apelat. Zona de memorie nu este gestionata explicit de programator ci
de catre limbaj.
La terminarea executiei subprogramului apelat
recursiv, se reface
contextul programului din care s-a facut apelul. Datorita faptului ca
la fiecare autoapel se ocupa o zona de memorie, recursivitatea este
eficienta numai daca numarul de autoapelari nu este prea mare pentru a
nu se ajunge la umplerea zonei de memorie alocata.
Recursivitatea ofera avantajunl unor solutii mai clare pentru probleme
si a unei lungimi mai mici a programului. Ea prezinta insa
dezavantajul unui timp mai mare de executie si a unui spatiu de memorie
alocata ami mare. Este de preferat ca atunci cand programul recursiv
poate fi transformat intr-unul iterativ sa se faca apel la cel din urma.
|
Referat oferit de www.ReferateOk.ro |
|