Почему языки программирования не могут существовать без функций

Один из самых основных строительных блоков программирования

являются функциями. Вы можете писать очень простые программы без них, но все, кроме демонстраций «Hello World», вероятно, в конечном итоге должно будет использовать функции.

Задумывались ли вы, почему функции являются краеугольным камнем многих языков программирования? Давайте рассмотрим причины, по которым они так важны, и то, что они делают для программистов.

Что такое функция?

Проще говоря, функция в программировании — это именованная группа кода, которая выполняет определенную задачу. В зависимости от языка вы также можете услышать, что они называются подпрограммами или процедурами.

После того, как вы определили функцию, вы помещаете в нее код так же, как и в любом другом месте программы. Задавая имя функции и определяя параметры, которые она должна принимать, вы можете передавать информацию в функцию и возвращать некоторый результат. Функции можно использовать повторно, поэтому после их написания вы можете вызывать их в любом месте вашей программы.

Итак, функции полезны, но для каких целей они служат?

1. Функции инкапсулируют задачи

Вступительные классы программирования часто описывают функции как «черные ящики». То есть, когда программист вызывает функцию, им все равно, что именно делает код внутри нее; им просто нужен результат.

Например, если вы написали функцию для чтения большого числа чисел из текстового файла и расчета режима, вам не нужно будет знать, как она работает, чтобы использовать ее. Если вы знали, что функция ожидает текстовый файл, заполненный числами, в качестве входных данных и выводит число в результате, вы можете использовать его в любой программе без особых проблем.

2. Функции отдельных задач

Но это не единственный способ, которым функции инкапсулируют код. Они также позволяют программистам аккуратно разделить свой код на сегменты.

В то время как ваш главный Функция может иметь всего несколько десятков строк кода, она может вызывать несколько функций и выполнять через них сложные операции. Это ядро ​​объектно-ориентированного программирования

, Кроме того, это помогает разбивать большие программы на более мелкие, чтобы над ними могли работать несколько человек.

3. Функции, позволяющие повторно использовать код

Скорее всего, когда вы пишете некоторый код для выполнения задачи, вы будете использовать его более одного раза в своей программе.

Копирование и вставка необходимого кода в несколько мест — плохая идея. Это не только увеличивает сложность вашей программы, но и дает больше возможностей для того, чтобы что-то пошло не так

, Если вы изменяете что-то в исходном блоке, вы должны помнить, чтобы вставить его в другое место.

Функции устраняют эту проблему. Они облегчают повторное использование кода в любом месте вашей программы. После того как вы определили функцию, вы можете вызывать ее в любое время и быть уверенным, что она будет работать так же. Это экономит время и уменьшает сложность, что является двумя желанными качествами для программы.

4. Функции, облегчающие совместное использование

Сегодня во многих компаниях функции, которые пишет один программист, могут использоваться другими в компании в других проектах.

Поскольку функции стоят сами по себе, они очень переносимы. Их повторное использование там, где это уместно, сокращает дублирование работы, повышает эффективность использования ресурсов программирования и помогает в разработке стандартов для всей компании.

5. Функции упрощают тестирование и отладку

Большинству программистов знакома боль от попыток отладки спагетти-кода: запутанный, запутанный беспорядок, за которым почти невозможно следить, поскольку он имеет небольшую структуру. Без четких функций программы перепрыгивают повсюду. Это затрудняет отладку, и огромная боль для кого-то, кто придет в новинку, чтобы понять.

Когда все четко разделено на функции, программисты могут использовать модульные тесты, чтобы подтвердить, что эти функции работают должным образом. Вместо того, чтобы разбирать всю программу, чтобы точно определить проблему, они могут изолировать ее от одной функции.

Функции также увеличивают читабельность. Чистый набор кода

имеет большое значение в облегчении обслуживания и следования. Одной из альтернатив является запутывание операторов GOTO, которые сильно не одобряются в современном программировании.

Рассмотрим простой пример из Википедии, сначала с инструкциями GOTO, а затем со структурированным стилем, чтобы увидеть, как это имеет значение:

1 i=0
2 i+=1
3 PRINT i; "squared=";i*i
4 IF i>100 THEN GOTO 6
5 GOTO 2
6 PRINT "Program Completed."
7 END
1 FOR i=1 TO 100
2 PRINT i;"squared=";i*i
3 NEXT i
4 PRINT "Program Completed."
5 END

6. Функции разделения данных и логики

Мы говорили об абстракции выше; Важно отметить, что функции помогают вам отделить этапы от фактических данных. Пока вы передаете ожидаемые параметры функции, не имеет значения, что это за данные. Каждый запуск этой функции создает временные переменные, а затем отбрасывает их после возвращения результата. Это обеспечивает чистоту вашего пространства имен и позволяет повторно использовать краткосрочные имена переменных, такие как «x».

Хранение важных данных вне функций помогает предотвратить нежелательные изменения

, Это умный шаг в современном программировании.

7. Встроенные функции тоже важны

Обычно, когда мы обсуждаем функции, мы говорим о пользовательских функциях, но они не являются единственным типом функций. Все языки программирования включают функции, которые вы можете использовать, не создавая их самостоятельно.

Например, независимо от того, какой язык вы используете, вам не нужно писать функции для базовой арифметики, вывода текста на экран и подобных задач. Можете ли вы представить себе, что было бы напрасной тратой времени, если бы вам пришлось указывать компьютеру, как выполнять эти основные операции?

Функции жизненно важны для программирования

Теперь вы знаете, почему языки программирования используют функции и почему они так важны. Главные причины включения функций сводятся к одной истине: функции позволяют разбить программу на более управляемые части. Когда вы делаете это, ваша программа становится проще в управлении, ее легче тестировать и она пригодна для повторного использования.

Без функций программы имели бы множество дублирующихся кодов, не работали бы в логическом порядке и не имели бы разделения полезности. Это было бы кошмаром для управления, тестирования и отладки. Слава богу, языки программирования используют их!

Чтобы узнать больше о программировании, ознакомьтесь с нашим объяснением того, как работают циклы do-while

,