Sesja 6 — Funkcje: porządkowanie maszyny wirtualnej

✅ Sprawdź się z sesji 5

Cel

Nauczyć się pisać własne funkcje i użyć ich, żeby uporządkować “maszynę” z sesji 5 — wydzielić wykonywanie pojedynczej instrukcji do osobnej funkcji zamiast trzymać wszystko w main.

Teoria w pigułce

Po co dzielić kod na funkcje?

main() z sesji 5, gdy dodacie więcej operacji, robi się długi i trudny do czytania. Funkcja pozwala nazwać kawałek logiki i używać go wielokrotnie, nie kopiując kodu.

int dodaj(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main(void) {
    int wynik = dodaj(3, 4);
    printf("%d\n", wynik);   // 7
    return 0;
}

Anatomia funkcji: int dodaj(int a, int b) — int na początku to typ zwracanej wartości, dodaj to nazwa, (int a, int b) to parametry (dane, które funkcja przyjmuje). return a + b; kończy działanie funkcji i przekazuje wynik z powrotem do miejsca, które ją wywołało.

Funkcje bez zwracanej wartości: void

void przywitaj(char *imie) {
    printf("Czesc, %s!\n", imie);
}

void oznacza “ta funkcja niczego nie zwraca” — robi coś (tu: wypisuje na ekran), ale nie oddaje wyniku, którego można by użyć w wyrażeniu.

Parametry przekazywane przez wartość — ważna pułapka

void zwieksz(int x) {
    x = x + 1;
}

int main(void) {
    int a = 5;
    zwieksz(a);
    printf("%d\n", a);   // WCIAZ 5, nie 6!
}

Funkcja zwieksz dostaje kopię wartości a, nie samą zmienną a. Zmiana x wewnątrz funkcji nie wpływa na oryginał. To zaskakuje niemal każdego na starcie — i jest bezpośrednim powodem, dla którego istnieją wskaźniki (sesja 11): to jedyny sposób, żeby funkcja mogła zmienić coś w miejscu, skąd została wywołana.

Zadania

Zadanie 1 — wydziel execute_instruction

Weź kod z sesji 5 (zadanie 3) i wydziel ciało switcha do osobnej funkcji:

int execute_instruction(int akumulator, int kod, int wartosc) {
    switch (kod) {
        case 1: return wartosc;
        case 2: return akumulator + wartosc;
        case 3: printf("Wynik: %d\n", akumulator); return akumulator;
        case 4: return akumulator - wartosc;
        case 5: return akumulator * wartosc;
        default:
            printf("Nieznana instrukcja: %d\n", kod);
            return akumulator;
    }
}

W main, pętla for powinna teraz wyglądać tak:

for (int i = 0; i < liczba_instrukcji * 2; i += 2) {
    akumulator = execute_instruction(akumulator, program[i], program[i + 1]);
}

Zwróć uwagę: main jest teraz krótszy i czytelniejszy — mówi co się dzieje (dla każdej instrukcji, wykonaj ją), a szczegóły jak są schowane w funkcji.

Zadanie 2 — funkcja pomocnicza do wypisywania

Napisz void wypisz_program(int program[], int liczba_instrukcji), która przed wykonaniem wypisuje cały “program” w czytelnej formie (kod: X, wartosc: Y dla każdej instrukcji). Wywołaj ją w main przed pętlą wykonującą.

Zwróć uwagę na parametr int program[] — tablice, w odróżnieniu od zwykłych zmiennych z zadania o zwieksz, nie są kopiowane przy przekazaniu do funkcji (do tego wrócimy dokładniej w sesji o wskaźnikach) — funkcja operuje na tej samej tablicy, którą ma main.

Zadanie 3 — funkcja z wieloma wywołaniami

Napisz int silnia(int n), liczącą silnię (n!) przez pętlę for wewnątrz funkcji (bez rekurencji — to temat na później). Przetestuj dla kilku wartości n, w tym 0 (wynik powinien być 1).

Kryterium sukcesu

• execute_instruction działa identycznie jak switch bezpośrednio w main z sesji 5 — ten sam wynik, inna organizacja kodu.
• Potrafisz wytłumaczyć, dlaczego zmiana parametru int x wewnątrz funkcji nie zmienia zmiennej w main, z której go wywołano.
• silnia(0) zwraca 1, silnia(5) zwraca 120.