Цикл уроків з програмування на мові Visual Basic. 6 частина. Підпрограми

ТЕМА: Поняття підпограми. Процедура. Формальні та фактичні параметри.

Мета: навчальна -  допомогти учням самостійно зрозуміти поняття підпрограми, , виховна:  сприяти розвитку умінь здійснювати самоконтроль навчальної діяльності, розвиваюча:  установка і підтримання сприятливого психологічного мікроклімату на уроці.
                                                                   ХІД УРОКУ:

 

1.    Організаційний момент.

Відмічаються відсутні, готуються місця до роботи.

2.    Актуалізація опорних знань.

     В звичайному житті ми користуємось для висловлення думки текстом, який в свою чергу складаються з окремих блоків - речень. В програмуванні велика задача розбивається на під задачі,а ті в свою чергу на дрібніші підзадачі – підпрограми. Підпрограми поділяються на процедури та функції. Процедури і функції аналогічні програмам в мініатюрі.

3. Новий матеріал. Лекція.

     Підпрограма - це частина програми, що описує деякий алгоритм, який можна багаторазово використовувати, звертаючись до нього з різних точок програми. Застосування підпрограм дає можливість зменшувати число повторень однієї і тієї ж послідовності операторів, а також конструювати програму як набір окремих підпрограм. Це дозволяє одержати більш логічний процес програмування.

Підпрограми дають змогу реалізувати концепцію структурного програмування, суть якої полягає в поділі складної задачі на послідовність простих і створенні для кожної під задачі відповідної програми.

Кожна підпрограма проектується відповідно до правил написання структурованих програм. Самостійно підпрограми не виконуються.

Спочатку виконується частина програми, яку називають головною (основною) програмою.

Підпрограми є допоміжними, вони викликаються у процесі виконання головної програми.

Після виконання чергової підпрограми знову продовжує виконуватися головна програма.

Підпрограми можуть викликати інші підпрограми. У програмі може бути будь-яка кількість підпрограм, які обмінюються значеннями не тільки з головною програмою, але й між собою.

Підпрограми поділяються на процедури і функції.

Процедури.

Залежно від призначення процедури поділяються на:

1. Процедури обробки подій.
   Ці процедури запускають відповідні події (завантаження форми, клацання кнопкою, зміна значення і т.ін.)
2. Процедури загального призначення (процедури користувача).
   Ці процедури безпосередньо не пов’язані з якоюсь подією і створюються відповідно до логіки виконання операцій обробки інформації.

При використанні процедур розрізняють їх опис і виклик.

Опис процедури – це запис алгоритму, за яким виконується обробка даних. Сам опис ніяких дій не виконує. Зазначені в описі дії виконуються  при зверненні до процедури (виклику).

Опис процедури має вигляд:

Sub Ім’я_процедури (список формальних параметрів)

Оператори тіла процедури

End Sub

Перед ключовим словом Sub можуть стояти Public, Private, Static.

Ключове слово Public означає, що процедуру можна викликати в коді будь-якої форми чи модуля додатка, Private – тільки в тій формі чи в тому модулі, у яких її описано. За умовчанням встановлюється Public.

Якщо використовується ключове слово Static, то змінні, які описані всередині процедури, будуть зберігати свої значення між послідовними її викликами (наприклад, якщо при кожному викликанні процедури накопичується сума).

У списку формальних параметрів вказуються величини, від яких залежить описаний в тілі процедури процес (вхідні параметри), і змінні, у які поміщаються результати (вихідні параметри). Іноді деякі з них можуть збігатися. Формальний параметр – це ім’я змінної, після якої може бути зазначений її тип. Один від одного параметри відокремлюються комами.

Формальні параметри – це параметри, які використовуються в описі процедури.

Наприклад: Public Sub Сума(a as Integer, b as Integer, s as Integer)

Іноді використовують процедури без параметрів. У цьому випадку після імені записують дужки ().

Наприклад: Sub Привітання().

Зазначені в описі процедури дії виконуються при її викликанні.

Форми оператора виклику процедури:

1. із ключовим словом Call :

Call ім’я процедури (список фактичних параметрів)

2. із безпосередньою вказівкою імені процедури :
   ім’я процедури  (список фактичних параметрів).

