Дополнительные сведения о функциях

Поскольку функции являются важным элементом программирования, то было бы весьма полезно рассмотреть некоторые специальные темы, интерес к которым возрастает при возникновении нестандартных ситуаций. К числу таких специальных тем, которые способны оказать неоценимую услугу программисту, относятся подставляемые inline-функции и рекурсия функций. Что касается рекурсии, то это замечательное изобретение программистов время от времени позволяет решать такие проблемы, которые практически не решаются никакими другими способами.

Подставляемые inline-функции

Обычно при определении функции компилятор резервирует в памяти только один блок ячеек для сохранения операторов функции. После вызова функции управление программой передается этим операторам, а по возвращении из функции выполнение программы возобновляется со строки, следующей после вызова функции. Если эту функцию вызывать 10 раз, то каждый раз ваша программа будет послушно отрабатывать один и тот же набор команд. Это означает, что существует только одна копия функции, а не 10.

Но каждый переход к области памяти, содержащей операторы функции, замедляет выполнение программы. Оказывается, что, когда функция невелика (т.е. состоит лишь из одной-двух строк), можно получить некоторый выигрыш в эффективности, если вместо переходов от программы к функции и обратно просто дать компилятору команду встроить код функции непосредственно в программу по месту вызова. Когда программисты говорят об эффективности, они обычно подразумевают скорость выполнения программы.

Если функция объявлена с ключевым словом inline (т.е. подставляемая), компилятор не создает функцию в памяти компьютера, а копирует ее строки непосредственно в код программы по месту вызова. Это равносильно вписыванию в программе соответствующих блоков вместо вызовов функций.

Обратите внимание, что использование подставляемых функций чревато и некоторыми издержками. Если функция вызывается 10 раз, то во время компиляции в программу будет вставлено 10 копий этой функции. За увеличение скорости выполнения программы нужно будет расплатиться размерами программного кода, в результате чего ожидаемого повышения эффективности программы может и не произойти.

Так какой же напрашивается вывод? Если в программе часто вызывается маленькая функция, состоящая из одной-двух строк, то это первый кандидат в подставляемые функции. Но если функция велика, то лучше воздержаться от ее многократного копирования в программе. Использование подставляемой функции демонстрируется в листинге 5.9.

Листинг 5.3. Использование подставляемых inline-функций

1: // Листинг 5.9. Подставляемые inline-функции

2:

3: <<include <iostгеагп.h>

4:

5: inline mt Double(int);

6:

7: int main()

8: {

9: int target;

10:

11:   cout << "Enter а number to work with:

12:   cin >> target;

13:   cout << "\n";

14:

15:   target = Double(target);

16:   cout << "Target: " << target << endl.

17:

18:   target = Double(target):

19:   coul << "Target: " << target << endl;

20:

21:

22:   target = Double(target):

23:   cout << "Target: " << target << endl;

24:   return 0;

25: }

26:

27: int Double(int target)

28: {

29:    return 2'target;

20: }

Результат:

Enter a number to work with: 20

Target: 40

Target: 80

Target: 160

Анализ: В строке 5 объявляется подставляемая функция Double(), принимающая параметр типа int и возвращающая значение типа int. Это объявление подобно любому другому прототипу за исключением того, что прямо перед типом возвращаемого значения стоит ключевое слово inline.

Результат компиляции этого прототипа равносилен замене в программе строки:

target = 2 * target;

вызовом функции Double():

target = Double(target);

К моменту выполнения программы копии функции уже расставлены по своим местам и программа готова к выполнению без частых переходов к функции и обратно.

Примечание:   Ключевое слово inline служит для компилятора рекомендацией пользователя скопировать код функции в программу по месту вызова. Компилятор волен проигнорировать ваши рекомендации и сохранить обычное обращение к функции.