Sottoprogrammi: procedure e funzioni - 1

L'uso delle subroutine consente di evitare la duplicazione del codice, nel caso in cui sia necessario scrivere lo stesso codice in punti diversi del programma. 
Le librerie che vengono importate in un programma (per esempio, la libreria matematica math) consistono in subroutine che sono già state compilate da qualcuno. I programmatori non hanno bisogno di pensare a quali algoritmi implementano, ma semplicemente li applicano, pensando solo a cosa stanno facendo esattamente. Questo è un grande risparmio di tempo. Non è necessario scrivere un algoritmo che è già stato scritto da qualcun altro.

Ogni routine dovrebbe fare solo una cosa:  puoi semplicemente calcolare qualcosa, o generare alcuni dati o fare qualcos'altro. 

Esistono due tipi di subroutine: procedure e funzioni

Le subroutine eseguono alcune azioni, come la stampa del risultato sullo schermo in una certa forma (un semplice esempio, l'istruzione writeln() è una subroutine standard che stampa su informazioni sullo schermo)

Le subroutine delle funzioni restituiscono un risultato (numero, stringa di caratteri, ecc.) che possiamo utilizzare nel programma principale.

Proviamo a scrivere una semplice procedura:
Supponiamo di dover visualizzare sullo schermo la stringa "Errore". ogni volta che può verificarsi un errore nel codice per colpa dell'utente (ad esempio, quando inserisce dati errati)
Questo può essere fatto scrivendo la dichiarazione

writeln('Errore');

E ora immagina che una riga del genere debba essere inserita in molti punti del programma. Certo, puoi semplicemente scriverlo ovunque. Ma questa soluzione ha due inconvenienti.
1) questa stringa verrà memorizzata molte volte
2) se vogliamo modificare l'output in caso di errore, dovremo modificare questa riga in tutto il programma, il che è piuttosto scomodo

Per tali casi, sono necessarie procedure.
Un programma con una procedura potrebbe essere simile a questo:

...
utilizzando lo spazio dei nomi std;

procedura printError(); // descrizione della procedura
inizio
    writeln('Errore'); // corpo della procedura - comandi che la procedura eseguirà
FINE;

// programma principale
inizio;
...
  stampanteerrore(); // avvia la procedura per l'esecuzione. Specifichiamo semplicemente il nome della procedura che vogliamo eseguire.
...
  stampanteerrore();
...
FINE.

La procedura inizia con la parola procedure. Dopo il nome della procedura vengono scritte delle parentesi che indicano le variabili ed i loro tipi da cui dipende l'esecuzione della procedura. Ad esempio:

var a, b, risposta: intero;
procedura Sum(a, b: intero);
iniziare
    risposta := a + b;
fine;

Tutte le istruzioni eseguite in una procedura sono rientrate. 

Le procedure sono scritte prima del programma principale

Per eseguire una procedura, nel programma principale devi chiamarla per nome e ricordarti di scrivere le parentesi!
È possibile chiamare una procedura in un programma un numero qualsiasi di volte.

Immaginiamo ora di dover visualizzare messaggi diversi in risposta all'errore di un utente, a seconda del tipo di errore commesso.
In questo caso, puoi scrivere la tua procedura per ogni errore:  

procedura stampaErroreZero();
inizio
    writeln('Errore. Divisione per zero!');
FINE;

procedura printErrorInput();
inizio
    writeln('Errore nell'inserimento!');
FINE;

E se ci sono molti più possibili errori? Questa soluzione non fa per noi!
Dobbiamo imparare a controllare la procedura dicendole quale messaggio di errore visualizzare.
Per fare ciò, abbiamo bisogno di parametri che scriveremo tra parentesi dopo il nome della procedura

procedura printError(s: string);
inizio
    scrivere(i);
fine;

In questa procedura, s è un parametro, una variabile speciale che consente di controllare la procedura.
Ora, quando si chiama la procedura, bisogna indicare tra parentesi il valore effettivo che verrà assegnato al parametro (variabile s) all'interno della nostra procedura

printError('Errore! Divisione per zero!');

Questo valore è chiamato argomento. Un argomento può essere non solo un valore costante, ma anche una variabile o un'espressione aritmetica.

Spesso è necessario utilizzare variabili aggiuntive che verranno utilizzate solo nella subroutine. Tali variabili sono chiamate local (o local) e possono essere manipolate solo all'interno della subroutine in cui sono create.
 
Pertanto, è possibile limitare l'ambito (ambito) di una variabile solo alla subroutine in cui è realmente necessario. In programmazione, questa tecnica è chiamata incapsulamento  - nascondere una variabile dall'essere modificata dall'esterno.

Se è necessario dichiarare una variabile che sarebbe visibile in qualsiasi punto del programma (in qualsiasi subroutine), tali variabili vengono dichiarate al di fuori di tutte le subroutine (vedere il programma 3 dalla tabella sottostante)
Tali variabili sono chiamate global.

Analizza tre programmi: viene visualizzato sullo schermo

1) In questo programma, la variabile i è locale. Una variabile locale è dichiarata all'interno di una subroutine	2) Qui, anche se c'è una variabile i nel programma principale (con valore 7), verrà creata una nuova variabile locale i con valore 5.  Quando esegui questo programma, lo schermo visualizzerà il valore 75	3) Questo programma ha una variabile globale i. Il suo valore può essere modificato all'interno di una subroutine e all'interno del programma principale La procedura funzionerà con la variabile globale i e le verrà assegnato un nuovo valore pari a 2. Il valore 2
procedura test(); var i: intero; iniziare     io := 5;     writeln(i); fine;	var i: numero intero; procedura test(); var i: intero; iniziare     io := 5;     writeln(i); fine; iniziare     i := 7;     scrivi(i);     prova(); fine.	var i: numero intero; procedura test(); iniziare     io := 2; fine; iniziare     prova();     writeln(i); fine.

Problema: scrivi una procedura che scambia i valori di due variabili.
Le peculiarità di questo compito sono che abbiamo bisogno che le modifiche apportate alla procedura diventino note al programma chiamante.

Proviamo a scrivere la procedura in questo modo:

var x, y: numero intero;

procedura Swap(a, b: intero); // con una tale descrizione dei parametri della procedura,
var c: numero intero;
begin // copierà i valori degli argomenti (x e y)
                      // le variabili a e b sono variabili indipendenti non correlate a x e y
c := un;
un := b;
b := c;
FINE;

inizio
  x := 1;
  e := 2;
  Scambia(x, y); //i valori delle variabili x e y (argomenti) vengono copiati nei parametri a e b
  writeln('x = ', x, ', y = ', y); // x=1, y=2
FINE.

Se esegui questo programma, puoi vedere che i valori delle variabili x e y non sono cambiati. Affinché i parametri modifichino i valori degli argomenti, è necessario utilizzare passando i dati per riferimento. Per fare ciò, dopo il nome del tipo di dati nell'intestazione della subroutine, devi inserire la parola var 

procedura Swap(var a, b: intero);   // ora le variabili a e b ottengono gli indirizzi delle variabili x e y in memoria
var c: numero intero 
inizio
c := un;
un := b;
b := c;
FINE;

Utilizzo: se passi un argomento per riferimento, solo il nome della variabile (NON un numero e NON un'espressione aritmetica) può trovarsi in questa posizione quando chiami la procedura!< br />
NON chiamare una procedura come questa:

Scambia(x, 4);
Scambia(5+x, y);