Фактичні параметри– це імена змінних, які описані в тій процедурі, де є її викликання, або поза нею з ключовим словом  Public.

  Фактичні параметри повинні збігатися за типом із формальними і мати ту ж саму послідовність. Їхні імена не повинні збігатися.

Перед викликанням процедури змінним, які відповідають вхідним фактичним параметрам, присвоюють потрібні значення. При викликанні процедури із значеннями, заданими у вхідних параметрах, виконуються дії, передбачені її описом. Результати ж записуються до змінних, котрі є вихідними фактичними параметрами.

4. Закріплення матеріалу.

Задача1.

Почніть новий проект і додайте загальну процедуру:
Public Sub Remember ()
MsgBox "Учи уроки!", 0+48 , "Нагадування"

End Sub
Після того, як загальна процедура отримала своє ім'я, вона може бути викликана і виконана. Викликати процедуру можна в будь-який інший процедурі коду з використанням оператора Call або просто вказавши її ім'я, стільки разів, скільки потрібно за змістом проекту. Використання ключового слова Call робить програмний код більш зручним для читання.
Зробіть у своєму проекті командну кнопку, а в її коді виклик процедури Remember ():
Call Remember
    Тепер, якщо ви запустите проект на виконання і клацніть на кнопці, побачите вікно MsgBox:
У будь-якому іншому місці програми, якщо ви захочете нагадати користувачеві, що треба вчити уроки, вам достатньо буде вкласти у відповідне місце виклик процедури Remember (), а не писати її знову.
Процедури загального призначення не пов'язані ні з якою подією, і їх виклик розробник здійснює на власний розсуд.

 

Задача 2. Обчислити площу чотирикутника за його сторонами та діагоналлю, використовуючи процедуру обчислення площі трикутника за формулою Герона.

 

5. Робота на  комп’ютері.

Введення і тестування програми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Підсумок.

           Навіщо потрібні підпрограми?
      Їх використання робить код зрозумілішим, його стає легше налагоджувати, оскільки він ділиться на мало залежать одна від одної частини. Набагато легше написати й налагодити декілька невеликих програм, ніж одну велику програму. Після налагодження програми вона готова до використання і буде працювати завжди, коли вона вам знадобиться.. Підпрограми допомагають заощадити багато часу, якщо ви пишете складний код, до якого потрібно звертатися з різних місць в програмі. Їх можна використовувати багато разів. Написавши підпрограму, ви можете використовувати її (звертатися до неї) з будь-якого місця програми.З підпрограм можна викликати інші підпрограми.  Підпрограми також дозволяють розділити написання великої програми між кількома програмістами. Кожному програмісту потрібно буде написати певний набір підпрограм для застосування. Він буде відповідати за написання і налагодження цих програм і за те, щоб вони правильно взаємодіяли з іншими частинами програми. Підпрограми часто використовуються для виконання обчислень, форматування і виведення інформації, настройки призначеного для користувача інтерфейсу, виведення запрошень до вводу даних і виконання введення / виведення.

7. Домашнє завдання.

1. Опрацювати конспект.
2. Виконати програму : Дано координати вершин трикутника. Знайти периметр трикутника. Процедурою записати підрахування довжини сторони.
    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕМА: Функція. Поняття про локальні та глобальні зміни.

Мета: навчальна:  допомогти учням самостійно зрозуміти поняття функції, виховна: формування таких якостей особистості, як воля, посидючість, оптимізм, розвиваюча:  розвивати вміння самостійно здобувати знання, аналізувати, порівнювати, виділяти головне, робити висновки.

                                                                   ХІД УРОКУ:

1. Організаційний момент.

Відмічаються відсутні, готуються місця до роботи.

2. Актуалізація опорних знань.

Бліцопитування з попередньої теми.

3.    Новий матеріал.

