Funktio on itsenäinen ohjelman osa, joka tekee jonkin halutun tehtävän, se voi esimerkiksi laskea jonkin laskutoimituksen. Funktioiden avulla toteutetaan ohjelmien modulaarisuutta.
Funktioista puhuttaessa voidaan erottaa kaksi tasoa:
- Toisaalta on olemassa valmiita kirjastofunktioita, jotka ovat kaikkien ohjelmoijien käytössä.
- Toisaalta jokainen ohjelmoija voi kirjoittaa funktioita omaan käyttöönsä.
Funktion syntaksi
Funktion täydellinen nimi koostuu kolmesta asiasta:
- paluuarvon tyyppistä (pakollinen!)
- funktion nimestä (pakollinen!)
- parametreista (ei pakollisia, riippuu funktiosta)
funktion_paluuarvon_tyyppi funktion_nimi( param_1_tyyppi parametri_1, param_2_tyyppi parametri_2, /* loput parametrit, jos on */)
Funktiotyypit
Funktioita voidaan tehdä erilaisia:
Esimerkki 1
Seuraavassa esimerkissä funktio laskee kartion tilavuuden, funktion alussa esitellään ne muuttujat (tietovarastot), joita ohjelma tarvitsee.
void KartionTilavuus()
{
float Sade, Korkeus, Tilavuus; // esitellään funktion paikalliset muuttujat
system("cls"); // putsataan ruutu
printf("Lasken kartion tilavuuden"); // annetaan ohjeita käyttäjälle
printf("Anna pohjan säde:");
scanf("%f", &Sade); // kysytään tietoa käyttäjältä
printf("Anna korkeus:");
scanf("%f", &Korkeus);
Tilavuus = 3.14159 * Sade*Sade*Korkeus/3; // lasketaan ja sijoitetaan
printf("Tilavuus on %5.2f", Tilavuus);
}
Edellinen ohjelma laskee kartion tilavuuden ja tulostaa tiedot ruudulle, muttei pysty välittämään tietoa muille funktioille. Muuttujat Sade, Korkeus ja Tilavuus ovat tämän funktion paikallisia muuttujia (kts. seuraava kohta).
Funktion kutsuminen
Funktiota kutsutaan muodossa funktion_nimi() ja sulkujen sisään tulevat mahdolliset parametrit.
Esim funktion kutsuminen pääohjelmasta:
int main() // pääohjelma
{
KartionTilavuus(); // funktion kutsu
getch(); // jäädään odottamaan, että käyttäjä painaa jotain nappulaa
}
Funktiota voidaan kutsua sen mistä tahansa ohjelmasta, myös funktiosta itsestään (vrt. rekursio).
Esimerkki 2
void TulostaMerkki(char Merkki) // funktion parametrina char tyyppinen muuttuja
{
printf("Antamasi merkki oli %c", Merkki); // tulostetaan annettu merkki %c:n osoittamaan kohtaan
}
int main()
{
char JokinMerkki = 'a'; // esitellään muuttuja, nyt paikallisena, nyt muutuja näkyy vain tässä funktiossa
TulostaMerkki(JokinMerkki); // Funktio saa parametrinaan JokinMerkki muuttujan arvon
getch();
return 1;
}
Esimerkki 3
void LaskeYhteen(int Eka, int Toka)
{
int Summa = 0;
Summa = Eka + Toka;
printf("\nsumma on %d", Summa);
}
int main() // pääohjelma
{
int First = 5, Second = 6;
LaskeYhteen(First, Second); // funktion kutsu, kutsussa ja itse funktiossa muuttujien nimet voivat olla erilaisia!
return 1;
}
Edellä oleva funktio ottaa parametreikseen kaksi kokonaislukua ja sijoittaa ne funktion paikallisiin muuttujiin Eka ja Toka. Funktion laskema tulos näytetään ruudulla. Tämä funktio ei palauta mitään tietoa kutsujalle.
Funktion parametrit ja paikalliset muuttujat
Kaikilla funktiolla voi olla omia paikallisia (local) muuttujia. Lisäksi funktiolla voi olla parametreja, joiden avulla funktiolle välitetään tietoa sen ulkopuolelta. Parametrit eroavat paikallisista muuttujista siinä, että niille on annettu alkuarvo funktion kutsussa.
void funktio(int x)
{
int y;
...
