Подставляемые функции

Текст лекции.

Лекция 2. Подставляемые (встраиваемые) функции. Перегрузка функций

Упражнения

1. Наберите коды программ из Примеров 1-2. Выполните компиляцию и запуск программ.

2. Найдите сумму первых трех цифр дробной части вещественного числа. Например, для числа 23,16809 она равна 15.

3. Составьте программу вычисления стоимости поездки на автомобиле на дачу (туда и обратно). Исходными данными являются: расстояние до дачи (в километрах); количество бензина, которое потребляет автомобиль на 100 км пробега; цена одного литра бензина. Ниже представлен рекомендуемый вид диалога во время работы программы. Данные, вводимые пользователем, выделены жирным шрифтом.

Вычисление стоимости поездки на дачу.

Расстояние до дачи (км) – 67

Расход бензина (л на 100 км) – 8.5

Цена литра бензина (руб.) – 23.7

Поездка на дачу обойдется в 269 руб. 94 коп.

4. Составьте линейную программу, печатающую значение 1, если указанное высказывание является истинным, и 0 – в противном случае. Величина d является корнем только одного из уравнений ах² + bх + с = 0 и тх + п = 0 относительно х.

5. Составьте программу, которая преобразует введенное с клавиатуры дробное число в денежный формат. Например, число 12,348 должно быть преобразовано к виду 12 руб. 35 коп. Ниже представлен рекомендуемый вид диалога во время работы программы. Данные, вводимые пользователем, выделены жирным шрифтом.

Преобразование числа в денежный формат.

Введите дробное число – 23,6

23.6 руб. – это 23 руб. 60 коп.

Литература

1. Керниган, Б. Язык программирования Си / Б. Керниган, Д. Ритчи. – М.: Вильямс, 2007. – 304 с.

2. Подбельский, В.В. Практикум по программированию на языке Си: учеб. пособие / В.В. Подбельский. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 576 с.

3. Подбельский, В.В. Программирование на языке Си: учеб. пособие / В.В. Подбельский, С.С. Фомин. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 600 с.

4. Подбельский, В.В. Язык Си++: учеб. пособие / В.В. Подбельский. – М.: Финансы и статистика, 2005. – 560 с.

5. Романов, Е.Л. Практикум по программированию на языке С++: учеб. пособие / Е.Л. Романов. – СПб: БХВ-Петербург, 2004. – 432 с.

6. С/С++. Структурное программирование: практикум / Т.А. Павловская, Ю.А. Щупак. – СПб: Питер, 2004. – 239 с.

Краткая аннотация лекции.

В лекции рассматриваются понятия, объявление и использование в программах подставляемых и перегруженных функций в С++, механизмы выполнения подстановки и перегрузки функций, рекомендации по повышению эффективности программ за счет перегрузки или подстановки функций.

Цель лекции: изучить подставляемые (встраиваемые) функции и перегрузки функций, научиться разрабатывать программы с использованием перегрузки функций на языке C++.

Вызов функции, передача в нее значений, возврат значения – эти операции занимают довольно много процессорного времени. Обычно при определении функции компилятор резервирует в памяти только один блок ячеек для сохранения ее операторов. После вызова функции управление программой передается этим операторам, а по возвращении из функции выполнение программы возобновляется со строки, следующей после вызова функции.

При неоднократных вызовах каждый раз программа будет отрабатывать один и тот же набор команд, не создавая копий для каждого вызова в отдельности.

Каждый переход к области памяти, содержащей операторы функции, замедляет выполнение программы. Если функция занимает небольшой объем, то можно получить выигрыш во времени при многократных вызовах, дав компилятору команду встроить код функции непосредственно в программу по месту вызова. Такие функции называется подставляемыми. В этом случае, говоря об эффективности, прежде всего, подразумевается скорость выполнения программы.

Подставляемые или встраиваемые (inline) функции – это функции, код которых вставляется компилятором непосредственно на место вызова, вместо передачи управления единственному экземпляру функции.

Если функция является подставляемой, компилятор не создает данную функцию в памяти, а копирует ее строки непосредственно в код программы по месту вызова. Это равносильно вписыванию в программе соответствующих блоков вместо вызовов функций. Таким образом, спецификатор inline определяет для функции так называемое внутреннее связывание, которое заключается в том, что компилятор вместо вызова функции подставляет команды ее кода. Подставляемые функции используют, если тело функции состоит из нескольких операторов.

Этот подход позволяет увеличить скорость выполнения программы, так как из программы исключаются команды микропроцессора, требующиеся для передачи аргументов и вызова функции.

Например:

/*функция возвращает расстояние от точки с координатами(x1,y1) до точки с координатами (x2,y2)*/

inline float Line(float x1,float y1,float x2, float y2) {

return sqrt(pow(x1-x2,2)+pow(y1-y2,2));

}

Однако следует обратить внимание, что использование подставляемых функций не всегда приводит к положительному эффекту. Если такая функция вызывается в программном коде несколько раз, то во время компиляции в программу будет вставлено столько же копий этой функции, сколько ее вызовов. Произойдет значительное увеличение размера программного кода, в результате чего ожидаемого повышения эффективности выполнения программы по времени может и не произойти.

Пример 1.

#include "stdafx.h"

#include <iostream>

using namespace std;

inline int Cube(int x);

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){

int x=2;

float y=3;

double z=4;

cout<<Cube(x)<<endl;

cout<<Cube(y)<<endl;

cout<<Cube(z)<<endl;

system("pause");

return 0;

}

inline int Cube(int x) {

return x*x*x;

}

Перечислим причины, по которым функция со спецификатором inline будет трактоваться как обычная не подставляемая функция:

· подставляемая функция является рекурсивной;

· функции, у которых вызов размещается до ее определения;

· функции, которые вызываются более одного раза в выражении;

· функции, содержащие циклы, переключатели и операторы переходов;

· функции, которые имеют слишком большой размер, чтобы сделать подстановку.

Ограничения на выполнение подстановки в основном зависят от реализации. Если же для функции со спецификатором inline компилятор не может выполнить подстановку из-за контекста, в который помещено обращение к ней, то функция считается статической и выдается предупреждающее сообщение.

Еще одной из особенностей подставляемых функций является невозможность их изменения без перекомпиляции всех частей программы, в которых эти функции вызываются.

Дата добавления: 2014-01-07