CSI3525: Concepts des Langages de Programmation

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CSI3525Concepts des Langages de Programmation

• Notes 11
• Sous-Programmes
• ( Lire Chapitre 8 )

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Introduction

• Au depart, les sous-programmes (procedures et
  fonctions) ont ete concus comme un mecanisme de
  re-utilisation de code.
• Maintenant, ils sont consideres comme un
  mecanisme fondamental dabstraction.
• Un sous-programme est un bloc nomme, ayant une
  porte locale et encapsulant un algorithme.
• Au niveau semantique, un sous-programme est une
  operation complexe qui peut etre initiee
  (appelee) comme une operation elementaire.
• On parle dabstraction de processus.

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Elements dun Sous-Programme I

• Un sous-programme
• est defini grace a des operations de plus bas
  niveau,
• a un nom,
• a une methode qui lui permet daccepter des
  arguments et de delivrer des resultats (passage
  de parametres et communications a travers des
  objets non-locaux).
• est evalue en suspendant le programme dappel, en
  executant les instructions du bloc et en
  retournant au programme dappel.

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Elements dun Sous-Programme II

• L entete dun sous-programme est representee
  par
• un nom,
• des modes de passage de parametres,
• un type correspondant au type de valeur quil
  retourne si le sous-programme est une fonction.
• Le corps dun sous-programme est represente par
• une sequence dinstructions.
• Un sous-programme peut etre defini (ou declare),
  mais jamais appele. Par ailleur, il peut aussi
  etre appele tres souvent et meme rcursivement.

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Vue Abstraite des Sous-Programmes

• Une procedure etend le langage cest un nouveau
  type dinstruction. De meme, une fonction est un
  nouveau type doperation.
• Les parametres dun sous-programme sont la
  generalization dobjets manipules par les
  instructions du sous-programme un sous-programme
  doit fonctionner de la meme facon pour toutes les
  valeurs parametriques. On parle aussi de dummy
  variables.
• Lorsquon parle de passage de parametre, on veut
  dire remplacement dentites generalisees dans la
  declaration du sous-programme (parametres
  formels) avec des objets existants (parametres
  actuels).

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Passage de Parametre

• Le mode de passage dun parametre determine
• Quelle partie de largument est donnee au
  sous-programme
• Seulement sa valeur
• Seulement son addresse
• Et sa valeur et son addresse.
• Quelles restrictions sont appliquees sur lusage
  de largument
• Permission de lire
• Permission decrire
• Permission de lire et decrire.

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Passage par Valeur

• Seule la valeur du parametre est donnee au
  sous-programme. Pour sauvegarder cette valeur, on
  utilise une variable locale qui devient son
  addresse.
• Ceci est implemente en calculant et copiant la
  valeur du parametre actuel dans lespace de
  memoire du sous-programme.
• Ceci peut couter cher si le parametre est un obet
  large tel quun tableau.
• Le passage par valeur est utilise en Ada par le
  parametre in, par le parametre-valeur du
  Pascal et par tous les parametres en Algol-68 et
  en C.

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Passage par Resultat

• Laddresse (mais pas la valeur) du parametre est
  rendue disponible au sous-programme seulement
  pour acces par ecriture.
• En principe, ce parametre est considere comme un
  objet local qui ne peut pas apparaitre dans des
  expressions.
• Le passage par resultat est utilise en Ada par
  le parametre out il nest pas disponible en
  Pascal.

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Passage par Valeur-Resultat (egalement Passage
par Copie)

• Lorsque le sous-programme est active, la valeur
  du parametre est copie dans un objet local. La
  valeur finale de cet objet est re-copiee dans le
  parametre.
• Le passage par valeur-resultat est utilise en Ada
  par le parametre in-out il nest pas
  disponible en Pascal.
• Note Les passages par resultat et par
  valeur-resultat peuvent, dans des situations
  assez bizarres, etre sensitifs a lordre dans
  lesquels les parametres sont evalues.

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Passage par Reference I
. (egalement Passage par Addresse)

• Aussi bien les addesses que les valeurs sont
  disponibles aux instructions du sous-programme.
• Ceci est implemente par reference indirecte le
  parametre actuel est laddresse dune variable
  dans le programme dappel. Il nest pas
  necessaire de copier la valeur.
• Lun des grands problemes causes par le passage
  par reference est la declaration dalias. Par
  exemple, on peut passer la meme variable comme
  deux parametre actuels differents. De meme, une
  variable non-locale referenciee dans le
  sous-programme et passee comme parametre.

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Passage par Reference II
. (egalement Passage par Addresse)

• Le passage par reference est utilise en Pascal
  par le parametre var il est utilise par tous
  les parametres dans le vieux FORTRAN il nest
  pas disponible en Ada.
• Note 1 En quoi le mode de passage par reference
  differe du passage par valeur-resultat?
• Note 2 Un parametre passe par resultat,
  valeur-resultat et reference doit etre une
  variable.

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Model Simplifie de Procedures

• in ?
• ? out
• in-out ? ? in-out
• reference ? ? reference
• Note la classification de parametres formels
  basee sur les addresses et les valeurs nest
  significative que dans les langages a variables
  modifiables. Exemple elle nest pas applicable
  au Prolog ou les addresses ne sont jamais
  disponibles (puisquil ny a pas daffectation).

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Passage par Nom
. (egalement Evaluation Delayee)

• Le parametre actuel remplace le parametre formel
  imagine la modification du sous-programme en
  inserrant le parametre actuel plutot que le
  parametre formel.
• Si la location dun parametre est necessaire
  (exemple pour une affectation), elle est
  re-evaluee a chaque reference.
• Si la valeur dun parametre est necessaire, elle
  est aussi re-evaluee a chaque fois quelle
  apparait dans le corps modifie du sous-programme.
• Levaluation delayee dune expression demande
  lacces a ses variables (i.e., son environement)

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Fonctions I

• Une fonction produit une valeur, retournee par
  une instruction telle que
• return expression
• ou assignee au nom de la fonction (comme en
  Pascal).
• Lorsquune fonction est utilisee dans une
  expression, elle enrichie le langage en
  introduisant (dans un certain sens) de nouveaux
  operateurs.

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Fonctions II

• Les effets secondaires dans les fonctions sont
  problematiques.
• Le mieux serait de ne permettre que des
  parametres in et aucun effet secondaires. Cela
  refleteraient vraiement les fonctions
  Mathematiques.
• Si des effets secondaires sont reellement
  necessaires, une procedure devrait etre utilisee
  avec un parametre reserve pour la transmission de
  la valeur que la fonction retournerait.
• Probleme de Conception Quels types dobjets
  devraient-on permettre a une fonction de
  retourner?

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Passage de Sous-Programmes comme Parametres

• Lidee est simple un algorithme qui depend dun
  autre algorithme.
• Lexample typique est celui de lintegration. Il
  consiste a trouver la surface contenue sous la
  courbe decrite par une fonction.
• Le sous-programme integration doit etre capable
  de calculer lintegrale de nimporte quelle
  fonction.
• Voir lexample.

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Les Sous-Programmes Surcharges

• Ceci est similaire a lidee de surchargement
  doperateurs.
• En particulier, une procedure ou une fonction
  peut etre definie plusieures fois avec le meme
  nom du moment que le type de tous les parametres
  ne sont pas les memes.
• Ceci est permis en Ada et en C.
• Voir lexemple.