अध्याय 6: C++ में फ़ंक्शन्स (Functions in C++)

C++ प्रोग्रामिंग में फ़ंक्शन्स का उपयोग कोड को व्यवस्थित, पुन: उपयोगी, और मॉड्यूलर बनाने के लिए किया जाता है। फ़ंक्शन्स प्रोग्राम को छोटे-छोटे हिस्सों में विभाजित करते हैं, जिससे कोड की जटिलता कम हो जाती है और इसे समझना, डिबग करना और संशोधित करना आसान हो जाता है। इस अध्याय में, हम C++ में फ़ंक्शन्स की बुनियादी संरचना, उनके प्रकार, और उपयोग की विधियों का अध्ययन करेंगे। हम देखेंगे कि कैसे फ़ंक्शन्स को परिभाषित और कॉल किया जाता है, और साथ ही फ़ंक्शन्स के माध्यम से डेटा कैसे पास और वापस किया जाता है। इस अध्याय के अंत तक, आप फ़ंक्शन्स का सही उपयोग करके अपने प्रोग्राम्स को अधिक प्रभावी और सुव्यवस्थित बनाने की क्षमता प्राप्त कर लेंगे।

फ़ंक्शन क्या हैं? (What are Functions?)

फ़ंक्शन C++ प्रोग्रामिंग में कोड के एक विशेष ब्लॉक को संदर्भित करते हैं, जिसे एक नाम दिया जाता है और जिसे बार-बार उपयोग किया जा सकता है। फ़ंक्शन्स का मुख्य उद्देश्य प्रोग्राम को छोटे, प्रबंधनीय हिस्सों में विभाजित करना है, जिससे कोड को समझना, बनाए रखना, और पुन: उपयोग करना आसान हो जाता है। फ़ंक्शन्स प्रोग्रामिंग में मॉड्यूलरिटी लाते हैं, जिससे जटिल समस्याओं को छोटे-छोटे हिस्सों में विभाजित करके हल किया जा सकता है।

फ़ंक्शन्स के मुख्य बिंदु

1. कोड का पुन: उपयोग (Code Reusability): एक बार फ़ंक्शन को परिभाषित करने के बाद, आप उसे कई बार कॉल कर सकते हैं, जिससे कोड को दोहराने की आवश्यकता नहीं होती।
2. मॉड्यूलरिटी (Modularity): फ़ंक्शन प्रोग्राम को छोटे, प्रबंधनीय हिस्सों में विभाजित करता है। प्रत्येक फ़ंक्शन एक विशिष्ट कार्य करता है, जिससे कोड को समझना और डिबग करना आसान हो जाता है।
3. कोड का संगठन (Code Organization): फ़ंक्शन कोड को व्यवस्थित और साफ़-सुथरा रखने में मदद करते हैं, जिससे बड़े प्रोजेक्ट्स को प्रबंधित करना आसान हो जाता है।

फ़ंक्शन की संरचना

एक फ़ंक्शन में मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन भाग होते हैं:

1. फ़ंक्शन डिक्लेरेशन (Function Declaration): इसे फ़ंक्शन प्रोटोटाइप भी कहा जाता है, जो फ़ंक्शन के नाम, वापसी के प्रकार (return type), और पैरामीटर की सूची को निर्दिष्ट करता है। यह प्रोग्राम को बताता है कि फ़ंक्शन का क्या नाम है, वह क्या लौटाएगा, और किन पैरामीटरों को स्वीकार करेगा।

   return_type function_name(parameter_list);
   

    

2. फ़ंक्शन परिभाषा (Function Definition): यह फ़ंक्शन का वास्तविक कोड होता है, जो बताता है कि जब फ़ंक्शन को कॉल किया जाएगा, तब क्या करना है। इसमें फ़ंक्शन के सभी स्टेटमेंट्स होते हैं।

   return_type function_name(parameter_list) {
       // कोड ब्लॉक
   }
   

    

3. फ़ंक्शन कॉल (Function Call): यह उस स्थान पर होता है जहाँ आप फ़ंक्शन को कॉल करते हैं, जिससे फ़ंक्शन निष्पादित होता है।

   function_name(arguments);
   

    

उदाहरण

#include <iostream>
using namespace std;

// फ़ंक्शन डिक्लेरेशन
int add(int, int);

int main() {
    int result;