}
xon funktion parametri jayfunktion paikallinen muuttuja. On huomattava, että parametrit ja paikalliset muuttujat eivät näy funktion ulkopuolelle eivätkä siten ole käytettävissä muualla kuin funktiossa itsessään.- On myös tärkeää huomata, että eri funktioissa voi olla samannimisiä muuttujia ja ne ovat toisistaan täysin riippumattomia.
Funktion paluuarvo
Funktio voi päätyttyään palauttaa kutsujalleen tietoa. Tieto palautetaan return-käskyllä. Funktiossa voi olla useita return-lauseita sopivissa kohdissa. Funktion nimen edessä oleva tyyppi määrää paluuarvon tyypin ja siksi return-lauseen perässä olevan arvon pitää olla samaa tyyppiä (joko vakio tai muuttuja).
Esimerkki 4
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
char KysyMerkki() // funktion tyyppi on nyt char ja funktio paluttaa nyt kutsujalle näppäimistöltä annetun merkin
{
printf("anna jokin merkki: ");
return getch(); // kysytään merkki näppäimistöltä ja palutetaan se funktiosta return lauseella
}
void TulostaMerkki(char Merkki) // funktion parametrina char tyyppinen muuttuja
{
printf("Antamasi merkki oli %c",Merkki ); // tulostetaan annettu merkki %c:n osoittamaan kohtaan
}
int main()
{
char JokinMerkki; // Esitellään muuttuja, nyt paikallisena, nyt muutuja näkyy vain tässä funktiossa
JokinMerkki = KysyMerkki(); // Funktio palauttaa arvonsa muuttujaan JokinMerkki
TulostaMerkki(JokinMerkki); // Funktio saa parametrinaan JokinMerkki muuttujan arvon
return 1;
}
Esimerkki 5
int LaskeYhteen(int Eka, int Toka)
{
int Summa = 0;
Summa = Eka + Toka;
return Summa;
}
void main() // pääohjelma
{
int First=4, Second=9, Sum=0;
Sum = LaskeYhteen(First, Second); // Sum nappaa paluuarvon = merkillä
printf("\nsumma on %d", Sum);
getch(); // jäädään odottamaan, että käyttäjä painaa jotain nappulaa
}
Paluuarvona ei saa palauttaa esimerkiksi osoitteita paikallisiin muuttujiin, koska ne häviävät funktion päättymisen jälkeen.
Funktion prototyyppi (esittely)
Funktio esitellään ennen sen käyttöä. Funktion esittelyä sanotaan myös funktion prototyypiksi. Esittely tapahtuu seuraavasti:
int LaskeYhteen(int Eka, int Toka);
tai
int LaskeYhteen(int, int);
Funktion esittelyn tarkoituksena on kertoa kääntäjälle (kääntäjä kääntää ohjelmoijan koodin koneen ymmärtämään muotoon) etukäteen millaisia funktioita ohjelmassa on, lisäksi kerrotaan miten funktiota voidaan kutsua, jotta kääntäjä voi tarkastaa, menikö kutsu oikein. Jos kutsu oli virheellinen, antaa kääntäjä siitä virheilmoituksen. Funktioiden esittelyt laitetaan ohjelman alkuun tai erillisiin otsikkotiedostoihin.
Kuten edellä nähdään, funktioiden parametrien nimiä ei välttämättä tarvita esittelyssä.
Funktiot voidaan jättää myös esittelemättä, jos ne on lähdekoodissa ennen pääohjelmaa ja siinä järjestyksessä, että kutsuttava on lähdekoodissa ennen kutsujaa. Tätä tapaa ei kuitenkaan suositella kuin joissain sulautettujen laitteiden ohjelmoinnissa.
Funktio ja osoiteparametrit
Kun funktion pitää muuttaa muuttujan arvoa kutsuvassa ohjelmassa, pitää muuttujasta välittää sen osoite eikä muuttujan arvoa.
