为什么函数有用 如何有效地使用函数

我们已经介绍了函数是什么以及它们的一些基本功能，现在让我们仔细看看为什么函数有用以及如何有效地使用函数。

为什么要使用函数？

新程序员常常会问：“我们不能把所有代码都放在main函数中吗？” 对于简单的程序，你绝对可以。然而，函数提供了许多好处，使它们在长度或复杂性不小的程序中非常有用。

• 组织——随着程序变得越来越复杂，让所有代码都位于 main() 函数中变得越来越复杂。 函数几乎就像一个小程序，我们可以与主程序分开编写，而无需在编写时考虑程序的其余部分。 这使我们能够将复杂的程序简化为更小、更易于管理的块，从而降低程序的整体复杂性。
• 可重用性——一旦编写了一个函数，就可以在程序中多次调用它。 这可以避免重复的代码（“不要重复自己”）并最大限度地减少复制/粘贴错误的可能性。 函数还可以与其他程序共享，从而减少每次必须从头编写（并重新测试）的代码量。
• 测试——因为函数减少了代码冗余，所以首先需要测试的代码就更少了。 另外，由于函数是独立的，一旦我们测试了函数以确保其工作正常，我们就不需要再次测试它，除非我们更改它。 这减少了我们必须一次测试的代码量，从而更容易发现错误（或从一开始就避免它们）。
• 可扩展性——当我们需要扩展程序以处理以前未处理的情况时，函数允许我们在一处进行更改，并在每次调用函数时使更改生效。
• 抽象——为了使用一个函数，你只需要知道它的名称、输入、输出以及它所在的位置。 您不需要知道它是如何工作的，或者它依赖于什么其他代码来使用它。 这减少了使用其他人的代码（包括标准库中的所有内容）所需的知识量。

如何有效地使用函数

新程序员遇到的最大挑战之一（除了学习语言之外）是理解何时以及如何有效地使用函数。 以下是编写函数的一些基本准则：

• 在程序中出现多次的语句组通常应制成一个函数。 例如，如果我们以相同的方式多次读取用户的输入，那么这就是一个很好的函数候选者。 如果我们在多个地方以相同的方式输出某些内容，那么这也是函数的一个很好的候选者。
• 具有明确定义的输入和输出集的代码是函数的良好候选者（特别是当它很复杂时）。 例如，如果我们有一个想要排序的项目列表，那么执行排序的代码将是一个很好的函数，即使它只执行一次。 输入是未排序的列表，输出是排序的列表。 另一个好的预期功能是模拟 6 面骰子滚动的代码。 您当前的程序可能只在一个地方使用它，但是如果您将它变成一个函数，那么当您以后扩展您的程序或在未来的程序中时，它就可以被重用。
• 一个函数通常应该执行一项（且仅一项）任务。
• 当一个函数变得太长、太复杂或难以理解时，可以将其拆分为多个子函数。 这称为重构。

通常，在学习 C++ 时，您会编写很多涉及 3 个子任务的程序：

1. 读取用户的输入
2. 根据输入计算值
3. 打印计算值

对于简单的程序（例如少于 20 行代码），其中部分或全部可以在函数main中完成。然而，对于较长的程序（或只是为了练习），这些中的每一个单独功能都可以编写一个函数。

新程序员经常将计算值和打印计算值结合到一个函数中。然而，这违反了函数的“单一任务”经验法则。计算值的函数应该将值返回给调用者，并让调用者决定如何处理计算出的值（例如调用另一个函数来打印该值）。