Série 9: Intérêt des fonctions, portée des variables, variables statiques Buts

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1 Série 9: Intérêt des fonctions, portée des variables, variables statiques Buts - La notion de fonction est fondamentale car elle permet d'atteindre deux objectifs: principe d'abstraction: offrir une vue synthétique de la résolution d'un problème dans une fonction de haut-niveau d'abstraction sans rentrer dans les détails. ceux-ci sont traités dans d'autres fonctions, chacune dédiée à la résolution d'une partie du problème. Les fonctions mises en oeuvre pour répondre au principe d'abstraction peuvent n'être appelée qu'une seule fois; ce qui compte c'est de faciliter la compréhension de la solution. principe de ré-utilisation: si une partie de code se répète plusieurs fois au cours d'un programme il est recommandé d'écrire une fonction paramétrée qui va réaliser l'opération correspondante et de remplacer le code qui se répète par des appels à cette fonction. On réduit ainsi la taille du code éxecutable, de même les risques d'erreurs sont moindre si le code évolue au cours du temps. Ayez toujours ces 2 principes en tête lorsque vous analysez un problème. - Cette série vous permettra de mieux comprendre la portée des variables (globales ou locales) ainsi que la notion de variable statique. Exercice 1 (niveau 1): Déclaration de fonction Le but de cet exercice est de constater l'importance de la déclaration d'une fonction (à l'aide de son prototype) avant un appel à cette fonction. Si celle-ci est omise, le compilateur considère une déclaration implicite de type int qui ne correspond pas forcément à celle réelle, et engendre par conséquent du code erroné. Copier chez vous le fichier exemple_function.c. Compilez-le et notez le résultat de l'exécution, qui est correct. 1) Ensuite, effacez la déclaration de la fonction fexple figurant au début de la fonction main. Imaginez maintenant le compilateur, qui parcourt séquentiellement votre fichier source, du début à la fin. N'ayant plus de déclaration de la fonction fexple, lors des appels à cette fonction il ne saura pas exactement quel est le type de chaque argument, ainsi que le type de la valeur à retourner. Il ne le saura que lorsqu'il compilera la définition de la fonction fexple, à la fin du fichier. Mais ce sera trop tard, un code d'appel erroné aura déjà été généré. Cet inconvénient est donc dû au fait que le compilateur C effectue une seule passe (il parcourt le fichier une seule

2 fois). Pour constater les conséquences, recompilez votre fichier source. L'ancienne version du compilateur donne quelques messages d'avertissement (warnings), mais génère quand-même un exécutable qui produit un résultat faux. La version actuelle du compilateur arrête la compilation en indiquant qu'il y a incohérence entre la déclaration qu'il a mis en place automatiquement et celle qu'il trouve dans la définition de la fonction. C'est une bonne évolution de cet outil ; vous savez donc comment exploiter ce genre de message d'erreur pour corriger vos programmes futurs. 2) Le problème reste entier pour des fonctions qui ne sont pas définies dans le fichier en cours de compilation. Pour le vérifier, remplacez l'expression x*x par sqrt(x) dans la fonction fexple. Au moment de l'édition de liens, ajoutez la bibliothèque mathématique -lm (vu en série2). Un exécutable est produit mais la résultat affiché est incorrect car le compilateur ne disposait pas du prototype de la fonction sqrt du fait que ce fichier source n'inclut pas math.h. Pour corriger ce problème ajoutez en début de fichier la directive #include <math.h> puis recompilez et exécutez le programme. vérifiez que les valeurs sont correctes avec une calculatrice. Morale: prêtez attention aux messages d'avertissement (warnings) du compilateur et déclarez toujours vos fonctions avant de les appeler, soit explicitement en écrivant vous-même la déclaration en début de fichier source, soit en faisant l'include du fichier en-tête qui contient la déclaration (ex: math.h). Exercice 2 (document séparé / niveau 0): Calcul du maximum de 3 entiers Exercice 3 (niveau 1): Calcul du nombre d'euler Dans un même fichier source, écrivez: e ~ une fonction factorielle qui retourne la factorielle n! d'un nombre entier n passé en argument. Rappel: 0! = 1. Attention: la fonction factorielle doit être de type double car il y a overflow pour le type int dès 13! =

