Параметр (компьютерное программирование) - Parameter (computer programming)

В компьютерное программирование, а параметр или формальный аргумент, особый вид Переменная, используется в подпрограмма для ссылки на один из фрагментов данных, предоставляемых в качестве входных данных для подпрограммы.^[а] Эти фрагменты данных являются значениями^[1][2][3] из аргументы (часто называют фактические аргументы или же фактические параметры), с помощью которого подпрограмма будет вызвана / вызвана. Упорядоченный список параметров обычно включается в определение подпрограммы, так что каждый раз, когда вызывается подпрограмма, ее аргументы для этого вызова оцениваются, и полученные значения могут быть присвоены соответствующим параметрам.

В отличие от аргумент в обычном математическом использовании аргумент в информатике, таким образом, является фактическим входным выражением, переданным / предоставленным функции, процедуре или подпрограмме в операторе вызова / вызова, тогда как параметр - это переменная внутри реализации подпрограммы. Например, если определить Добавить подпрограмма как def add (x, y): вернуть x + y, тогда х, у являются параметрами, а если это называется добавить (2, 3), тогда 2, 3 аргументы. Обратите внимание, что переменные (и их выражения) из вызывающего контекста могут быть аргументами: если подпрограмма вызывается как а = 2; b = 3; добавить (a, b) затем переменные а, б аргументы, а не значения 2, 3. Увидеть Параметры и аргументы раздел для получения дополнительной информации.

В наиболее частом случае вызов по значению, параметр действует в подпрограмме как новая локальная переменная, инициализированная значением аргумента ( местный (изолированная) копия аргумента, если аргумент является переменной), но в других случаях, например позвонить по ссылке на переменную аргумента, предоставленную вызывающей стороной, могут влиять действия в вызываемой подпрограмме (как описано в стратегия оценки ).

Семантика того, как могут быть объявлены параметры и как (значения) аргументов передаются параметрам подпрограмм, определяется языком, но детали того, как это представлено в любой конкретной компьютерной системе, зависят от соглашения о вызовах этой системы.

Пример

Следующая программа в Язык программирования C определяет функцию с именем «SalesTax» и одним параметром с именем «цена». Тип цены - "двойная" (т.е. с плавающей запятой двойной точности номер). Тип возвращаемого значения функции также является двойным.

двойной Налог с продаж(двойной цена){  возвращаться 0.05 * цена;}

После определения функции ее можно вызывать следующим образом:

Налог с продаж(10.00);

В этом примере функция была вызвана с аргумент 10.00. Когда это произойдет, цене будет присвоено 10.00, и функция начнет вычислять свой результат. Шаги для получения результата указаны ниже и заключены в {}. 0,05 * цена указывает, что первое, что нужно сделать, это умножить 0,05 на значение цены, что дает 0,50. возвращаться означает, что функция выдаст результат 0,05 * цена. Следовательно, окончательный результат (без учета возможных ошибок округления, с которыми можно столкнуться при представлении десятичных дробей как двоичных) равен 0,50.

Параметры и аргументы

Условия параметр и аргумент может иметь разное значение в разных языках программирования. Иногда они используются как взаимозаменяемые, и контекст используется для различения значений. Период, термин параметр (иногда называют формальный параметр) часто используется для ссылки на переменную, как указано в определении функции, а аргумент (иногда называют фактический параметр) относится к фактическому вводу, предоставленному при вызове функции. Например, если определить функцию как def f (x): ..., тогда Икс является параметром, и если он вызывается а = ...; f (а) тогда а это аргумент. Параметр - это (несвязанная) переменная, а аргумент может быть буквальный или переменная, или более сложное выражение, включающее литералы и переменные. В случае вызова по значению функции передается значение аргумента - например, f (2) и а = 2; f (а) являются эквивалентными вызовами - при вызове по ссылке с переменной в качестве аргумента передается ссылка на эту переменную, даже если синтаксис вызова функции может остаться прежним.^[4] Спецификация для проход по ссылке или же передача по стоимости будет сделано в объявлении и / или определении функции.

Параметры появляются в определениях процедур; аргументы появляются в вызовах процедур. В определении функции е (х) = х * х переменная Икс - параметр; в вызове функции f (2) значение 2 - аргумент функции. В общем, параметр - это тип, а аргумент - это экземпляр.

Параметр - это внутреннее свойство процедуры, включенное в ее определение. Например, на многих языках для процедуры сложения двух предоставленных целых чисел и вычисления суммы потребуются два параметра, по одному для каждого целого числа. В общем, процедура может быть определена с любым количеством параметров или вообще без параметров. Если у процедуры есть параметры, то часть ее определения, которая задает параметры, называется ее список параметров.

