Урок 35 встроенные функции и ассемблерные коды

Начиная с урока 8, ваши программы интенсивно использовали функции. Как вы уже знаете, единственное неудобство при использовании функций состоит в том, что они увеличивают издержки (увеличивают время выполнения), помещая параметры в стек при каждом вызове. Из данного урока вы узнаете, что для коротких функций можно использовать метод, называемый встроенным кодом, который помещает операторы функции для каждого ее вызова прямо в программу, избегая таким образом издержек на вызов функции. Используя встроенные (inline) функции, ваши программы будут выполняться немного быстрее. К концу этого урока вы освоите следующие основные концепции:

• Для улучшения производительности за счет уменьшения издержек на вызов функции вы можете заставить компилятор C++ встроить в программу код функции, подобно тому, как это делается при замещении макрокоманд.

• Используя встроенные (inline) функции, ваши программы остаются удобными для чтения (читающий программу видит вызов функции), но вы избегаете издержек на вызов функции, которые вызваны помещением параметров в стек и их последующим извлечением из стека, а также переходом к телу функции и последующим возвратом из нее.

• В зависимости от требований, предъявляемых к вашей программе, иногда вам потребуется использовать язык ассемблера для решения определенной задачи.

• Для упрощения применения программирования на языке ассемблера C++ позволяет определить функции на встроенном языке ассемблера внутри ваших программ на C++.

Встроенные функции

Когда вы определяете в своей программе функцию, компилятор C++ переводит код функции в машинный язык, сохраняя только одну копию инструкций функции внутри вашей программы. Каждый раз, когда ваша программа вызывает функцию, компилятор C++ помещает в программу специальные инструкции, которые заносят параметры функции в стек и затем выполняют переход к инструкциям этой функции. Когда операторы функции завершаются, выполнение программы продолжается с первого оператора, который следует за вызовом функции. Помещение аргументов в стек и переход в функцию и из нее вносит издержки, из-за которых ваша программа выполняется немного медленнее, чем если бы она размещала те же операторы прямо внутри программы при каждой ссылке на функцию. Например, предположим, что следующая программа CALLBEEP.CPP вызывает функцию show_message, которая указанное число раз выдает сигнал на динамик компьютера и затем выводит сообщение на дисплей:

#include <iostream.b>

void show_message(int count, char *message)

{     int i;     for (i = 0; i < count; i++) cout << '\a';     cout << message << endl;  }

void main(void)

{     show_message(3, "Учимся программировать на языке C++");     show_mes sage(2, "Урок 35");  }

Следующая программа NO_CALL.CPP не вызывает функциюshow_message. Вместо этого она помещает внутри себя те же операторы функции при каждой ссылке на функцию:

#include <iostream.h>

void main (void)

{     int i;     for (i = 0; i < 3; i++) cout << '\a';     cout << " Учимся программировать на языке C++" << endl;     for (i = 0; i < 2; i++) cout << '\a';     cout << "Урок 35" << endl;  }

Обе программы выполняют одно и то же. Поскольку программа NO_CALL не вызывает функцию show_message, она выполняется немного быстрее, чем программа CALLBEEP. В данном случае разницу во времени выполнения определить невозможно, но, если в обычной ситуации функция будет вызываться 1000 раз, вы, вероятно, заметите небольшое увеличение производительности. Однако программа NO_CALL более запутана, чем ее двойник CALL_BEEP, следовательно, более тяжела для восприятия.

При создании программ вы всегда должны попытаться определить, когда лучше использовать обычные функции, а когда лучше воспользоваться встроенными функциями. Для более простых программ предпочтительно использовать обычные функции. Однако, если вы создаете программу, для которой производительность имеет первостепенное значение, вам следовало бы уменьшить количество вызовов функций. Один из способов уменьшения количества вызовов функций состоит в том, чтобы поместить соответствующие операторы прямо в программу, как только что было сделано в программе NO_CALL. Однако, как вы могли убедиться, замена только одной функции внесла значительную путаницу в программу. К счастью, C++ предоставляет ключевое слово inline, которое обеспечивает лучший способ.