Функція - це підпрограма, результат виконання якої є єдине скалярний значення, присвоюється імені цієї функції.
Розрізняють два різновиди функцій:
1. Вбудовані функції. Певний набір команд, що є в мові Visual Basic.NET і призначених для обчислення тих чи інших значень на підставі вихідних даних. Вбудованими є, зокрема, як математичні, так і рядкові функції. Вбудованими є, зокрема, як математичні, так і рядкові функції (Abs, Cos, Sin, Mid, Len і т.д.)

2. Користувальницькі функції. Групи операторів, аналогічні користувача процедурам. Однак між ними є ряд відмінностей, які будуть розглянуті нижче.
На цьому уроці ви навчитеся створювати і використовувати свої власні функції. 
Оголошення (створення) функції
Функцію, як і процедуру, можна оголосити як локальну (Private) так і глобальну (Public).
Користувальницькі функції оголошуються за допомогою ключового слова Function:
[Private] Function <ім'я функції> (<список формальних параметрів>) As <тип>
    <Оператори функції>
    Назва функції =вираз

End Function
Тут:
<Список аргументів> - список вхідних формальних параметрів (вихідних параметрів в цьому списку немає). Функція, як і процедура, повинна бути описана у верхній частині програмного коду, до її використання
Виклик функції
Введіть в операторі програми ім'я функції і всі необхідні аргументи і надайте її змінної або властивості, які мають відповідний тип:
<Ім'я змінної або властивості> = <ім'я функції> (<фактичні параметри>)
Фактичні параметри повинні збігатися з описаними (формальними) параметрами по типу, по кількості і по послідовності розташування.
На відміну від процедури, в списку параметрів функції вказується тільки вхідний параметр. Обчислення значення передається в точку виклику функції.

Виклик функції виконується за допомогою оператора; присвоювання:
<змінна> = <ім’я_функциі> {(<аргументи>)].

У Visual Basic є три види областей визначення, що характеризують доступність змінної:
• локальна: змінна, яка доступна тільки в поточній процедурі або функції;
• глобальна: змінна доступна у всьому проекті. 

Локальними називаються змінні, які визначаються всередині процедури або функції.  Вони доступні тільки всередині цієї процедури. Тому не виникає конфліктів  при  використанні  різними процедурами змінних з одним і тим же ім'ям. При виході з процедури всі її локальні  змінні відразу ж видаляються з пам'яті, а при новому виклику цієї процедури змінні створюються знову.

Глобальні змінні визначаються в секції (General) (Declarations) модуля. Прицьому замість оператора Dim використовується Public. Глобальні змінні доступні у всіх модулях і процедурах проекту.
 Виконати функцію можна в  будь-якому місці коду стільки разів, скільки буде потрібно розробнику, використавши  в коді повертається нею значення. 

 

4. Закріплення матеріалу.

Проект "Підпрограма функція"
Private Function Fact(a As Byte) As Integer

    Dim i, p As Byte

    p = 1

    For i = 1 To a

       p = p * i

    Next i

    Fact = p

End Function

Private Sub Button1_Click()

Dim n As Byte

    Dim f As Integer

    n = InputBox("Введіть заданe число:")

    f = Fact(5)

    Text1 = f

End Sub

Викликається функція Fact і передає їй як параметр введене число. За допомогою програмного коду функції обчислюється факторіал.Обчислення значення повертається в точку виклику і присвоюється змінної f. Потім значення змінної f виводиться у вікні повідомлень.

5. Робота на  комп’ютері.

Введення і тестування програми.

6.    Підсумок.

Основні відмінності функції від процедури:
1. Функція має тип (аналогічно змінної) і обчислює деяке значення, яке повертається в місце виклику функції.
2. Функція має тільки вхідні параметри, може повертати тільки одне значення.
3. Виклик функції здійснюється за допомогою вказівки її імені правій частині оператора присвоювання. На відміну від функції, процедура викликається за допомогою окремого оператора
7. Домашнє завдання.

1. Опрацювати конспект.
2. Виконати програму : Дано координати вершин трикутника. Знайти периметр трикутника. Функцією записати підрахування довжини сторони.
    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема:  Практична робота « Побудова алгоритмів з використанням процедур і функцій»

Мета: навчаюча: набути практичних навиків по створенню програм з відпрограмами в VB,   розвиваюча: формувати в учнів  алгоритмічне  мислення, розвивати уміння  планувати  свою  діяльність, виховна: виховувати відповідальність за виконувану роботу.    

