절차, 함수 및 구조화 프로그래밍

누구나 빌려 쓸 수 있는 관례의 테이프

• 1951년까지 캠브리지의 EDSAC 팀은 파운드지 테이프에 서브루틴 라이브러리를 보관했습니다: 제곱근, 인쇄, 로그함수 등. 어떤 프로그램이라도其中之一를 읽고 호출할 수 있었습니다.
• 가장 어려운 점은 복귀하는 것이었습니다. 데이비드 휠러의 기법인 "휠러 점프"는 복귀 주소를 저장하여 서브루틴이 호출되었던 곳으로 돌아갈 수 있게 했습니다.
• 오늘 당신이 쓰는 모든 함수 호출은 동일한 일을 하며, 모든 언어의 라이브러리도 그 테이프에서 파생되었습니다.
• 이 수업은 프로시저와 함수입니다: 어떻게 정의하고, 값을进来하고 outside로 전달하며, Paper 2가 점수를 매기는 방식으로 어떻게 쓰는지를 배웁니다.

프로시저와 함수

• 구조적 프로그래밍은 작은 이름 붙여진 서브루틴으로 프로그램을 구성하며, 각각 하나의 임무를 수행합니다.
• 절차는 동작을 수행하고 값을 반환하지 않는 이름이 붙은 블록입니다: PROCEDURE Greet(Name : STRING) … ENDPROCEDURE, CALL Greet("Ada")로 실행됩니다.
• 함수는 식의 일부가 되는 값을 반환합니다: FUNCTION Square(X : INTEGER) RETURNS INTEGER … RETURN X * X … ENDFUNCTION, Result ← Square(5) + 1로 사용됩니다.

절차는 무언가를 수행하고, 함수는 값을 다시 넘겨줍니다

각자가 적절한 상황

• 여러 지점에서 동일한 단계 집합이 필요한 경우: 입력 검증, 메뉴 표시, 두 값 swapping. 단계는 한 번 작성되고 이름으로 호출됩니다.
• 단일 값을 계산하여 식에 사용해야 하는 경우: 합계, TRUE/FALSE 결과, 두 수 중 더 큰 수. 반환값은 호출을 대체합니다.
• 논리가 여러 곳에 나타나거나, 블록에 명확한 이름이 붙은 목적이 있거나, 프로그램이 복잡하여 **분해(decomposition)**가 필요하거나, 특정 부분을 독립적으로 테스트하고 싶을 때 서브루틴을 사용합니다.

매개변수, 인자 및 인터페이스

• 매개변수(parameter) 는 서브루틴이 값을受け받기 위해 선언하는 변수이며, 호출자가 제공하는 값들은 인자(argument) 입니다.
• 헤더(header) 는 첫 번째 줄: PROCEDURE Name(Param : TYPE) 또는 FUNCTION Name(Param : TYPE) RETURNS TYPE. 인터페이스, 혹은 시그니처(signature) 는 이름, 순서대로 있는 매개변수와 그 타입, 그리고 반환 타입으로, 호출자가 알아야 할 모든 것입니다.
• 반환값(return value) 은 함수가 RETURN와 함께 다시 전달하는 값입니다.

worked example: 헤더 내 각 용어를 설명

값으로 전달(pass by value)과 참조로 전달(pass by reference)

• 값으로 전달: 루틴이 복사(copy) 를 받으므로 내부에서의 변경 사항은 호출자에게 영향을 미치지 않습니다. 루틴이 읽기만 하는 입력에 사용할 때 적합합니다.
• 참조로 전달: 루틴이 호출자의 자체 변수에 대한 참조를 받으므로 변경 사항이 callers에게 도달합니다. 루틴이 인자를 업데이트해야 할 때 사용하며, Swap와 같은 경우에 해당합니다.
• Cambridge는 헤더에 각 매개변수 앞에 모드를 표기하며, BYVAL 또는 BYREF을 사용합니다. 아무것도 적지 않으면 BYVAL이 기본값으로 가정됩니다.

복사, 혹은 호출자의 변수에 대한 링크

worked example: 출력이 무엇인가?

PROCEDURE Adjust(BYREF X : INTEGER, BYVAL Y : INTEGER)
    X <- X + Y
    Y <- Y * 2
ENDPROCEDURE
A <- 5
B <- 3
CALL Adjust(A, B)
OUTPUT A, B

로컬 변수와 글로벌 변수

• 로컬 변수(local variable) 는 서브루틴 내부에서 선언되어 실행 중일 때만 존재하며, 글로벌 변수(global variable) 는 외부에서 선언되어 어디에서나 볼 수 있습니다. 이름이 보이는 영역을 스cope(범위) 라고 합니다.
• 로컬 변수가 선호됩니다: 동일한 식별자가 다른 곳에서 재사용되어 충돌하지 않으며, 값이 프로그램의 다른 부분에 의해 우연히 변경되지 않으며, 반환 시 메모리가 해제되며, 서브루틴이 자체적(self-contained)이기 때문입니다.
• 로컬 변수는 매번 호출될 때마다 새로 생성되므로 호출 간에 값을 유지할 수 없습니다. 반복되는 호출에 걸쳐 문자열을 구축하는 루틴은 해당 문자열이 글로벌이거나, BYREF로 전달되어야 합니다.

글로벌은 어디에서나 보이며, 로컬은 자신의 서브루틴 내부에서만 존재함

절차를 함수로 변환하기

• **PROCEDURE**를 **FUNCTION**으로 변경하고 헤더에 **RETURNS <type>**를 추가하십시오.
• OUTPUT 또는 결과를 밖으로 가져온 BYREF 매개변수를 RETURN 문장으로 교체합니다.
• 반환된 값이 사용되도록 모든 호출을 변경하십시오: Result ← Unpack(Text) instead of CALL Unpack(Text, Result).

worked example: Paper 2용 모듈 작성

FUNCTION CountAbove(BYVAL Limit : INTEGER) RETURNS INTEGER
    DECLARE Index, Count : INTEGER
    Count <- 0
    FOR Index <- 1 TO 50
        IF Score[Index] > Limit THEN
            Count <- Count + 1
        ENDIF
    NEXT Index
    RETURN Count
ENDFUNCTION

모듈 답안의 각 부분은 자체적인 점수를 갖습니다

놓칠 수 있는 점

이해했습니다