Напротив, аргументами являются выражения^[5] Предоставляется процедуре при ее вызове, обычно одно выражение, соответствующее одному из параметров. В отличие от параметров, которые составляют неизменную часть определения процедуры, аргументы могут изменяться от вызова к вызову. Каждый раз, когда вызывается процедура, часть вызова процедуры, которая определяет аргументы, называется список аргументов.

Хотя параметры также обычно называют аргументами, аргументы иногда рассматриваются как фактические значения или ссылки, присвоенные переменным параметра, когда подпрограмма вызывается в время выполнения. При обсуждении кода, который вызывает подпрограмму, любые значения или ссылки, переданные в подпрограмму, являются аргументами, а место в коде, где эти значения или ссылки даются, является список параметров. При обсуждении кода внутри определения подпрограммы переменные в списке параметров подпрограммы являются параметрами, а значения параметров во время выполнения являются аргументами. Например, в C при работе с потоками обычно передается аргумент типа void * и приводится к ожидаемому типу:

пустота ThreadFunction(пустота* pThreadArgument){  // Имя первого параметра 'pThreadArgument' правильно, а не  // 'pThreadParameter'. Во время выполнения значение, которое мы используем, является аргументом. В качестве  // упомянуто выше, зарезервируйте параметр term при обсуждении  // определения подпрограмм.}

Чтобы лучше понять разницу, рассмотрим следующую функцию, написанную на C:

int Сумма(int добавление1, int добавление 2){  возвращаться добавление1 + добавление 2;}

Функция Сумма имеет два параметра с именем добавление1 и добавление 2. Он добавляет значения, переданные в параметры, и возвращает результат вызывающей программе подпрограммы (используя метод, автоматически предоставляемый компилятором C).

Код, вызывающий Сумма функция может выглядеть так:

int значение1 = 40;int значение2 = 2;int sum_value = Сумма(значение1, значение2);

Переменные значение1 и значение2 инициализируются значениями. значение1 и значение2 оба аргумента сумма функции в этом контексте.

Во время выполнения значения, присвоенные этим переменным, передаются функции Сумма как аргументы. в Сумма функция, параметры добавление1 и добавление 2 оцениваются, давая аргументы 40 и 2 соответственно. Значения аргументов добавляются, и результат возвращается вызывающей стороне, где он присваивается переменной sum_value.

Из-за разницы между параметрами и аргументами можно предоставить процедуре несоответствующие аргументы. Вызов может предоставить слишком много или слишком мало аргументов; один или несколько аргументов могут быть неправильного типа; или аргументы могут быть указаны в неправильном порядке. Любая из этих ситуаций вызывает несоответствие между списками параметров и аргументов, и процедура часто возвращает непреднамеренный ответ или генерирует ошибка выполнения.

Альтернативная конвенция в Эйфеле

В рамках Эйфель метод и язык разработки программного обеспечения, термины аргумент и параметр имеют различное использование, установленное соглашением. Период, термин аргумент используется исключительно по отношению к входам подпрограммы,^[6] и срок параметр используется исключительно в параметризации типа для общие классы.^[7]

Рассмотрим следующее обычное определение:

    сумма (добавление1: ЦЕЛОЕ; добавление 2: ЦЕЛОЕ): ЦЕЛОЕ        делать            Результат := добавление1 + добавление 2        конец

Рутина сумма принимает два аргумента добавление1 и добавление 2, которые называются рутинными формальные аргументы. Звонок в сумма указывает фактические аргументы, как показано ниже с значение1 и значение2.

    sum_value: ЦЕЛОЕ    значение1: ЦЕЛОЕ = 40    значение2: ЦЕЛОЕ = 2                …            sum_value := сумма (значение1, значение2)

Параметры также рассматриваются как формальный или же действительный. Формальные общие параметры используются в определении универсальных классов. В приведенном ниже примере класс ХЕШ-ТАБЛИЦА объявлен как универсальный класс, имеющий два формальных универсальных параметра, грамм представляющие интересующие данные и K представляющий хеш-ключ для данных:

учебный класс ХЕШ-ТАБЛИЦА [грамм, K -> HASHABLE]             …

Когда класс становится клиентом ХЕШ-ТАБЛИЦА, формальные общие параметры заменяются на фактические общие параметры в родовое происхождение. В следующем объявлении атрибута my_dictionary должен использоваться как строка символов на основе толковый словарь. Таким образом, данные и ключевые формальные общие параметры заменяются фактическими универсальными параметрами типа НИТЬ.

    my_dictionary: ХЕШ-ТАБЛИЦА [НИТЬ, НИТЬ]

Типы данных

В строго типизированные языки программирования, каждый параметр тип должен быть указан в декларации процедуры. Языки, использующие вывод типа попытаться автоматически обнаружить типы из тела и использования функции. Языки программирования с динамической типизацией откладывают разрешение типов до времени выполнения. Слабо типизированные языки практически не имеют разрешения типов, полагаясь вместо этого на правильность программирования.