Хід уроку:

І. Організаційний момент.  Актуалізація знань

Підготовка робочих місць, привітання учнів.

Гра « Знайди помилку» - повторення вивченого матеріалу за допомогою гри.

ІІ. Практична робота.

Повторення правил з т/б.

Робота на комп’ютері.

  1.   Запустіть систему програмування Microsoft Visual Basic,  вибравши тип проекту Standard EXE.

      2. Назвіть проект Процедури. Для цього скористайтеся командою Project1 Properties меню  Project. Після перейменування проекту ця команда буде мати назву  Процедури Properties.

3. Перейменуйте форму проекту – на FrmProcedure (властивість Name для форми).

4. Властивості Caption форми дайте значення Працюємо з функціями та процедурами..

5. Організуйте написи (елемент керування Label)  на формі .

6. Звільніть від тексту всі текстові поля. Для цього потрібно „очистити” від значення властивість Text. 

7. Складіть код програми. При введенні коду у процедури командних кнопок заголовки процедур отримати автоматично (двічі клацнути на відповідній кнопці).

8. Запустіть програму на виконання . Якщо виникли помилки – усуньте їх. Протестуйте вашу програму.

9. Підготуйте до здачі практичну роботу ( необхідно вміти пояснювати  код програми: функції, методи, об’єкти та їх властивості, які були використані в програмі.

ЗАВДАННЯ

1. Дано координати трьох вершин трикутника. Знайти довжини всіх його сторін і площу, якщо трикутник існує. Створити процедуру знахождения сторони.

2.Написати функцію, яка визначаєчи є дане число простим. Вводяться чотири числа. Про кожне з них сказати чи прост воно чи ні. Знайти суму простих чисел.

 

ІІІ. Підсумок уроку.

 Перевірка практичної роботи, виставлення оцінок, підведення підсумків.

ІV. Домашнє завдання. Повторити конспект. Виконати завдання : Знайти суму цифр трьох чисел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Лабораторна робота « Реалізація алгоритмів з використанням процедур у вигляді  проектів»

Мета: навчаюча: набути практичних навиків по створенню підпрограм в VB,   розвиваюча:  формувати в учнів  логічне мислення, розвивати  навички самостійно створювати проекти, виховна:  підтримувати інтерес до предмету, бережливість.
                                                              Хід уроку:

І. Організаційний момент.  Актуалізація знань

Підготовка робочих місць, привітання учнів.

Бліц-опитування  - повторення вивченого матеріалу за допомогою гри.

ІІ. Лабораторна  робота.

Повторення правил з т/б – гра « Сходинки».

Робота на комп’ютері.

   1. Запустіть систему програмування Microsoft Visual Basic,  вибравши тип проекту Standard EXE.

   2.  Виконайте один з варіантів (варіанти розподіляє викладач). Дозволяється змінювати значення властивостей елементів керування, якщо зміни не погіршують зовнішній вигляд форми та не ускладнюють розуміння роботи програми.

                                                                  ЗАВДАННЯ:

Середній рівень.

1 варіант. Обчислити площі 3  повітряних куль за їх радіусами, використовуючи процедуру обчислення площі            S=4*

2 варіант. Обчислити площі 5  прямокутників за їх сторонами, використовуючи процедуру обчислення площі            S= а*b

3 варіант. Обчислити периметри  6  квадратів за їх стороною, використовуючи процедуру обчислення периметра    P=4*a.

Достатній рівень.

1 варіант. Обчислити об’єм куба, якщо задані координати його вершин V=a*b*c

2 варіант. Обчислити радіус вписаного в трикутник кола, якщо задані координати  його вершин      r = 

3 варіант. Обчислити радіус описаного навколо трикутника кола, якщо задані координати  його вершин R =

 

Високий рівень.

1 варіант.     Обчислити довжини медіан трикутника зі сторонами a, b, c

m=

2 варіант. Обчислити довжини бісектрис  трикутника зі сторонами a, b, c

l 

3 варіант.     Обчислити довжини висот трикутника зі сторонами a, b, c

h     

 ІІІ. Підсумок уроку.