    // फ़ंक्शन कॉल
    result = add(5, 10);

    cout << "Sum: " << result << endl;
    return 0;
}

// फ़ंक्शन परिभाषा
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

इस उदाहरण में, add नामक एक फ़ंक्शन परिभाषित किया गया है जो दो संख्याओं को जोड़कर उनका योग लौटाता है। फ़ंक्शन को main() फ़ंक्शन के भीतर कॉल किया गया है।

फ़ंक्शन की संरचना (Structure of a Function)

C++ में फ़ंक्शन की संरचना को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह आपको अपने कोड को छोटे, पुन: उपयोगी मॉड्यूल्स में व्यवस्थित करने की अनुमति देता है। एक फ़ंक्शन का निर्माण तीन मुख्य भागों से होता है: फ़ंक्शन डिक्लेरेशन (Function Declaration), फ़ंक्शन परिभाषा (Function Definition), और फ़ंक्शन कॉल (Function Call)। आइए इन भागों को विस्तार से समझें:

1. फ़ंक्शन डिक्लेरेशन (Function Declaration)

फ़ंक्शन डिक्लेरेशन, जिसे फ़ंक्शन प्रोटोटाइप भी कहा जाता है, फ़ंक्शन के नाम, उसके वापसी प्रकार (return type), और पैरामीटर की सूची को निर्दिष्ट करता है। यह डिक्लेरेशन प्रोग्राम को यह बताता है कि फ़ंक्शन क्या नाम से कॉल किया जाएगा, किस प्रकार का डेटा वह लौटाएगा, और कौन से इनपुट पैरामीटर की आवश्यकता होगी।

सिंटैक्स:

return_type function_name(parameter_list);

• return_type: यह फ़ंक्शन द्वारा लौटाए जाने वाले डेटा का प्रकार होता है, जैसे कि int, float, void आदि।
• function_name: यह फ़ंक्शन का नाम होता है, जिसे आप कॉल करेंगे।
• parameter_list: यह एक सूची होती है जो उन मानों (values) का प्रकार और संख्या को निर्दिष्ट करती है जो फ़ंक्शन में भेजे जाएंगे। यदि कोई पैरामीटर नहीं है, तो इसे खाली छोड़ा जा सकता है।

उदाहरण:

int add(int, int);

2. फ़ंक्शन परिभाषा (Function Definition)

फ़ंक्शन परिभाषा वह स्थान है जहां फ़ंक्शन के भीतर का वास्तविक कोड होता है। इसमें फ़ंक्शन का कोड ब्लॉक शामिल होता है, जो तब निष्पादित होता है जब फ़ंक्शन को कॉल किया जाता है। फ़ंक्शन परिभाषा में फ़ंक्शन डिक्लेरेशन को विस्तारित किया जाता है और उसके अनुसार कोड लिखा जाता है।

सिंटैक्स:

return_type function_name(parameter_list) {
    // कोड ब्लॉक
    // return statement (यदि आवश्यक हो)
}

• कोड ब्लॉक: यह वह हिस्सा है जहाँ पर फ़ंक्शन का लॉजिक लिखा जाता है।
• return statement: यह वैकल्पिक है और तब उपयोग किया जाता है जब फ़ंक्शन को कोई मान लौटाना हो।

उदाहरण:

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

3. फ़ंक्शन कॉल (Function Call)

फ़ंक्शन कॉल वह जगह होती है जहां आप फ़ंक्शन को निष्पादित करते हैं। फ़ंक्शन को कॉल करते समय, आप उसके नाम का उपयोग करते हैं और आवश्यक पैरामीटर प्रदान करते हैं। जब फ़ंक्शन कॉल किया जाता है, तो यह फ़ंक्शन परिभाषा में दिए गए कोड को निष्पादित करता है।

सिंटैक्स:

function_name(arguments);

arguments: ये वे मान होते हैं जिन्हें आप फ़ंक्शन के पैरामीटर में पास करते हैं।

उदाहरण:

int result = add(5, 10);

पूरा उदाहरण

#include <iostream>
using namespace std;

// फ़ंक्शन डिक्लेरेशन
int add(int, int);

int main() {
    int result;

    // फ़ंक्शन कॉल
    result = add(5, 10);

    cout << "Sum: " << result << endl;
    return 0;
}

// फ़ंक्शन परिभाषा
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

इस उदाहरण में:

• int add(int, int); फ़ंक्शन डिक्लेरेशन है।
• int add(int a, int b) फ़ंक्शन परिभाषा है।
• result = add(5, 10); फ़ंक्शन कॉल है, जो दो संख्याओं को जोड़कर उनका योग result में संग्रहीत करता है।

पैरामीटर पासिंग (Parameter Passing)

C++ में फ़ंक्शन्स को और अधिक उपयोगी और लचीला बनाने के लिए, हम फ़ंक्शन में पैरामीटर पास कर सकते हैं। पैरामीटर फ़ंक्शन को कुछ इनपुट डेटा प्रदान करते हैं, जिसके आधार पर फ़ंक्शन एक विशेष कार्य करता है और परिणाम लौटाता है। C++ में पैरामीटर पास करने के तीन प्रमुख तरीके होते हैं: पास बाई वैल्यू (Pass by Value), पास बाई रेफरेंस (Pass by Reference), और पास बाई पॉइंटर (Pass by Pointer)। आइए इन तीनों विधियों को विस्तार से समझें:

1. पास बाई वैल्यू (Pass by Value)

जब पैरामीटर को पास बाई वैल्यू के रूप में पास किया जाता है, तो फ़ंक्शन को उस पैरामीटर की एक कॉपी मिलती है। इसका मतलब है कि फ़ंक्शन के भीतर उस पैरामीटर में की गई कोई भी परिवर्तन मूल वेरिएबल को प्रभावित नहीं करेगा। यह तरीका सरल और सुरक्षित है, लेकिन बड़े डेटा स्ट्रक्चर के साथ कम कुशल हो सकता है।

उदाहरण

#include <iostream>
using namespace std;

void increment(int x) {
    x = x + 1;
    cout << "Inside function: " << x << endl;
}

int main() {
    int a = 10;
    increment(a);
    cout << "Outside function: " << a << endl;
    return 0;
}

इस उदाहरण में, a की वैल्यू को increment फ़ंक्शन में पास किया जाता है। फ़ंक्शन के अंदर x में किया गया परिवर्तन a को प्रभावित नहीं करता, क्योंकि x केवल a की कॉपी है।

आउटपुट:

Inside function: 11
Outside function: 10

2. पास बाई रेफरेंस (Pass by Reference)

पास बाई रेफरेंस में, पैरामीटर के रूप में वेरिएबल का वास्तविक रेफरेंस (संदर्भ) पास किया जाता है। इसका मतलब है कि फ़ंक्शन में किए गए परिवर्तन सीधे मूल वेरिएबल को प्रभावित करेंगे। इस तरीके का उपयोग तब किया जाता है जब हमें फ़ंक्शन में किए गए परिवर्तनों को कॉलिंग स्कोप में वापस देखना होता है।

उदाहरण

#include <iostream>
using namespace std;

void increment(int &x) {
    x = x + 1;
}

int main() {
    int a = 10;
    increment(a);
    cout << "After function call: " << a << endl;
    return 0;
}

After function call: 11

इस उदाहरण में, a की वैल्यू को increment फ़ंक्शन में पास बाई रेफरेंस के रूप में पास किया जाता है। इस बार, फ़ंक्शन के अंदर किया गया परिवर्तन मूल वेरिएबल a को प्रभावित करता है।

आउटपुट:

3. पास बाई पॉइंटर (Pass by Pointer)

पास बाई पॉइंटर में, वेरिएबल के मेमोरी एड्रेस (पॉइंटर) को फ़ंक्शन में पास किया जाता है। यह तरीका पास बाई रेफरेंस के समान होता है, लेकिन इसका उपयोग तब होता है जब हमें वेरिएबल के मेमोरी एड्रेस के साथ काम करना होता है। इससे फ़ंक्शन के अंदर वेरिएबल को सीधे संशोधित किया जा सकता है।

उदाहरण

#include <iostream>
using namespace std;

void increment(int *x) {
    *x = *x + 1;
}

int main() {
    int a = 10;
    increment(&a);
    cout << "After function call: " << a << endl;
    return 0;
}

इस उदाहरण में, a का मेमोरी एड्रेस increment फ़ंक्शन में पास किया जाता है, और फ़ंक्शन उस एड्रेस पर मौजूद वैल्यू को संशोधित करता है।

आउटपुट:

After function call: 11

मुख्य बिंदु

• पास बाई वैल्यू: सुरक्षित और सरल, लेकिन मूल डेटा को प्रभावित नहीं करता।
• पास बाई रेफरेंस: मूल डेटा को सीधे प्रभावित करता है, उपयोगी जब आपको फ़ंक्शन से बाहर भी परिवर्तन देखने की आवश्यकता हो।
• पास बाई पॉइंटर: मूल डेटा के साथ मेमोरी लेवल पर काम करता है, शक्तिशाली लेकिन थोड़ा जटिल।

रिटर्न प्रकार (Return Types)

C++ में, प्रत्येक फ़ंक्शन को यह निर्दिष्ट करने की आवश्यकता होती है कि वह कौन सा प्रकार का डेटा वापस (return) करेगा। यह डेटा का प्रकार ही फ़ंक्शन का रिटर्न प्रकार कहलाता है। रिटर्न प्रकार यह निर्धारित करता है कि फ़ंक्शन से बाहर आने पर किस प्रकार का मान (value) उपलब्ध होगा। फ़ंक्शन को कॉल करने के बाद वह जिस प्रकार का डेटा वापस करेगा, वही उसका रिटर्न प्रकार होता है।

रिटर्न प्रकार के प्रकार

1. void:
   • विवरण: यदि फ़ंक्शन कोई मान वापस नहीं करता है, तो उसका रिटर्न प्रकार void होता है। ऐसे फ़ंक्शन केवल कार्रवाई करने के लिए उपयोग किए जाते हैं और उनके पास कोई रिटर्न वैल्यू नहीं होती।
   • उदाहरण:

     void displayMessage() {
         cout << "Hello, World!" << endl;
     }
     

      

2. int:
   • विवरण: यदि फ़ंक्शन एक पूर्णांक (integer) मान वापस करता है, तो उसका रिटर्न प्रकार int होता है।
   • उदाहरण:

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

      

3. float और double:
   • विवरण: यदि फ़ंक्शन दशमलव संख्याएँ (floating-point numbers) वापस करता है, तो उसका रिटर्न प्रकार float या double हो सकता है, जहाँ double में अधिक सटीकता होती है।
   • उदाहरण:

     double calculateArea(double radius) {
         return 3.14 * radius * radius;
     }
     

      

4. char:
   • विवरण: यदि फ़ंक्शन एक अक्षर (character) वापस करता है, तो उसका रिटर्न प्रकार char होता है।
   • उदाहरण:

     char getGrade(int score) {
         if (score >= 90) return 'A';
         else if (score >= 80) return 'B';
         else return 'C';
     }
     

      

5. string:
   • विवरण: यदि फ़ंक्शन एक स्ट्रिंग (string) वापस करता है, तो उसका रिटर्न प्रकार string होता है। इसके लिए आपको <string> हेडर फ़ाइल का उपयोग करना होगा।
   • उदाहरण:

     string greet(string name) {
         return "Hello, " + name + "!";
     }
     

      

6. यूज़र-डिफाइंड टाइप्स (User-Defined Types):
   • विवरण: आप फ़ंक्शन से स्ट्रक्चर (structure), क्लास (class), या एनेमरेशन (enum) प्रकार का मान भी वापस कर सकते हैं।
   • उदाहरण:

     struct Point {
         int x, y;
     };
     
     Point getPoint() {
         Point p;
         p.x = 10;
         p.y = 20;
         return p;
     }
     

      

फ़ंक्शन का रिटर्न करना

जब फ़ंक्शन को एक मान वापस करना होता है, तो हम return कीवर्ड का उपयोग करते हैं। return कीवर्ड फ़ंक्शन को तुरंत समाप्त कर देता है और उसके बाद का कोई भी कोड निष्पादित नहीं होता।

उदाहरण:

int square(int num) {
    return num * num;  // फ़ंक्शन का रिटर्न प्रकार int है, इसलिए यह int प्रकार का मान वापस करेगा
}

void रिटर्न प्रकार

यदि फ़ंक्शन का रिटर्न प्रकार void है, तो उसे return की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन आप चाहें तो इसे उपयोग कर सकते हैं ताकि फ़ंक्शन को जल्दी समाप्त किया जा सके।

उदाहरण:

void printMessage() {
    cout << "This is a message." << endl;
    return;  // वैकल्पिक
}