В некоторых языках используются специальные ключевые слова (например, пустота), чтобы указать, что подпрограмма не имеет параметров; в формальном теория типов, такие функции принимают пустой список параметров (тип которого не пустота, скорее единица измерения ).

Передача аргумента

Точный механизм присвоения аргументов параметрам, называемый передача аргументов, зависит от стратегия оценки используется для этого параметра (обычно вызов по значению ), которые можно указать с помощью ключевых слов.

Аргументы по умолчанию

Некоторые языки программирования, такие как Ада, C ++, Clojure, Common Lisp, Фортран 90, Python, Рубин, Tcl, и Windows PowerShell позволить аргумент по умолчанию быть явно или неявно указанным в объявлении подпрограммы. Это позволяет вызывающей стороне опустить этот аргумент при вызове подпрограммы. Если аргумент по умолчанию указан явно, то используется это значение, если оно не предоставлено вызывающей стороной. Если аргумент по умолчанию является неявным (иногда с использованием ключевого слова, например Необязательный), тогда язык предоставляет хорошо известное значение (например, ноль, Пустой, ноль, пустая строка и т. д.), если значение не предоставлено вызывающим.

Пример PowerShell:

функция док($ г = 1.21) {    "$ g гигаватт? $ g гигаватт? Великий Скотт!"}

PS>док1,21 гигаватт? 1,21 гигаватт? Великий Скотт!PS>док 8888 гигаватт? 88 гигаватт? Великий Скотт!

Аргументы по умолчанию можно рассматривать как частный случай списка аргументов переменной длины.

Списки параметров переменной длины

Некоторые языки позволяют определять подпрограммы для приема переменное количество аргументов. Для таких языков подпрограммы должны перебирать список аргументов.

Пример PowerShell:

функция Марти {    $ args | для каждого { "назад в год $ _" }}

PS>Марти 1985назад в год 1985PS>Марти 2015 1985 1955назад в год 2015назад в год 1985назад в 1955 год

Именованные параметры

Некоторые языки программирования, такие как Ада и Windows PowerShell —Разрешить подпрограммам иметь именованные параметры. Это позволяет сделать код вызова более точным. самодокументирующий. Это также обеспечивает большую гибкость для вызывающей стороны, часто позволяя изменять порядок аргументов или опускать аргументы по мере необходимости.

Пример PowerShell:

функция Дженнифер($ прилагательноеМолодой, $ прилагательноеСтарый) {    «Юная Дженнифер: Я $ прилагательное, молодая!»    "Старая Дженнифер: Я $ прилагательное, старый!"}

PS>Дженнифер 'свежий' "опытный"Юная Дженнифер: Я свежая!Старушка Дженнифер: Я опытная!PS>Дженнифер -adjectiveСтарый "опытный" -adjectiveYoung 'свежий'Юная Дженнифер: Я свежая!Старушка Дженнифер: Я опытная!

Несколько параметров на функциональных языках

В лямбда-исчисление, каждая функция имеет ровно один параметр. То, что считается функциями с несколькими параметрами, обычно представляется в лямбда-исчислении как функция, которая принимает первый аргумент и возвращает функцию, которая принимает остальные аргументы; это преобразование, известное как карри. Некоторые языки программирования, например ML и Haskell, следуйте этой схеме. В этих языках каждая функция имеет ровно один параметр, и то, что может выглядеть как определение функции с несколькими параметрами, на самом деле синтаксический сахар для определения функции, которая возвращает функцию и т. д. Приложение функции является левоассоциативный в этих языках, а также в лямбда-исчислении, поэтому то, что выглядит как применение функции к нескольким аргументам, правильно оценивается как функция, примененная к первому аргументу, затем получившаяся функция, примененная ко второму аргументу и т. д.

