Function: এক টুকরো কাজকে একটা নাম দেওয়া

Module 3-এর Maria-র till-টার কথা মনে আছে? VAT-এর হার লেখা ছিল এগারো জায়গায়, আর একটা কপি তিন সপ্তাহ ধরে ভুল ছিল।

ওর receipt-এর program এখন তিন রকম কাগজ ছাপে: বিক্রির slip, টাকা ফেরতের slip, আর দিনের শেষের report। প্রতিটার মাথায় একই দুই লাইনের header, তিন জায়গায় কপি করা।

VAT-এর হার 15 শতাংশ হওয়ার পর Bob যতগুলো কপি খুঁজে পেয়েছে, সব বদলে দিয়েছে। খুঁজে পেয়েছে দুইটা। Code কপি করতে এক সেকেন্ড লাগে; পরে প্রতিটা কপি খুঁজে বের করতেই যত ঝামেলা।

এই lesson ওই header-কে একটা নাম দেবে, আর রাখবে একটাই জায়গায়।

এক টুকরো কাজ, একটা নাম

এটাই সেই program যেটা Bob বদলেছিল, শুধু তিনটা slip রেখে ছেঁটে আনা। আসল till-এ কপিগুলো ছিল শত শত লাইন দূরে দূরে।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Maria General Store\n");
    printf("VAT 15 percent included\n");
    printf("sale: 40\n");
    printf("\n");

    printf("Maria General Store\n");
    printf("VAT 15 percent included\n");
    printf("refund: 50\n");
    printf("\n");

    printf("Maria General Store\n");
    printf("VAT 7.5 percent included\n");
    printf("day total: 1250\n");

    return 0;
}

Maria General Store
VAT 15 percent included
sale: 40

Maria General Store
VAT 15 percent included
refund: 50

Maria General Store
VAT 7.5 percent included
day total: 1250

দিনের শেষের report এখনো 7.5 শতাংশই বলছে। কোনো compiler এটা ধরতে পারবে না, কারণ প্রতিটা লাইনই বৈধ C।

Maria যথারীতি জিজ্ঞেস করে: "কিন্তু কেন? একটু সাবধানে তিনটাই বদলে দিলেই তো হতো।"

কারণ এরপর যে till-এর code-এ হাত দেবে, সে জানবেই না যে কপি আছে তিনটা। কপিগুলো চোখেই না পড়লে সাবধান থেকে লাভ নেই।

সমাধান হলো header-টা একবার লেখা, ওটাকে একটা নাম দেওয়া, আর তিন জায়গায় শুধু নামটা বসানো। নাম দেওয়া এমন এক টুকরো কাজকে বলে function। নামটা লিখে ওটাকে চালানোকে বলে function-টাকে call করা।

#include <stdio.h>

void print_header(void)
{
    printf("Maria General Store\n");
    printf("VAT 15 percent included\n");
}

int main(void)
{
    print_header();
    printf("sale: 40\n");
    printf("\n");

    print_header();
    printf("refund: 50\n");
    printf("\n");

    print_header();
    printf("day total: 1250\n");

    return 0;
}

Maria General Store
VAT 15 percent included
sale: 40

Maria General Store
VAT 15 percent included
refund: 50

Maria General Store
VAT 15 percent included
day total: 1250

চেহারা একই, আর তিনটা header-ই ঠিক। VAT-এর লাইন এখন থাকে একটাই জায়গায়, তাই পরের বদলটা প্রতিটা slip-এ নিজে থেকেই পৌঁছে যায়।

এবার শুধু main-টা পড়ো: header, বিক্রি; header, ফেরত; header, দিনের মোট। Program-এর গল্পটা এখানেই বলা আছে, খুঁটিনাটিগুলো সরানো আছে অন্য জায়গায়।

তার মানে function এক টুকরো কাজকে একটা নাম দেয়। তুমি ওটা একবার লেখো, আর যেখানে যেখানে ওই কাজটা লাগে, সেখানে call করো।

একটা definition-এর গঠন

যে block একটা function তৈরি করে, সেটাকে বলে ওর definition। উপরেরটাকেই এবার অংশ ধরে ধরে দেখো।

void print_header(void)
{
    statements
}

print_header();

শুধু definition লিখে রাখলে কিছুই ঘটে না: function call হলে তবেই body চলে, প্রতিটা call-এ একবার করে।

তার মানে void print_header(void) পড়তে হয় এভাবে: print_header নামের একটা function, যে কিছু নেয় না, কিছু ফেরতও দেয় না। দুই জায়গাতেই আসল type বসবে lesson 2-এ।

