3.1 Описание методов и средств реализации

Программа, выполняющая действия над матрицами, реализована с помощью динамических массивов (так как есть необходимость задавать матрицы произвольной размерности) и функций. Использование функций в программе наглядно показано на блок – схеме.

Динамический массив в С++

Динамическое выделение памяти необходимо для эффективного использования памяти компьютера. Например, мы написали какую-то программку, которая обрабатывает массив. При написании данной программы необходимо было объявить массив, то есть задать ему фиксированный размер (к примеру, от 0 до 100 элементов). Тогда данная программа будет не универсальной, ведь может обрабатывать массив размером не более 100 элементов. А если нам понадобятся всего 20 элементов, но в памяти выделится место под 100 элементов, ведь объявление массива было статическим, а такое использование памяти крайне неэффективно.

В С++ операции new и delete предназначены для динамического распределения памяти компьютера.  Операция new выделяет память из области свободной памяти, а операция n delete высвобождает выделенную память.  Выделяемая память, после её использования должна высвобождаться, поэтому операции new и delete используются парами. Даже если не высвобождать память явно, то она освободится ресурсами ОС по завершению работы программы. Рекомендую все-таки не забывать про операцию delete.

Операция new создает объект заданного типа, выделяет ему память и возвращает указатель правильного типа на данный участок памяти. Если память невозможно выделить, например, в случае отсутствия свободных участков, то возвращается нулевой указатель, то есть указатель вернет значение 0. Выделение памяти возможно под любой тип данных: int, float, double, char и т.д.

Как было сказано раньше, массивы также могут быть динамическими. Чаще всего операции new и delete применяются, для создания динамических массивов, а не для создания динамических переменных.

После того как динамический массив стал ненужным, нужно освободить участок памяти, который под него выделялся.

Помимо одномерных динамических массивов, также можно создавать и двумерные (матрицы). Объявление и удаление двумерного динамического массива выполняется с помощью цикла.

Функции

Простые программы мы писали единым, функционально неделимым, кодом. Алгоритм программы находился в главной функции, причём других функций в программе не было. Мы писали маленькие программы, поэтому не было потребности в объявлении своих функций. Для написания больших программ, опыт показывает, что лучше пользоваться функциями. Программа будет состоять из отдельных фрагментов кода, под отдельным фрагментом кода понимается функция. Отдельным, потому, что работа отдельной функции не зависит от работы какой-нибудь другой. То есть алгоритм в каждой функции функционально достаточен и не зависим от других алгоритмов программы. Однажды написав функцию, её можно будет с лёгкостью переносить в другие программы. Функция (в программировании) — это фрагмент кода или алгоритм, реализованный на каком-то языке программирования, с целью выполнения определённой последовательности операций. Итак, функции позволяют сделать программу модульной, то есть разделить программу на несколько маленьких подпрограмм (функций), которые в совокупности выполняют поставленную задачу. Еще один огромнейший плюс функций в том, что их можно многократно использовать. Данная возможность позволяет многократно использовать один раз написанный код, что в свою очередь, намного сокращает объем кода программы!

Кроме того, что в С++ предусмотрено объявление своих функций, также можно воспользоваться функциями, определёнными в стандартных заголовочных файлах языка программирования С++. Чтобы воспользоваться функцией, определённой в заголовочном файле, нужно его подключить. Например, чтобы воспользоваться функцией, которая возводит некоторое число в степень, нужно подключить заголовочный файл <cmath> и в запустить функцию pow() в теле программы. Разработаем программу, в которой запустим функцию pow().

Функций своего типа бывает два:

• Функции, которые не возвращают значение;

• Функции, возвращающие значение.

Функции, не возвращающие значения, завершив свою работу, никакого ответа программе не дают. Рассмотрим структуру объявления таких функций.

Пример объявления структуры функции, не возвращающей значение:

1. void /*имя функции*/(/*параметры функции*/) // заголовок функции

2. {

3. //тело функции

4. }

Строка 1 начинается с зарезервированного слова void — это тип данных, который не может хранить какие-либо данные. Тип данных void говорит о том, что данная функция не возвращает никаких значений. void никак по-другому не используется и нужен только для того, чтобы компилятор мог определить тип функции. После зарезервированного слова void пишется имя функции. Сразу за именем функции ставятся две круглые скобочки, открывающаяся и закрывающаяся. Если нужно функции передавать какие-то данные, то внутри круглых скобочек объявляются параметры функции, они отделяются друг от друга запятыми. Строка 1 называется заголовком функции. После заголовка функции пишутся две фигурные скобочки, внутри которых находится алгоритм, называемый телом функции.

Функции, возвращающие значение, по завершению своей работы возвращают определённый результат. Такие функции могут возвращать значение любого типа данных. Структура функций, возвращающих значение будет немного отличатся от структуры функций, рассмотренных ранее.

Пример объявления структуры функции, возвращающей значение:

1. /*возвращаемый тип данных*/ /*имя функции*/(/*параметры функции*/) // заголовок функции

2. {

3. // тело функции

4. return /*возвращаемое значение*/;

5. }