 Перевірка практичної роботи, виставлення оцінок, підведення підсумків.

ІV. Домашнє завдання.

1. Повторити конспект.
2. Зробити проект : завдання іншого варіанту.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕМА: Рекурсія.

Мета: навчальна: продовжити вивчення підпрограм, показати сутність рекурсії в житті та  на конкретних прикладах, сприяти придбанню досвіду застосування рекурсивних функцій при складанні програм, розвиваюча: розвивати вміння узагальнювати наявні факти, логічно викладати думки, виховна: створити умови для виховання пізнавальних потреб, інтерес до предмету.
                                                                     Хід уроку:

I. Організаційний момент

Відмічаються відсутні, готуються місця до роботи.

ІІ. АОЗ (мотиваційна бесіда).
Учитель: що таке підпрограма? 
Учень: підпрограма - це спеціальним чином оформлений алгоритм, який може багаторазово використовуватися при вирішенні більш загальної задачі.
Учитель: що таке формальні і фактичні параметри? 
Учень: Формальні - умовні позначення в описі процедури - описуються в її заголовку. Фактичні - з якими потрібно виконати процедуру - перераховуються при виклику процедури.
Учитель: що таке функція? 
Учень: підпрограма, що має єдиний результат, може бути оформлена, як функція.
Учитель: до чого відноситься опис типу в кінці заголовка підпрограми функції?

Учень: Це опис відноситься до імені функції, якому необхідно присвоїти значення результату.

III. Вивчення нового матеріалу (створення ситуації успіху)
В програмуванні  можливе застосування рекурсії в процедурах і функціях.
Під рекурсією розуміється такий обчислювальний процес, коли процедура або функція явно або неявно викликає саму себе.
Що таке рекурсивний об'єкт і які його властивості .
Розглянемо кілька прикладів
1. Якщо поставити два дзеркала навпроти один одного і між ними помістити предмет, то вийде безліч відображень, причому кожне з них містить своє власне відображення.
Будь-яке з цих зображень можна розглядати як рекурсивний об'єкт, який частково складається або визначається за допомогою самого себе.

Далі приклади згадують учні.

2. Капуста « Броколі» - кожна частинка схожа на цілу капустину.

3. Листок папороті – кожен листочок має ту ж структуру,як і вся папороть.

4. Російська іграшка  « Матрьошка» утворюється із само подібних об’єктів.

5. Вірш Джонатана Свіфта « Хатка, яку збудував Джек»

6. Казка «Репка»
Властивості рекурсивних об'єктів: простота побудови; несхожість кінцевого результату з початковими даними; внутрішня самоподібність.
2. Приклади рекурсивного визначення в математиці. .
1) Визначення натурального числа.
а) 1 - натуральне число;
б) число, наступне за натуральним (тобто більше його на одиницю), є натуральне число.
2) Арифметична прогресія:
а) а1 = а0;
б) аn = аn-1 + d. При а0 = 1, d = 1 маємо натуральний ряд 1,2,3, ...
3) Геометрична прогресія:
а) а1 = а0;
б) аn = а n-1 * q. При а0 = 2, q = 2 маємо степеневий ряд 2,4,8,16,32, ...;
4) Факторіал n = n! (Fасtоr-співмножник) n! = 1 * 2 * 3 * 4 * 5 * б * ... * n.
а) а1 = 1;
б) аn = n * аn-1.
5) Числа Фібоначчі.
Один з найбільш яскравих прикладів застосування рекурсії дають числа Фібоначчі. Вони визначаються таким чином:
x1 = x2 = 1
xn = xn-1 + xn-2 при n> 2
Кожен елемент ряду Фібоначчі є сумою двох попередніх елементів, тобто
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55,:
Історична довідка:
Леонардо Фібоначчі (Пізанський), роки життя 1180 - 1250. У "Книзі абака> 1202 виклав формули вирішення квадратного рівняння за зразком аль-Хорезмі, в цій книзі вперше зустрічається правило для знаходження суми членів довільній арифметичній прогресії. Фібоначчі придумав послідовність (названу згодом його ім'ям) натуральних чисел
а) якщо n <3, то xn = 1;
б) xn = xn-1 + xn-2, кожний елемент послідовності, починаючи з третього дорівнює сумі двох попередніх.
Визначення, яке задає певний об'єкт в термінах більш простого випадку цього ж об'єкта, називається рекурсивним визначенням. 
Висновок: потужність рекурсивного визначення полягає в тому, що воно дозволяє за допомогою кінцевого висловлювання визначити безліч об'єктів. Як і цикл, рекурсивне визначення містить повторення, але кожен раз при цьому використовуються нові дані, т е повторення не є явним. 