Выходные параметры

An выходной параметр, также известный как выходной параметр или же возвращаемый параметр, является параметром, используемым для вывода, а не более обычным использованием для ввода. С помощью позвонить по ссылке параметры или вызов параметров по значению, где значение является ссылкой, поскольку выходные параметры являются идиомой в некоторых языках, особенно в C и C ++,^[b] в то время как другие языки имеют встроенную поддержку параметров вывода. Языки со встроенной поддержкой параметров вывода включают Ада^[8] (видеть Подпрограммы Ada ), Фортран (поскольку Фортран 90; видеть Фортран "намерение" ), различные процедурные расширения SQL, Такие как PL / SQL (видеть PL / SQL функции )^[9] и Transact-SQL, C #^[10] и .NET Framework,^[11] Быстрый,^[12] и язык сценариев TScript (видеть Объявления функций TScript ).

Точнее, можно выделить три типа параметров или режимы параметров: входной параметрs, выходные параметры, и параметр ввода / выводаs; их часто обозначают в, из, и внутрь или же inout. Входной аргумент (аргумент входного параметра) должен быть значением, например инициализированной переменной или литералом, и не должен переопределяться или назначаться; выходной аргумент должен быть назначаемой переменной, но его не нужно инициализировать, любое существующее значение недоступно, и ему должно быть присвоено значение; а аргумент ввода / вывода должен быть инициализированной, назначаемой переменной, и при желании ему может быть присвоено значение. Точные требования и исполнение различаются в зависимости от языка - например, в Ада 83 выходные параметры могут быть только назначены, но не прочитаны, даже после назначения (это было удалено в Ада 95 чтобы избавиться от необходимости во вспомогательной переменной-аккумуляторе). Это аналогично понятию ценить в выражении, являющемся r-значением (имеет значение), l-значением (может быть присвоено) или r-значением / l-значением (имеет значение и может быть присвоено), соответственно, хотя эти термины имеют специализированные значения в C.

В некоторых случаях различаются только ввод и ввод / вывод, при этом вывод рассматривается как конкретное использование ввода / вывода, а в других случаях поддерживаются только ввод и вывод (но не ввод / вывод). Режим по умолчанию варьируется в зависимости от языка: в Fortran 90 ввод / вывод по умолчанию, в C # и расширениях SQL ввод по умолчанию, а в TScript каждый параметр явно указывается как ввод или вывод.

Синтаксически режим параметра обычно указывается ключевым словом в объявлении функции, например пустота f (out int x) в C #. Обычно выходные параметры часто помещаются в конец списка параметров, чтобы их четко различать, хотя это не всегда соблюдается. TScript использует другой подход, когда в объявлении функции перечислены входные параметры, а затем выходные параметры, разделенные двоеточием (:), и нет типа возврата для самой функции, как в этой функции, которая вычисляет размер текста. фрагмент:

TextExtent(WString текст, Шрифт шрифт : Целое число ширина, Целое число высота)

Режимы параметров представляют собой форму денотационная семантика, заявляя о намерениях программиста и позволяя компиляторам обнаруживать ошибки и применять оптимизацию - они не обязательно подразумевают операционная семантика (как на самом деле происходит передача параметров). Примечательно, что хотя входные параметры могут быть реализованы вызовом по значению, а параметры вывода и ввода / вывода - вызовом по ссылке - и это простой способ реализовать эти режимы на языках без встроенной поддержки - это не всегда так. реализовано. Это различие подробно обсуждается в Ада '83 Обоснование, который подчеркивает, что режим параметров абстрагируется от того, какой механизм передачи параметров (по ссылке или путем копирования) фактически реализуется.^[8] Например, в C # входные параметры (по умолчанию, без ключевого слова) передаются по значению, а выходные и входные / выходные параметры (из и ссылка) передаются по ссылке во входных параметрах PL / SQL (В) передаются по ссылке, а параметры вывода и ввода / вывода (ИЗ и ВНЕ) по умолчанию передаются по значению, а результат копируется обратно, но может быть передан по ссылке с помощью NOCOPY подсказка компилятора.^[13]

Синтаксически аналогичная конструкция для выходных параметров заключается в назначении возвращаемое значение в переменную с тем же именем, что и функция. Это находится в Паскаль и Фортран 66 и Фортран 77, как в этом примере Паскаля:

функция ж(Икс, у: целое число): целое число;начинать    ж := Икс + у;конец;

Это семантически отличается тем, что при вызове функция просто оценивается - ей не передается переменная из вызывающего объем для сохранения вывода.