Esimerkki 6
void LaskeYhteen(int Eka, int Toka, int *Summa)
{
*Summa = Eka + Toka; // * summan edessä aiheuttaa sen ettei osiotteen arvoa muuteta, vaan osoittimen osoittaman muistipaikan sisältö
}
void main() // pääohjelma
{
int First=5, Second=8, Sum=0;
LaskeYhteen(First, Second, &Sum); // välitetään yhteenlaskettavat arvoparametreina ja summa osoiteparametrina,
// jotta summa saadan muutettua nollasta haluttuun arvoon kutsuttavassa funktiossa
printf("\nsumma on %d", Sum);
getch();
}
Edellä kuvattu menetelmä vaatii jo hieman huolellisuutta. Koska funktion parametrit esitellään nyt muuttujina. Aina kun tyypin ja muuttujan nimen välissä on * merkki, tämä tarkoittaa, että muuttuja on osoite. Taas * pelkän muuttujan nimen edessä merkitsee siirtymistä muuttujan osoitteesta muuttujan sisältöön. * voi tietysti myös tarkoittaa pelkkää kertomista, onneksi kääntäjä osaa päätellä tämän.
Prototyyppi
void LaskeYhteen(int *Eka, int *Toka, int *Summa);
tai
void LaskeYhteen(int*, int*, int*);
Merkkijono funktion parametrina
Funktio ei voi palauttaa merkkijonoja eikä taulukoita, vaan näissä tapuksissa palautetaan aina osoite. Täytyy myös ottaa huomioon, se missä merkkijonolle on varattu muisti. Jos se varataan dynaamisesti, se voidaan tehdä funktiossa, mutta jos se varataa staattisesti (ns. normaalisti), se täytyy varata funktion ulkopuolella, koska funktion paikalliset muuttujat tuhoutuvat funktiosta palattaessa.
Prototyyppi:
void AnnaNimesi(char OmaNimi[]);
tai
void AnnaNimesi(char*); // tästä voisi päätellä että kyseessä onkin osoite
Ja itse funktio:
void AnnaNimesi(char OmaNimi[]) // itse asiassa tässä välitetään osoite merkkijonoon
{
printf("Anna nimesi: ");
gets(OmaNimi); // tässäkin välitetään merkkijonon osoite
}
void main()
{
char Nimi[100];
AnnaNimesi(Nimi); // ei tarvita &-merkkiä, koska Nimi on osoite merkkitaulukkoon Nimi[100]
printf("\nnimi on %s", Nimi);
getch();
}
Huomaa, että kutsuttava funktio EI määrää merkkijonon pituutta, ainoastaan kutsuja muuttujan esittelyssä!!!
Vektori funktion parametrina
Vektori on yksiuloitteinen taulukko. Vektori voi sisältää alkioinaan kaikkia C:n tyyppejä. Funktio ei voi palauttaa, vaan ainoastaan osoitteen vektorin. Lisäksi osoitteen täyttyy olla kutsuvan funktion varaama, koska kutsuttavan funktion muuttujavaraukset häviävät funktoista palataessa.
void Tayta(int* taulu); // esitellään funktio, joka ottaa parametrikseen osoitteen kokonaislukuun
int main()
{
int Taulu[50];
Tayta(Taulu);
getch();
return 1;
}
void Tayta(int* Vektori)
{
int koko = sizeof(Vektori); // selvitetään vektorin koko tavuina
int IntinKoko = sizeof(int); // selvitetään int muuttujankoko tavuina
int JasentenMaara = koko/IntinKoko; // lasketaan vektorin alkioiden määrä
for(int i=0;i // ?
}
Taulukko funktion parametrina
Taulukko on useampi- kuin yksiulotteinen taulukko. Taulukko voi sisältää alkioinaan kaikkia C:n tyyppejä. Funktio ei voi palauttaa koko taulukkoa, vaan ainoastaan osoitteen. Lisäksi osoitteen täyttyy olla kutsuvan funktion varaama, koska kutsuttavan funktion muuttujavaraukset häviävät funktiosta palattaessa. Ensimmäisen kokoparametrin voi halutessaan jättää kutsusta pois kts. alla
void Tayta(int taulu[][10], int);
int main()
{
int rivit=5;
int Taulu[5][10];
Tayta(Taulu,rivit);
return 1;
}
void Tayta(int Taulu[][10], int rivit)
{
int i,j;
int sarakkeenkoko = sizeof(*Taulu); // selvitetään vektorin koko tavuina
int IntinKoko = sizeof(int); // selvitetään int muuttujankoko tavuina
int JasenetRivilla = sarakkeenkoko/IntinKoko; // lasketaan vektorin alkioiden määrä
for(j=0;j