Рекурсія - це спосіб опису функцій або процесів через самих себе (коли процедура або функція сама себе викликає). 
Процес може бути описаний деяким алгоритмом, званим в даному випадку рекурсивним. В таких алгоритмах виділяється два етапи:
1) "занурення" алгоритму в себе, тобто застосування визначення в "зворотний бік", поки не буде знайдено початкове визначення, що не є рекурсивним;
2) послідовне побудова від початкового визначення до: визначення з введеним в алгоритм значенням.

Приклади рекурсивних алгоритмів. 
Оформлення підпрограм практично відповідає математичному визначенню рекурсивної функції.
Обчислення факторіала. 

Факторіал числа N записується як N! (вимовляється «Енфакторіал»). За визначенням, 0! дорівнює 1. Решта значення визначаються формулою:
N! = N * (N - 1) * (N - 2) * ... * 2 * 1
Можна також визначити функцію факторіала рекурсивно:
0! = 1
N! = N * (N - 1)! для N> 0.
Легко написати на основі цього визначення рекурсивну функцію:

Public Function Factorial(num As Integer) As Integer

  If num <= 0 Then

   Factorial = 1

  Else

   Factorial = num * Factorial(num - 1)

  End If

 End Function

Рекурсія не повинна сприйматися як певний програмістський трюк. Це швидше якийсь принцип, метод. Якщо в програмі потрібно виконати щось повторно, можна діяти двома способами:
за допомогою послідовного приєднання (або ітерації в формі циклу);
за допомогою вкладення однієї операції до іншої (а саме, рекурсій).
Розглянемо програми обчислення чисел Фібоначчі.
Рекурсивне обчислення чисел Фібоначчі
Можна рекурсивно визначити числа Фібоначчі (Fibonacci numbers) за допомогою рівнянь:
Fib (0) = 0
Fib (1) = 1
Fib (N) = Fib (N - 1) + Fib (N - 2) для N> 1.
Третє рівняння рекурсивно двічі викликає функцію Fib, один раз  з вхідним значенням N-1, а інший - із значенням N-2. Це визначає необхідність 2 умов зупинки рекурсії: Fib (0) = 0 і Fib (1) = 1. Якщо задати тільки одне з них, рекурсія може виявитися нескінченною.Наприклад, якщо задати тільки Fib (0) = 0, то значення Fib (2) могло б обчислюватися наступним чином:
Fib (2) = Fib (1) + Fib (0)
= [Fib (0) + Fib (-1)] + 0
= 0 + [Fib (-2) + Fib (-3)]
= [Fib (-3) + Fib (-4)] + [Fib (-4) + Fib (-5)]
І т.д.
Це визначення чисел Фібоначчі легко перетворити в рекурсивну функцію:

Public Function Fib(num As Integer) As Integer

  If num <= 1 Then

   Fib = num

  Else

   Fib = Fib(num – 1) + Fib(num - 2)

  End If

 End Function

IV. Робота на комп’ютері.

Введення створених програм.

V. Підсумок уроку .

Давайте визначимо основні переваги та недоліки рекурсій.

Переваги використання рекурсії: рекурсивний алгоритм більш короткий і більш наочний.
недоліки: для обчислення рекурсивного алгоритму на комп'ютері, потрібно більше часу (за рахунок повторних звернень до підпрограми) і в пам'яті за рахунок дублювання локальних змінних підпрограми).

 

VІ. Домашнє завдання.
Опрацювати конспект.

Написати програму обчислення 2 ^п