Call মানে ভিতরে লাফ, তারপর ফিরে আসা

main একটা call-এ পৌঁছালে কী ঘটে? দুইটা call আছে, এমন একটা ছোট program দেখো।

#include <stdio.h>

void print_header(void)
{
    printf("Maria General Store\n");
    printf("VAT 15 percent included\n");
}

int main(void)
{
    printf("till on\n");
    print_header();
    printf("sale: 40\n");
    print_header();
    printf("till off\n");
    return 0;
}

till on
Maria General Store
VAT 15 percent included
sale: 40
Maria General Store
VAT 15 percent included
till off

চলন্ত program যেকোনো মুহূর্তে ঠিক একটা লাইনে থাকে। Programmer-রা বলে, control আছে ওই লাইনে। Program শুরু হয় main থেকে, যদিও print_header লেখা আছে আগে।

main-এর ভিতরে control এক লাইন এক লাইন করে নিচে নামে। একটা call ওকে পাঠিয়ে দেয় function-এর body-র প্রথম লাইনে। Body-র শেষ brace-এ পৌঁছে control ফিরে আসে call-এর ঠিক পরের লাইনে।

একই run এবার table-এ, প্রতিটা লাইনের জন্য একটা সারি। গোল নম্বরগুলো ছবির নম্বরের সাথে মেলে।

Body-র লাইন দুইটা চলেছে দুইবার, অথচ লেখা হয়েছে একবার। main কখনো নিজের জায়গা হারায়নি: প্রতিবার call-এর পর থেকেই আবার চলেছে।

তার মানে call হলো ফেরার টিকিটসহ একটা লাফ। Control ভিতরে ঢোকে, পুরো body চালায়, তারপর পরের লাইনে ফিরে আসে।

main-ও একটা function

int main(void)-ও একটা function definition, আকারে ঠিক print_header-এর মতো।

int বলছে ও একটা পূর্ণসংখ্যা ফেরত দেয়। কিন্তু main-কে call করে কে? তোমার file-এর কোথাও কেউ করে না। Program চালু হওয়ার সময় ওকে call করে operating system (Linux, Windows, মানে যে software বাকি সব program চালায়)।

ওর return value-ই হয়ে যায় program-এর exit code, Module 1 যাকে exit status বলেছিল। 0 মানে "ঠিকঠাক শেষ হয়েছে", আর অন্য যেকোনো সংখ্যা মানে কোথাও গোলমাল হয়েছে।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("receipt printed\n");
    return 3;
}

receipt printed

GCC 12-এ চালালে program নিজের লাইনটা ছাপে, তারপর exit code 3 দিয়ে শেষ হয়। Playground-এর output panel-এ দেখায় Exit: 3, আর badge-এ লেখা আসে Runtime error। ছাপার কাজ ঠিকঠাকই হয়েছিল, কিন্তু 3 জানিয়ে দিয়েছে যে কিছু একটা ব্যর্থ হয়েছে।

Judge-এর কাছে 0 মানে program ঠিকঠাক শেষ হয়েছে, তাই এই track-এর প্রতিটা program শেষ হয় return 0; দিয়ে। Module 1 দেখিয়েছিল, main চাইলে ওই লাইনটা বাদ দিতে পারে। শুধু main-ই কেন পারে, সেই প্রশ্ন রাখা আছে মাথা খাটাও অংশে।

তার মানে main একটা সাধারণ function-ই, শুধু ওকে যে call করে সে একটু বিশেষ।

একটা function আরেকটা function-কে call করতে পারে

main-এ যা লেখা যায়, function-এর body-তেও তা-ই লেখা যায়, call-সহ। এখানে print_receipt ছোট দুইটা function জুড়ে পুরো একটা receipt বানায়।

#include <stdio.h>

void print_header(void)
{
    printf("Maria General Store\n");
    printf("VAT 15 percent included\n");
}

void print_footer(void)
{
    printf("Thank you, come again\n");
}

void print_receipt(void)
{
    print_header();
    printf("tea: 40\n");
    print_footer();
}

int main(void)
{
    print_receipt();
    printf("till off\n");
    return 0;
}

Maria General Store
VAT 15 percent included
tea: 40
Thank you, come again
till off

ছবিতে যেভাবে গুনেছিলে, সেভাবেই লাফগুলো গুনে গুনে দেখো control কোথায় কোথায় যায়।

