Функции и передача параметров по ссылке var

Урок учит писать функции, возвращающие значение, и объясняет разницу между передачей параметров по значению и по ссылке var.

Функция — это подпрограмма, которая вычисляет и возвращает значение, которое можно использовать в выражениях.

Чем функция отличается от процедуры

Процедура выполняет действие (печатает, рисует, меняет данные). А функция вычисляет и возвращает результат — число, строку, логическое значение, — который можно подставить в выражение, присвоить переменной или вывести. Вы уже пользовались встроенными функциями: sqrt(9) возвращает 3, length(s) возвращает длину. Теперь научимся писать свои.

Простое правило: если подпрограмма должна что-то вернуть для дальнейших вычислений — это функция. Если она просто что-то делает — это процедура.

Объявление функции

Функцию описывают словом function, и в её заголовке после параметров через двоеточие указывают тип возвращаемого значения. Результат внутри функции присваивают специальному имени Result (или, в классическом стиле, имени самой функции):

function Kvadrat(x: integer): integer;   // вернёт integer
begin
  Result := x * x;     // присваиваем результат
end;

begin
  writeln(Kvadrat(5));           // 25
  writeln(Kvadrat(3) + Kvadrat(4));  // 9 + 16 = 25
end.

Заголовок function Kvadrat(x: integer): integer читается так: «функция Kvadrat принимает целое x и возвращает целое». Строка Result := x * x задаёт, что вернуть. Главное преимущество видно во второй строке: вызов функции можно подставлять прямо в выражение, складывать, сравнивать — как обычное значение. В классическом Паскале вместо Result пишут имя функции: Kvadrat := x * x; оба варианта работают в PascalABC.NET. Запустите аналог на Python (там результат возвращают через return):

def kvadrat(x):
    return x * x

print(kvadrat(5))
print(kvadrat(3) + kvadrat(4))

Вывод:

25
25

Функция с логическим результатом

Очень полезны функции, возвращающие boolean — они отвечают на вопрос «да или нет» и красиво читаются в условиях:

def chetnoe(n):
    return n % 2 == 0

for x in [4, 7, 10]:
    if chetnoe(x):
        print(x, '- чётное')
    else:
        print(x, '- нечётное')

Вывод:

4 - чётное
7 - нечётное
10 - чётное

На Паскале это была бы function Chetnoe(n: integer): boolean; begin Result := n mod 2 = 0; end;, а в условии — if Chetnoe(x) then .... Такой код читается почти как человеческий язык.

Параметры по значению: копия данных

До сих пор все параметры мы передавали по значению: функция получает копию данных. Что бы она ни делала с параметром внутри, на исходную переменную это не влияет — она работает с копией. Это безопасно и используется по умолчанию:

def isportit(x):
    x = 999          # меняем копию
    print('Внутри:', x)

a = 10
isportit(a)
print('Снаружи a:', a)   # a не изменилась

Вывод:

Внутри: 999
Снаружи a: 10

Видите? Внутри параметр стал 999, но снаружи a осталась 10 — менялась копия. В большинстве случаев это именно то, что нужно.

Параметры по ссылке: ключевое слово var

Но иногда нужно, чтобы подпрограмма изменила исходную переменную. Например, процедура обмена должна реально поменять значения у вызывающей стороны. Для этого параметр объявляют с ключевым словом var — тогда он передаётся по ссылке: подпрограмма работает не с копией, а с самой исходной переменной.

procedure Obmen(var a, b: integer);   // var — по ссылке!
var
  temp: integer;
begin
  temp := a;
  a := b;
  b := temp;
end;

var
  x, y: integer;
begin
  x := 1;
  y := 2;
  Obmen(x, y);              // меняет сами x и y
  writeln('x = ', x, ', y = ', y);   // x = 2, y = 1
end.

Без var процедура поменяла бы местами лишь свои копии, и снаружи x и y остались бы прежними. Слово var перед параметром — это «работай с оригиналом, а не с копией». Так же через var возвращают несколько результатов сразу (функция возвращает только одно значение, а процедура с несколькими var-параметрами — сколько угодно). Различие наглядно:

Попробуй сам

Напишите функцию Maximum(a, b), которая возвращает большее из двух чисел, и используйте её, чтобы найти максимум из трёх: Maximum(Maximum(x, y), z). Проверьте на Python:

def maximum(a, b):
    if a > b:
        return a
    else:
        return b

x, y, z = 7, 3, 9
print('Максимум из трёх:', maximum(maximum(x, y), z))

Вывод:

Максимум из трёх: 9

Частые ошибки

• Забыли задать Result. Если внутри функции не присвоить Result (или имя функции), она вернёт мусор. Каждая ветка должна задавать результат.
• Не указали тип возврата. В заголовке функции после параметров обязателен : тип, иначе это будет процедура.
• Ждут изменения переменной без var. Без var подпрограмма меняет лишь копию; чтобы изменить оригинал, параметр объявляют с var.
• Передают выражение в var-параметр. По ссылке (var) можно передавать только переменную, а не выражение вроде Obmen(x + 1, y) — оригинала у выражения нет.

Итоги

• Функция вычисляет и возвращает значение; в заголовке указывают тип возврата, результат задают через Result или имя функции.
• Вызов функции можно подставлять в выражения, как обычное значение; функции с boolean удобны в условиях.
• По умолчанию параметры передаются по значению — подпрограмма работает с копией, оригинал не меняется.
• Параметр с ключевым словом var передаётся по ссылке: изменения видны снаружи.
• Через var-параметры процедура может «вернуть» сразу несколько значений.