Давайте разберемся, что делают функции для программистов и почему они так важны
Одним из самых основных строительных блоков программирования являются функции. Вы можете писать очень простые программы без них, но все, что выходит за рамки демонстрации ‘Hello World’, скорее всего, в конечном итоге потребует использования функций
Вы когда-нибудь задумывались, почему функции являются краеугольным камнем многих языков программирования? Давайте разберемся, почему они так важны и что они делают для программистов
Что такое функция?
Проще говоря, функция в программировании – это именованная группа кода, выполняющая определенную задачу. В зависимости от языка, вы также можете услышать, что их называют подпрограммами или процедурами
Определив функцию, вы помещаете в нее код так же, как и в любое другое место в программе. Дав функции имя и определив параметры, которые она должна принимать, вы можете передать ей информацию и вернуть результат. Функции можно использовать повторно, поэтому, написав одну функцию, вы можете вызывать ее в любом другом месте вашей программы
Итак, функции полезны, но для каких целей они служат?
1. Функции инкапсулируют задачи
Вводные курсы по программированию часто описывают функции как ‘черные ящики’. То есть, когда программист вызывает функцию, его не волнует, что именно делает код внутри нее; ему нужен только результат
Например, если вы написали функцию для чтения множества чисел из текстового файла и вычисления режима, вам не нужно знать, как она работает, чтобы использовать ее. Если бы вы знали, что функция ожидает на вход текстовый файл, заполненный числами, и выводит число в качестве результата, вы могли бы использовать ее в любой программе без особых проблем
2. Функции разделяют задачи
Но это не единственный способ, которым функции инкапсулируют код. Они также позволяют программистам чисто разделить код на сегменты
Хотя ваша функция main может состоять всего из нескольких десятков строк кода, она может вызывать множество функций и выполнять через них сложные операции. Это основа объектно-ориентированного программирования. Кроме того, это помогает разделить большие программы на более мелкие части, чтобы над ними могли работать несколько человек
3. Функции позволяют повторно использовать код
Есть шанс, что когда вы пишете код для выполнения какой-либо задачи, вы будете использовать его в своей программе более одного раза
Копировать и вставлять нужный код в несколько мест – плохая идея. Это не только усложняет вашу программу, но и создает больше возможностей для того, чтобы что-то пошло не так. Если вы измените что-то в исходном блоке, вам придется помнить о том, чтобы вставить это заново везде
Функции устраняют эту проблему. Они позволяют легко повторно использовать код в любом другом месте вашей программы. Определив функцию, вы можете вызывать ее в любое время и быть уверенным, что она будет выполняться точно так же. Это экономит время и снижает сложность, что является двумя хорошими качествами для программы
4. Функции облегчают совместное использование
Во многих компаниях сегодня функции, которые пишет один программист, могут использоваться другими в компании в других проектах
Поскольку функции существуют сами по себе, они очень переносимы. Их повторное использование там, где это необходимо, сокращает дублирование работы, делает более эффективным использование ресурсов программирования и помогает в разработке стандартов в компании
5. Функции облегчают тестирование и отладку
Большинство программистов знают, как больно отлаживать ‘спагетти-код’: запутанный, сбивчивый беспорядок, за которым почти невозможно уследить, поскольку в нем мало структуры. Без четких функций программы прыгают повсюду. Это затрудняет отладку, а для человека, пришедшего с первого раза, становится большой проблемой
Когда все четко разделено на функции, программисты могут использовать модульные тесты для подтверждения того, что эти функции работают так, как должны. Вместо того чтобы перебирать всю программу, чтобы найти проблему, они могут изолировать ее в одной функции
Функции также повышают читабельность. Чистый набор кода значительно облегчает его сопровождение и выполнение. Одна из альтернатив – запутанные операторы GOTO, которые крайне не рекомендуется использовать в современном программировании
Рассмотрим простой пример из Википедии, сначала с операторами GOTO, а затем со структурированным стилем, чтобы увидеть, как это меняет ситуацию:
i=
2 i+=
3PRINTi;'squared=';i*i
4IFi>100THENGOTO
5GOTO
6PRINT'Program Completed.'
7END
1FORi=TO100
2PRINTi;'squared=';i*i
3NEXTi
4PRINT'Program Completed.'
5END
6. Функции Разделяют данные и логику
Выше мы говорили об абстракции; важно отметить, что функции помогают отделить шаги от фактических данных. Пока вы передаете функции параметры, которых она ожидает, ей все равно, что это за данные. Каждый запуск функции создает временные переменные и отбрасывает их после возвращения результата. Это сохраняет пространство имен чистым и позволяет повторно использовать имена краткосрочных переменных, например ‘x’
Хранение важных данных вне функций помогает предотвратить их нежелательную модификацию. Это разумный шаг в современном программировании
7. Встроенные функции тоже важны
Обычно, когда мы говорим о функциях, мы имеем в виду функции, созданные пользователем, но они не являются единственным типом функций. Все языки программирования содержат функции, которые можно использовать без необходимости создавать их самостоятельно
Например, независимо от того, какой язык вы используете, вам не нужно писать функции для базовой арифметики, печати текста на экран и подобных задач. Представляете, какая это была бы пустая трата времени, если бы вам пришлось указывать компьютеру, как выполнять эти базовые операции?
Функции очень важны для программирования
Теперь вы знаете, почему в языках программирования используются функции, и почему они так важны. Основные причины включения функций сводятся к одной истине: функции позволяют разбить программу на более управляемые части. Когда вы это делаете, ваша программа становится более простой в управлении, более легкой в тестировании и пригодной для повторного использования
Без функций программы имели бы массу дублирующегося кода, не имели бы логического порядка и не имели бы разделения полезностей. Это был бы кошмар для управления, тестирования и отладки. Слава богу, языки программирования используют их!
Чтобы узнать больше об основах программирования, ознакомьтесь с нашим объяснением того, как работают циклы do-while
Комментировать