1. main call করে print_receipt-কে: লাফ 1।
2. print_receipt call করে print_header-কে: লাফ 2। Header ছাপা হয়।
3. print_header শেষ হয়: লাফ 3, ফিরে যায় print_receipt-এ, যেটা ছাপে tea: 40।
4. print_receipt call করে print_footer-কে: লাফ 4। ধন্যবাদের লাইনটা ছাপা হয়।
5. print_footer শেষ হয়: লাফ 5, ফিরে যায় print_receipt-এ।
6. print_receipt শেষ হয়: লাফ 6, ফিরে যায় main-এ, যেটা ছাপে till off।

ভিতরে ঢোকার প্রতিটা লাফের সাথে ফেরার একটা লাফ থাকে। যে function সবার শেষে call হয়, সে-ই সবার আগে শেষ হয়; Module 8 এটাকে একটা stack হিসেবে আঁকবে।

খেয়াল করো, print_header আর print_footer বসে আছে print_receipt-এর উপরে, যে ওদের call করে। কেন, সেটা পরের অংশে।

তার মানে function দিয়েই function বানানো যায়, আর control যে পথে যায়, সেই পথেই ফিরে আসে।

Call করার আগে define করো

Compiler তোমার file একবারই পড়ে, উপর থেকে নিচে। কোনো call-এ পৌঁছানোর আগেই function-টা ওর চেনা থাকা চাই। Playground একটাই file compile করে, তাই সবকিছু থাকে ওই file-এ, ক্রম মেনে।

Bob main-কে উপরে রাখতে ভালোবাসে, কারণ program তো ওখান থেকেই শুরু হয়। তাই ও print_header-কে নিচে নামিয়ে দেয়।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    print_header();
    printf("sale: 40\n");
    return 0;
}

void print_header(void)
{
    printf("Maria General Store\n");
    printf("VAT 15 percent included\n");
}

Playground দুইটা warning ছাপে, তারপরও program চালিয়ে দেয়:

• warning: implicit declaration of function 'print_header' [-Wimplicit-function-declaration]
• warning: conflicting types for 'print_header'; have 'void(void)'

Declaration প্রথম ব্যবহারের আগেই compiler-কে একটা function-এর নাম আর আকার জানিয়ে রাখে। Bob-এর call এসেছে আগে, তাই GCC 12 আন্দাজ করে নিয়েছে, 1989 সালের C-এর একটা নিয়ম ধরে: অচেনা function একটা int ফেরত দেয়। এই আন্দাজটাকে বলে implicit declaration।

তারপর compiler আসল definition-টা পেয়েছে, যেটা ফেরত দেয় void, আর দ্বিতীয় warning ওই অমিলটাই জানায়। Program-টা এখানে চলছে কপালের জোরে। GCC 14 আর আন্দাজই করে না: প্রথম warning-টা হয়ে যায় error: implicit declaration of function 'print_header' [-Wimplicit-function-declaration], আর build ব্যর্থ হয়।

তাই আপাতত নিয়ম একটাই: যে লাইন একটা function-কে প্রথম call করে, function-টা define করো তার উপরে। Lesson 2-এ আসবে prototype, এক লাইনের declaration, যেটা থাকলে main আবার সবার উপরে বসতে পারে।

Parameter-এর সাথে প্রথম দেখা

এতক্ষণ একটা function প্রতিটা call-এ হুবহু একই কাজ করেছে। Kenji একটা function দিয়েই নানা দৈর্ঘ্যের লাইন আঁকতে চায়।

#include <stdio.h>

void draw_line(int width)
{
    for (int i = 0; i < width; i++) {
        printf("-");
    }
    printf("\n");
}

int main(void)
{
    draw_line(10);
    printf("SCORES\n");
    draw_line(6);
    return 0;
}

----------
SCORES
------

int width হলো একটা parameter: function-এর নিজের একটা variable, যার মান আসে call থেকে। Call-এ যে মানটা লেখা থাকে, সেটাকে বলে argument। draw_line(10) body চালায় width 10 ধরে, আর draw_line(6) আবার চালায় 6 ধরে।

একটা function কমা দিয়ে আলাদা করা একাধিক parameter নিতে পারে, যেমন void print_row(int i, int n)। Call থেকে মানটা ঠিক কীভাবে function-এর ভিতরে যায়, সেটা বুঝিয়ে বলবে lesson 2। অনুশীলন 2 আর 3-এর জন্য এটুকু জানলেই চলবে।

তার মানে parameter থাকলে একটাই function প্রতিটা call-এ আলাদা মান নিয়ে নিজের কাজটা করতে পারে।

