2-6 函数为何有用，以及如何有效使用它们

既然我们已经介绍了函数是什么以及它们的一些基本功能，现在让我们更深入地探讨它们为何如此有用。

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为何要使用函数？

新手程序员常问：“难道不能把所有代码都放在main函数里吗？”对于简单程序，这当然可行。但函数能带来诸多优势，使其在非简单长度或复杂度的程序中极具价值。

• 组织性——随着程序复杂度提升，将所有代码塞进main()函数会变得越来越棘手。函数如同独立于主程序的小型程序，编写时无需顾虑程序其他部分。这让我们能将复杂程序拆解为更小、更易管理的模块，从而降低整体复杂度。

• 可复用性——函数编写完成后可在程序中多次调用，既避免了代码重复（遵循“不要重复自己”原则），又最大限度降低了复制粘贴错误的概率。函数还能共享至其他程序，减少每次从零编写（及重新测试）的代码量。

• 测试——函数减少了代码冗余，从根本上降低了测试工作量。由于函数具有自包含特性，一旦通过测试验证其功能正常，除非修改函数本身，否则无需重复测试。这减少了每次需要测试的代码量，使发现错误（或从源头避免错误）变得更容易。

• 可扩展性——当需要扩展程序处理新场景时，函数允许我们在单一位置进行修改，该变更将自动应用于每次函数调用。

• 抽象性——调用函数时，只需知晓其名称、输入参数、输出结果及所在位置。无需理解其工作原理或依赖关系。这降低了使用他人代码（包括标准库中所有内容）所需的知识门槛。

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有效使用函数

新手程序员面临的最大挑战之一（除学习语言本身外）是理解何时以及如何有效使用函数。以下是编写函数的几条基本准则：

• 程序中重复出现的语句组通常应封装为函数。例如，若需多次以相同方式读取用户输入，这便是函数的绝佳应用场景。若在多处以相同方式输出内容，同样适合封装为函数。
• 具有明确输入输出关系的代码（尤其复杂逻辑）是函数的理想载体。例如对待排序的元素列表，排序代码即使仅执行一次也值得封装为函数。输入是未排序的列表，输出是排序后的列表。另一个理想的函数候选是模拟六面骰子掷出的代码。当前程序可能仅在单处使用它，但若将其封装为函数，后续扩展程序或新项目中便可复用。
• 函数通常应只执行一项（且仅一项）任务。
• 当函数变得过长、过于复杂或难以理解时，可将其拆分为多个子函数。这称为重构refactoring。我们在第3.10课---在问题显现前发现隐患 中将深入探讨重构。

学习C++时，你常会编写包含三个子任务的程序：

1. 从用户读取输入
2. 根据输入计算值
3. 输出计算结果

对于简单程序（例如少于20行代码），这些任务可全部或部分放在main函数中实现。但对于较长程序（或单纯为练习），每个子任务都适合拆分为独立函数。

新手程序员常将计算值与输出结果合并到单个函数中，这违反了函数的“单一职责”原则。计算值的函数应将结果返回给调用方，由调用方决定后续处理（如调用其他函数输出结果）。