Функції з декількома параметрами та декількома значеннями, що повертаються

У цьому розділі ми розглянемо функції, які мають декілька вхідних параметрів і декілька значеннь, що повертаються.

Існує багато способів повернути з функції декілька значень. Розглянемо два з них:

Об'єднання повертаємих даних у структуру: Створимо структуру, що містить всі значення, які необхідно повернути, і повертаємо змінну цієї структури.
Використання функції типу void та передача параметрів за посиланням: Описуємо функцію, яка не повертає значень, але приймає параметри за посиланням. Таким чином, функція може змінювати значення цих параметрів, і зміни будуть видимі на стороні виклику.

Приклад 1

Написати функцію Swap, яка міняє місцями значення двох цілих змінних.

Не виводить на екран значення змінних в іншому порядку, а саме змінює значення змінних.

Напишемо цю функцію двома способами.

1 спосіб

Функція отримує як параметри дві змінні цілого типу А і В, а повертає структуру, у якої значення першого поля дорівнює В, а значення другого поля А.

Результат роботи програми

Код програми з структурою Приклад коду на C++

#include <iostream>

using namespace std;

struct TwoIntNums
{
    int n1;
    int n2;
};

TwoIntNums Swap(int, int);

int main()
{
    int a,b;
    cin>>a>>b;
    //Присвоює результат функції структурі
    TwoIntNums t=Swap(a,b);
    //Виводить поля структури
    cout<<t.n1<<" "<<t.n2;
}

TwoIntNums Swap(int x, int y)
{
    TwoIntNums p;
    p.n1=y; p.n2=x;
    //Повертає структуру
    return p;
}

2 спосіб

Функція отримує як параметри посилання на дві змінні цілого типу. Результат роботи функції буде теж в цих змінних. Тобто, це параметри і вхідні, і вихідні одночасно. Не завжди це так.

Посилання — це ще одне ім'я одного місця в оперативній пам'яті.

У цьому прикладі змінна X це ще одне ім'я змінної A, а змінна Y ще одне ім'я змінної B. Тому, змінюючи місцями значення X і Y всередині функції, ми змінюємо місцями значення змінних A і B в main.

Код програми з посиланнями Приклад коду на C++

#include <iostream>
using namespace std;

//Параметри функції вказані як посилання
void Swap(int&, int&);

int main()
{
    int a,b;
    cin >> a >> b;
    Swap(a,b);
    cout << a << " " << b;
}

void Swap(int &x, int &y)
{
    //Меняємо значення x і y
    int t;
    t=x; x=y; y=t;
}

Якщо параметри передаються за посиланням і є і вхідними, і вихідними одночасно, важливо пам'ятати, що повертаються в main вже змінені функцією значення.

Приклад 2

Написати функцію ArithAndGeoMean, яка знаходить середнє арифметичне та середнє геометричне двох чисел А та В. Напишемо цю функцію теж двома способами.

Середнє арифметичне двох чисел a і b визначається як їх сума поділена на 2.

Середнє геометричне двох чисел a і b визначається як квадратний корінь з їхнього добутку.

1 спосіб

Функція отримує як параметри дві змінні цілого типу А і В, а повертає структуру, у якої значення першого поля є середнє арифметичне, а значення другого поля середнє геометричне.

Результат роботи програми

Код програми з структурою Приклад коду на C++

#include <iostream>
using namespace std;
#include <cmath>

//Структура TwoRealNums
struct TwoRealNums
{
    double n1;
    double n2;
};

TwoRealNums ArthAndGeoMean(int, int);

int main()
{
    int a,b;
    cin >> a >> b;
    //Присвоює результат структурі
    TwoRealNums t=ArthAndGeoMean(a,b);
    //Виводить результат із заданою точністю
    cout << fixed << setprecision(3);
    cout << t.n1 << " " << t.n2;
}

TwoRealNums ArthAndGeoMean(int x, int y)
{
    TwoRealNums p;
    p.n1=(x+y)/2.0; p.n2=sqrt(x*y);
    //Повертає структуру
    return p;
}

2 спосіб

У функції 4 параметри. Два параметра вхідні, вони передаються по значенню. Два параметри вихідні, вони передаються за посиланням.

У цьому прикладі змінна n1 це ще одне ім'я змінної X, а змінна n2 ще одне ім'я змінної Y. Тому, змінюючи значення n1 і n2 всередині функції, ми змінюємо значення змінних X і Y в main.

Код програми з посиланнями Приклад коду на C++

#include <iostream>
using namespace std;
#include <cmath>

void ArthAndGeoMean(int, int, double&, double&);

int main()
{
    int a,b;
    double x,y;
    cin >> a >> b;
    //4 параметра
    ArthAndGeoMean(a,b,x,y);
    cout << fixed; cout << setprecision(3);
    cout << x << " " << y;
}

void ArthAndGeoMean(int x, int y, double &n1, double &n2)
{
    //2 входних параметра, передаються по значенню
    //2 вихідних параметра, передаються по ссилке
    n1=(x+y)/2.0; n2=sqrt(x*y);
}

Кожен із варіантів для цього завдання має свої переваги та недоліки. У другого варіанта код коротший, ніж у першого. Але у першого варіанта кількість параметрів функції менше, ніж у другого.

Приклад 3

Написати функцію ReduceFraction, яка скорочує простий дріб. Для цього будемо використовувати вже написану функцію GcdOfAB, яка знаходить найбльший спільний дільник за алгоритмом Евкліда. Напишемо цю функцію теж двома способами.

1 спосіб

Функція отримує як параметр структуру, яка описує простий дріб, а повертає структуру, яка містить дріб після скорочення.

Результат роботи програми

Код програми з структурою Приклад коду на C++

#include <iostream>
using namespace std;
struct ComFraction { // структура проста дріб
    int numerator; // чисельник
    int denominator; // знаменник
};

int GcdOfAB(int, int); // знаходження НСД
// скорочуємо дріб
ComFraction ReduceFraction (ComFraction);

int main()
{
    ComFraction d1, d2;
    cin >> d1.numerator >> d1.denominator;
    d2=ReduceFraction (d1);
    cout << d2.numerator << "/" << d2.denominator;
}

int GcdOfAB(int a, int b)
{
    while (a!=b)
    {
        if (a>b) {a=a-b;}
        else {b=b-a;}
    }
    return a;
}
ComFraction ReduceFraction (ComFraction f1)
{
    ComFraction f2;
    // Для вхідної дробі
    // знаходимо НСД чисельника і знаменника
    int nod=GcdOfAB (f1.numerator, f1.denominator);
    // скорочуємо дріб
    f2.numerator=f1.numerator/nod;
    f2.denominator=f1.denominator/nod;
    // Повертаємо скорочену дріб
    return f2;
}

2 спосіб

Код програми з посиланнями

#include <iostream>
using namespace std;
struct ComFraction { // структура проста дріб
    int numerator; // чисельник
    int denominator; // знаменник
};
int GcdOfAB(int, int);
void ReduceFraction (ComFraction &);

int main()
{
    ComFraction d;
    cin >> d.numerator >> d.denominator;
    ReduceFraction (d);
    cout << d.numerator << "/" << d.denominator;
}
int GcdOfAB(int a, int b)
{
    while (a != b)
    {
        if (a > b) {a = a - b;}
        else {b = b - a;}
    }
    return a;
}
void ReduceFraction (ComFraction &f)
{
    // Знаходимо НСД чисельника і знаменника
    int nod = GcdOfAB (f.numerator, f.denominator);
    // скорочуємо дріб
    f.numerator = f.numerator / nod;
    f.denominator = f.denominator / nod;
}