Function-এর নাম দেওয়া

Function-এর নামই পাঠককে বলে দেয়, ও কী করে। নামটা হবে একটা কাজের কথা, ইংরেজি verb দিয়ে শুরু, ছোট হাতের অক্ষরে, শব্দগুলো underscore দিয়ে জোড়া: print_header, draw_line, read_score। এই ধরনটাকে বলে snake_case।

যে function হ্যাঁ-না প্রশ্নের উত্তর দেয়, তার নাম শুরু হয় is_ দিয়ে, যেমন lesson 2-এর is_leap। f1 বা stuff-এর মতো নাম দেখলে কিছু বুঝতে হলে পাঠককে body খুলে পড়তেই হয়। ভালো নাম থাকলে body না পড়লেও চলে।

printf আর scanf-ও function, এসেছে C-এর standard library থেকে, যেটা প্রতিটা C installation-এই থাকে। তোমার প্রথম call-এর আগেই #include <stdio.h> compiler-এর সাথে ওদের পরিচয় করিয়ে দেয়।

তাই নামটা এমন দাও, যেন নামেই বোঝা যায় function কী করে।

#include <stdio.h>

void say_hello(void)
{
    printf("Hello from a function\n");
}

int main(void)
{
    say_hello();
    say_hello();
    return 0;
}

Hello from a function
Hello from a function

#include <stdio.h>

void print_header(void)
{
    printf("Maria General Store\n");
    printf("VAT 15 percent included\n");
}

void print_footer(void)
{
    printf("Thank you, come again\n");
    printf("---------------------\n");
}

int main(void)
{
    print_header();
    printf("tea x 2: 40\n");
    print_footer();

    print_header();
    printf("cake x 1: 50\n");
    print_footer();

    print_header();
    printf("rice x 3: 360\n");
    print_footer();

    return 0;
}

Maria General Store
VAT 15 percent included
tea x 2: 40
Thank you, come again
---------------------
Maria General Store
VAT 15 percent included
cake x 1: 50
Thank you, come again
---------------------
Maria General Store
VAT 15 percent included
rice x 3: 360
Thank you, come again
---------------------

#include <stdio.h>

void draw_line(int width)
{
    for (int i = 0; i < width; i++) {
        printf("=");
    }
    printf("\n");
}

int main(void)
{
    int score = 0;
    int round = 0;
    int total = 0;

    draw_line(20);
    printf("KENJI'S SCOREBOARD\n");
    draw_line(20);

    while (scanf("%d", &score) == 1) {
        round++;
        total += score;
        printf("round %d: %d\n", round, score);
    }

    draw_line(20);
    printf("total: %d\n", total);
    return 0;
}

====================
KENJI'S SCOREBOARD
====================
round 1: 120
round 2: 85
round 3: 240
====================
total: 445

int main(void)
{
    print_header();
    printf("tea: 40\n");
    print_footer();
    return 0;
}

void print_footer(void)
{
    printf("Thank you, come again\n");
}

print_header;
printf("tea: 40\n");

void print_header(void);
{
    printf("Maria General Store\n");
}

int main(void)
{
    void print_header(void)
    {
        printf("Maria General Store\n");
    }

    print_header();
    printf("tea: 40\n");
    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("receipt printed\n");
}

*** MARIA'S TEA HOUSE ***
VAT included
total: 120
*** MARIA'S TEA HOUSE ***
VAT included
total: 45
receipts: 2

#include <stdio.h>

void print_banner(void)
{
    /* Print the two banner lines. */
}

int main(void)
{
    int amount = 0;

    while (scanf("%d", &amount) == 1) {
        /* Call print_banner, then print the total line. */
    }

    /* Print "receipts: k", where k counts the amounts read. */

    return 0;
}

1 2 3
2 4 6
3 6 9

#include <stdio.h>

void print_row(int i, int n)
{
    /* Print i*1, i*2, and so on up to i*n, one space between two numbers. */
}

int main(void)
{
    int n = 0;

    scanf("%d", &n);

    /* Call print_row once for each i from 1 to n. */

    return 0;
}

****
*  *
****

*
*

#include <stdio.h>

void draw_box(int width, int height)
{
    /* Full rows at the top and the bottom, a star at each end
       of every row in between. What if width or height is 1? */
}

int main(void)
{
    int width = 0;
    int height = 0;

    while (scanf("%d %d", &width, &height) == 2) {
        /* Print one empty line before every box except the first. */
        draw_box(width, height);
    }
    return 0;
}

এরপর function মান নেবে আর একটা মান ফেরত দেবে, আর prototype থাকলে main আবার সবার উপরে বসতে পারবে।