3 - une fonction somme qui retourne la valeur de, n étant passé en argument. - une fonction premieres_sommes qui affiche la valeur de somme pour n allant de 0 à p, p étant passé en argument. - un programme principal int main(void) qui appelle premieres_sommes(20). - Enfin compilez votre programme. S'il est correct, la suite qu'il affiche doit converger vers le nombre d'euler, car. A partir de quel terme (i) la précision n'augmente t elle plus? Dessinez le graphe d'appel des fonctions pour ce programme. Exercice 4 (document séparé/niveau 0): Le passage de tableaux à une fonction (C99) Exercice 5 (document séparé/niveau 0): Scope des variables Exercice 6 (niveau 1): Variables locales et globales #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int i = 4; int f1(int); int f2(int); int f3(int); int f1(int a) i = i*f2(i-1); int f2(int i) i = i*f3(i-1); int f3(int a) int i = 4; i = i * (i-1);

4 int main(void) int i = 0; while(i<3) printf("entrez une valeur entiere: \n"); scanf("%d", &i); i = f1(i); printf("le resultat du programme est: %d\n", i); return EXIT_SUCCESS; Dans cet exercice vous allez voir la différence entre les variables globales et locales et les erreurs que l'on peut faire si l'on ne fait pas attention. Commencez tout d'abord par recopier ce petit programme dans un fichier et compilez le (ou récupérez le fichier var_locale_globale.c). Que donnent les exécutions de ce programme avec les valeurs 5, 6 et 7? Expliquez pourquoi (au besoin, affichez la valeur des variables en utilisant la fonction printf). Pour chaque fonction, justifiez si la variable i est globale ou locale. Nous souhaitons, à partir de ce programme, faire un programme qui calcule n*(n-1)*(n-2)*(n-3) si n est une valeur entrée au clavier. Quelles modifications devez vous apporter à ce programme pour cela? (essayez d'en faire le moins possible). Exercice 7 (niveau 1): Variables locales automatiques et statiques (voir chapitre VI du livre) Vous avez vu qu'une variable pouvait être qualifiée de locale ou de globale. Une variable locale peut, en plus, être qualifiée de statique, en faisant précéder sa déclaration du mot-clé static. Exemple: static int a; Sa portée n'a pas changé. Cependant, une variable locale statique possède deux points en commun avec les variables globales: elle occupe un emplacement fixe en mémoire, établi une fois pour toutes lors de la compilation. Sa valeur est par conséquent conservée tout au long de l'exécution (propriété de rémanence). elle est initialisée à zéro, ou à toute autre valeur spécifiée par le programmeur, comme ceci: static int a = 5; /* initialisation explicite à 5 */ Cette initialisation est faite une seule fois, au début de l'exécution du programme,

5 même si la déclaration est faite localement à un bloc ou à une fonction. Dans le cas d'une variable locale automatique (c.à.d. non statique), une (éventuelle) initialisation est faite à chaque appel de la fonction, ce qui est logique car dans ce cas la variable est recréée à chaque nouvel appel. De plus, dans ce cas, une absence d'initialisation explicite (c.à.d. specifiée par le programmeur) signifie que la variable possède une valeur indéterminée (c.à.d. quelconque). Voyons maintenant un exemple concret (vat_statique.c): #include <stdlib.h> #include <stdio.h> void truc(void) int a = 5; a++; printf("a = %d\n", a); int main() int i; for(i=0; i < 10; i++) truc(); return EXIT_SUCCESS; Compilez-le code ci dessus (ou récupérez le fichier var_statique.c) et exécutez-le. Notez le résultat. Remarquez que la variable a, locale à la fonction truc, est automatique. Rendez-la ensuite statique. Essayez de prédire le résultat de ce nouveau programme. Recompilez-le et exécutez-le pour vérifier votre réponse. Enlevez ensuite l'initialisation explicite de la variable statique a (gardez seulement static int a). Quel sera le résultat de ce programme? Vérifiez votre réponse. Enlevez ensuite le mot clé static. Ce programme est-il correct? Essayez de le compiler et de l'exécuter: comparer le résultat de plusieurs exécutions successives. Remarque: Il se peut que, par hasard ou pour un compilateur donné, la variable locale soit initialisée à 0. Mais attention, ce n'est pas le cas sur toutes les machines. Conseil: vérifiez toujours que toutes vos variables sont correctement initialisées! Il s'agit d'une source importante de bugs.

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