CSI 3525, sousprogrammes, page 1

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Sous-programmes

• Concepts généraux
• Passage de paramètres
• Fonctions
• Sous-programmes en tant que paramètre

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Concepts généraux

• Originalement, les sous-programmes (procédures et
  fonctions) étaient un mécanisme de réutilisation
  du code, une façon déviter la répétition.
  Maintenant, on pensent aux sous-programmes comme
  un mécanisme dabstraction.
• Un sous-programme est un bloc nommé (avec une
  porté locale) qui encapsule un algorithme.
• Sémantiquement, un sous-programme est une
  opération complexe qui peut être initiée
  (appelée) comme si elle était une opération de
  base. On dénomme ce mécanisme, labstraction de
  processus.

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Un sous-programme

• est défini au moyen dopérations de bas niveau,
• possède un nom,
• incorpore un moyen daccepter des paramètres et
  de retourner des résultats (le passage de
  paramètres et la communication via des objets
  non-locales),
• est exécuté figeant lunité du programme ayant
  appelé ce sous-programme, puis en exécutant les
  instructions du bloc, avant de revenir à lunité
  layant appelé.

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• Lentête dun sous-programme nom, mode de
  passage des paramètres, le type des valeurs
  retournées (si le sous programme est une
  fonction).
• Le corp dun sous-programme une séquence
  dinstructions.
• Une procédure étend le langage de programmation
  elle devient une nouvelle instruction. De façon
  similaire, une fonction est une nouvelle
  opération.

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Paramètres

• Un paramètre dun sous-programme est la
  généralisation dun objet manipulé par les
  instructions du bloc correspondant un
  sous-programme devrait fonctionner de la même
  manière, peu importe la valeur des paramètres. On
  les appel aussi dummy variables.
• Le passage de paramètres signifie le replacement
  des entités généralisées dans la déclaration dun
  sous-programme (paramètres formels) par des
  objets concrets.

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Passage de Paramètres

• Le mode de passage de paramètres détermine
  comment les arguments seront transmis au
  sous-programme
• la valeur seulement
• ladresse seulement
• ladresse et la valeur
• et les restrictions sur lusage de ces arguments
• lecture seulement
• écriture seulement
• lecture/écriture.

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Un modèle simplifié dune procédure

• Une procédure est une boite noire qui lit des
  données en entré et /ou écrit des les résultats
  en sortie.

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Passage par valeur

• Le Passage par valeur est grandement utilisé
• paramètres in dAda
• paramètres value de Pascal
• tout les paramètres de Algol-68, C.
• Seul la valeur dun paramètre est donnée au
  sous-programme. Pour conserver cette valeur, on
  utilise une variable locale (qui devient
  ladresse du paramètre).
• Ceci est normalement implémenté en copiant la
  valeur du paramètre dans un espace mémoire
  appartenant au sous-programme. Ceci peut être
  coûteux si les paramètres sont des objets de
  grande taille, comme des tableaux.

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Passage par résultat

• Le passage par résultat est une façon de
  transmettre les sorties dun sous programme. En
  Ada
• paramètre out
• Ladresse (et non la valeur) du paramètre est
  envoyée au sous-programme mais en lui donnant
  accès pour lécriture seulement ( write-only ).
  Techniquement, on a un objet local qui ne peut
  apparaître dans des expressions.

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Passage par valeur-résultat

• En Ada
• paramètres in out
• Appelé aussi passage par copie.
• Quand le sous-programme est activé, la valeur des
  paramètres est copiée dans un objet local. Après
  lexécution du sous-programme, la valeur finale
  de cet objet est recopiée dans le paramètre.

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Exemple de passage par valeur-résultat

• -- procedure P(in out X someType)-- un bloc Q
  appel P(Z), Z vient de Q
• begin X Z -- le corp de P utilise X
  Z Xend
• Cette méthode, et le passage par résultat peuvent
  dans in certaines situations bizarres
  dépendre de lordre dans lequel les paramètres
  sont évalués (voir le manuel).

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Passage par référence

• paramètres var en Pascal
• Tout paramètres en Fortran (anciennes versions).
• Ladresse et la valeur sont toute deux disponible
  dans les instructions du sous-programme.
• Ceci est implémenté par ladresse indirecte le
  paramètre est en effet ladresse dune variable
  de lunité ayant appelée le sous-programme.
  Aucune copie nest nécessaire.