Использовать

Основное использование выходных параметров - возвращение нескольких значений из функции, в то время как использование входных / выходных параметров - изменение состояния с помощью передачи параметров (а не с помощью общей среды, как в глобальных переменных). Важное использование возврата нескольких значений - решение проблема полупредиката возврата и значения, и статуса ошибки - см. Задача полипредиката: многозначный возврат.

Например, чтобы вернуть две переменные из функции в C, можно написать:

int ширинаint высота;F(Икс, &ширина, &высота);

куда Икс является входным параметром и ширина и высота являются выходными параметрами.

Типичный вариант использования C и родственных языков - Обработка исключений, где функция помещает возвращаемое значение в выходную переменную и возвращает логическое значение, соответствующее успешности выполнения функции. Архетипическим примером является TryParse в .NET, особенно в C #, который преобразует строку в целое число, возвращая истинный об успехе и ложный при неудаче. Это имеет следующую подпись:^[14]

общественный статический bool TryParse(нить s, из int результат)

и может использоваться следующим образом:

int результат;если (!Int32.TryParse(s, результат)) {    // Обработка исключений}

Аналогичные соображения применимы к возврату значения одного из нескольких возможных типов, где возвращаемое значение может указывать тип, а затем значение сохраняется в одной из нескольких выходных переменных.

Недостатки

В современном программировании выходные параметры часто не приветствуются, поскольку они неудобны, сбивают с толку и слишком низкоуровневые - обычные возвращаемые значения значительно легче понять и с ними работать.^[15] Примечательно, что выходные параметры включают функции с побочными эффектами (изменение выходного параметра) и семантически подобны ссылкам, которые более запутаны, чем чистые функции и значения, а различие между выходными параметрами и параметрами ввода / вывода может быть тонким. Кроме того, поскольку в обычных стилях программирования большинство параметров являются просто входными параметрами, выходные параметры и параметры ввода / вывода необычны и, следовательно, могут быть неправильно поняты.

Параметры вывода и ввода / вывода предотвращают функциональная композиция, поскольку вывод хранится в переменных, а не в значении выражения. Таким образом, сначала нужно объявить переменную, а затем каждый шаг цепочки функций должен быть отдельным оператором. Например, в C ++ следующий состав функций:

Объект объект = грамм(у, F(Икс));

при записи с параметрами вывода и ввода / вывода вместо этого становится (для F это выходной параметр, для грамм параметр ввода / вывода):

Объект объект;F(Икс, &объект);грамм(у, &объект);

В особом случае функции с одним выходным или входным / выходным параметром и без возвращаемого значения, композиция функции возможна, если выходной или входной / выходной параметр (или в C / C ++, его адрес) также возвращается функцией, в этом случае приведенное выше становится:

Объект объект;грамм(у, F(Икс, &объект));

Альтернативы

Существуют различные альтернативы вариантам использования выходных параметров.

Альтернативой для возврата из функции нескольких значений является возврат кортеж. Синтаксически это будет яснее, если автоматическая распаковка последовательности и параллельное назначение можно использовать, как в Идти или Python, например:

def ж():    возвращаться 1, 2а, б = ж()

Для возврата значения одного из нескольких типов используется помеченный союз можно использовать вместо этого; наиболее частыми случаями являются типы, допускающие значение NULL (типы опционов ), где возвращаемое значение может быть нулевым, чтобы указать на сбой. Для обработки исключений можно вернуть тип, допускающий значение NULL, или вызвать исключение. Например, в Python может быть:

результат = разбирать(s)если результат является Никто:    # Обработка исключений

или, более идиоматично:

пытаться:    результат = разбирать(s)Кроме ParseError:    # Обработка исключений

Микрооптимизация, заключающаяся в том, что не требуется локальная переменная и копирует возвращаемый результат при использовании выходных переменных, также может быть применена к обычным функциям и возвращаемым значениям достаточно сложными компиляторами.

Обычной альтернативой выходным параметрам в C и связанных языках является возвращение единой структуры данных, содержащей все возвращаемые значения.^[10] Например, учитывая структуру, инкапсулирующую ширину и высоту, можно написать:

Ширина высота ширина и высота = F(Икс);

В объектно-ориентированных языках вместо параметров ввода / вывода часто можно использовать позвонить, поделившись, передавая ссылку на объект и затем изменяя объект, но не изменяя, на какой объект ссылается переменная.^[15]

Смотрите также

• Аргумент командной строки
• Стратегия оценки
• Перегрузка оператора
• Свободные переменные и связанные переменные

Примечания

Рекомендации