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Exemple de passage par référence

• -- procedure P(var X someType)-- un bloc Q
  appel P(Z), Z vient de Q
• begin -- le corp de P utilise Zend
• Tout changement de Z à lintérieur de P est
  préservé après que P soit terminé, et sera
  visible dans Q.

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Exemple de passage de paramètres Pascal

• program P
• var J integer
• A array 1..10
• of integer
• procedure SWAP(
• MODE X,Y integer)
• var TMP integer
• begin TMP X X Y Y TMP
• end
• begin J 3 AJ 6
• SWAP(J, AJ)
• write(J, A3)
• end.

• MODE in
• J 3, A3 6(aucun changement)
• MODE out
• impossible (on ne peut lire la valeur de X)
• MODE ref ou in out
• J 6, A3 3

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À considérer

• Un problème important du passage par référence
  peut être la dénomination ( aliasing ). Une
  situation possible passer la même variable en
  tant que deux paramètres différent. Une autre
  possibilité une variable non-locale à laquelle
  on fait référence dans le sous-programme qui est
  également un paramètre.
• Un paramètre passé par résultat, valeur-résultat
  ou référence doit être une variable.
• Comment le passage par référence est-il différent
  du passage par valeur-résultat?

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Prolog est différent

• La classification des modes de passage de
  paramètres basé sur les adresses et valeurs est
  raisonnable pour les langages impératifs ayant
  des variables pouvant être modifiées. Cependant,
  elle ne sapplique pas à Prolog, où les adresses
  ne sont jamais disponibles (en particulier, il
  ny a pas dassignations).
• append(a, b, Result) in in out
• append(First, Second, a,b) out out
  in
• append(X,b, c,Y, a,P,Q,d) ni in
  ni out

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Fonctions

• Une fonction produit une valeur, retournée par
  une instruction spéciale telle que
• return someValue
• ou assignée au nom de la fonction (comme en
  Pascal).
• Quand les fonctions sont utilisées dans des
  expressions, elles enrichissent le langage. On
  peut les traiter comme des opérateurs. Par
  exemple, si EXP(X, Y) a été défini pour calculer
  XY, on peut lutiliser dans une expression
• Z 2.0 EXP(A, N)
• malgré que lexposant nétait originalement pas
  défini dans le langage.

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Fonctions (2)

• Les effets secondaires des fonctions sont un
  problème. Idéalement, seul les paramètres in (et
  aucun effet secondaire) ne devrait être permis
  dans une fonction mathématiquement correcte.
• Si des effets secondaires sont nécessaires, une
  procédure devrait être utilisée avec un
  paramètre réservé pour transmettre la valeur qui
  aurait été retournée par la fonction.
• Un choix de conception (concernant
  lorthogonalité!) restreindre le type des objets
  pouvant être retourné par les fonctions.

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Sous-programmes en tant que paramètres

• Le concept est simple un algorithme qui dépend
  dun autre algorithme.
• Scheme est conçu parfaitement de ce coté les
  langages impératifs le sont moins.
• Considérez lexemple dune intégration
  numériquetrouver laire sous la courbe définie
  par une fonction mathématique.

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Sous-programmesen tant que paramètres Pascal

• function DEFINITE_INTEGRAL(
• function F(ARG real) real
• LOW, HIGH real) real
• const N_INTERVALS 1000
• var DELTA, SUM, X real I integer
• begin
• DELTA (HIGH - LOW) / N_INTERVALS
• X LOW
• SUM F(X)
• for I 1 to N_INTERVALS - 1 do
• begin
• X X DELTA
• SUM SUM 2.0 F(X)
• end
• X X DELTA
• SUM SUM F(X)
• DEFINITE_INTEGRAL 0.5 DELTA SUM
• end

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Sous-programmesen tant que paramètres Pascal (2)

• Nimporte quel fonction real ? real peut être
  passé à cette méta-fonction
• function SQ( A real ) real
• begin SQ A A end
• ...
• x DEFINITE_INTEGRAL(SQ, 0.0, 9.0)
• Cet appel retourne (environs) 243.0.