Чем отличается процедура от функции - особенности и описание

Функции и процедуры - два фундаментальных понятия программирования. Давайте разберемся в их особенностях и отличиях.

Основные определения

Функция - это именованный фрагмент кода, который принимает входные данные, выполняет последовательность действий и возвращает результат.

Процедура - тоже именованный блок кода, который принимает данные и выполняет действия, но не возвращает результат.

И функции, и процедуры используются для структурирования программы и повторного использования кода. Но функция всегда возвращает значение, в то время как процедура просто выполняет действия.

Структурное сходство и различие

Структурно функции и процедуры описываются и вызываются похожим образом:

• Объявляются ключевым словом функция/процедура
• Имеют имя
• Могут принимать входные параметры в скобках
• Содержат последовательность операторов в теле
• Вызываются по имени и передачей параметров

Но в функции обязательно должна быть инструкция return, возвращающая значение. А в процедуре ее нет.

Передача параметров

Параметры в функции и процедуре могут передаваться:

1. По значению - создается локальная копия
2. По ссылке - можно изменить исходные данные

По умолчанию используется передача по ссылке. Чтобы явно указать передачу по значению, используют ключевое слово val, const и т.п. в зависимости от языка программирования.

Отличия в синтаксисе ЯП

В разных языках программирования есть некоторые отличия в синтаксисе описания и вызова функций и процедур.

Pascal

В Паскале функции и процедуры строго отделены:

• Функция обязана возвращать значение
• Процедура не может возвращать значение

Например:

 function MyFunction(x: integer): integer; begin MyFunction := x * 2; end; procedure MyProcedure(x: integer); begin // код процедуры end; 

C/C++

В С/С++ функция и процедура фактически единое понятие - подпрограмма. Отличие только в типе возвращаемого значения:

• Для функции это любой тип кроме void
• Для процедуры - void

 int MyFunction(int x) { return x * 2; } void MyProcedure(int x) { // код процедуры } 

Таким образом, чем отличается процедура от функции в программировании определяется лишь наличием или отсутствием возвращаемого значения.

Правила описания и вызова

При описании и вызове функций и процедур существует ряд соглашений и рекомендаций.

Именование

Рекомендуется давать функциям и процедурам осмысленные имена, отражающие их назначение. Например:

• CalculateTotalPrice - посчитать стоимость
• PrintReport - распечатать отчет
• ValidateInput - проверить входные данные

Передача параметров

Лучше избегать глобальных переменных и явно указывать все необходимые данные в параметрах функции/процедуры.

Это упрощает повторное использование и тестирование кода.

Обработка ошибок

Нужно предусмотреть возможные ошибки и исключения, особенно при работе с внешними данными или API. Можно явно возвращать код ошибки или выбрасывать исключение.

Функции и процедуры в 1С

Рассмотрим реализацию функций и процедур на платформе 1С:Предприятие 8.

Здесь также присутствует четкое разделение:

• Функция всегда возвращает значение с помощью оператора Возврат
• Процедура просто выполняет последовательность действий без возврата значения

Таким образом, чем отличается процедура функции 1с - это возможностью вернуть результат вычислений или обработки.

 Функция ПолучитьДанные(Параметр) Экспорт Перем Результат; // логика функции Возврат Результат; КонецФункции Процедура ОбработатьДанные(Параметр) Экспорт // логика процедуры КонецПроцедуры 

Оптимизация функций и процедур

Чем нужно руководствоваться при оптимизации функций и процедур?

В первую очередь, важно понимать их назначение и избегать ненужной функциональности. Например, если процедура только выводит данные, лучше сделать ее функцией.

Размер и сложность

Функции и процедуры должны быть небольшими, атомарными и выполнять строго определенную задачу.

Следует избегать больших «монолитных» процедур.

Параметры

Не стоит использовать глобальные данные. Лучше явно указать все необходимые параметры.

Это повышает повторное использование кода.

Чем отличается тестирование функций и процедур

Поскольку функция возвращает результат, ее проще протестировать:

1. Передали входные данные
2. Получили выходное значение
3. Сравнили с ожидаемым

Для тестирования процедуры приходится делать более сложные проверки побочных эффектов.

Поэтому чем отличается процедура функции, так это в первую очередь проверяемостью кода и возможностью отладки.

Рекомендации по использованию функций

Когда лучше применять функции, а когда процедуры? Давайте рассмотрим некоторые рекомендации.

Используйте функции для:

• Вычислений и возврата результатов
• Встраивания в выражения
• Рекурсивных вызовов
• Быстрой обработки данных

Функции удобно применять повторно в разных частях программы благодаря возвращаемому значению.

Используйте процедуры для:

• Группировки последовательности действий
• Обработки исключений
• Взаимодействия с внешними ресурсами
• Выполнения побочных эффектов

Процедуры полезны, когда требуется только запустить обработку или последовательность шагов.

Стилистические рекомендации

Для обеспечения читаемости кода полезно придерживаться стилистических рекомендаций при написании функций и процедур:

• Осмысленные имена
• Соглашения об именовании
• Форматирование кода
• Комментарии к сложным алгоритмам

Это позволит другим разработчикам быстрее разобраться в вашем коде.

Дальнейшее развитие концепций

Современные языки программирования развивают понятия функций и процедур в разных направлениях:

• Расширение области видимости
• Добавление асинхронности
• Поддержка параллельных вызовов
• Функции высшего порядка и замыкания

Параллельные и асинхронные вызовы

Современные языки программирования позволяют организовывать параллельные и асинхронные вызовы функций и процедур.

Это дает преимущества:

• Ускорение выполнения за счет многопоточности
• Асинхронная работа с внешними системами
• Эффективное использование многоядерных процессоров

Потокобезопасность

При этом нужно обеспечивать потокобезопасность - корректную работу функционала при параллельном доступе.

Для этого используются различные синхронизирующие конструкции языков программирования.

Функции высшего порядка

Современные языки поддерживают функции высшего порядка - функции, которые принимают на вход или возвращают другие функции.

Это дает дополнительную гибкость при разработке:

• Передача поведения в параметрах
• Создание нового функционала путем комбинирования функций
• Управление порядком выполнения вычислений

Замыкания

Замыкания позволяют создавать функции, захватывающие и использующие внешние переменные.

Это дает гибкость и удобство при разработке:

• Доступ к внешним данным без глобальных переменных
• Изоляция и инкапсуляция функциональности
• Частичное применение функций

Реактивное программирование

Еще один современный подход в разработке ПО - это реактивное программирование. Оно подразумевает использование асинхронных потоков данных и событийных моделей.

Как это влияет на функции и процедуры?

• Они становятся частью потока данных
• Вызываются по наступлению событий
• Работают с асунс/await вместо блокировки потока

Это повышает отказоустойчивость и масштабируемость приложений.

Неизменяемость данных

В реактивных приложениях применяется принцип неизменяемости состояния - иммутабельности данных.

Значения передаются в функции/процедуры только для чтения. Это упрощает отладку и параллельную работу.

Микросервисная архитектура

При использовании микросервисов каждый сервис реализует узкий набор функций и процедур.

Это дает гибкость и независимую масштабируемость отдельных компонентов системы.

Интеграционное тестирование

Однако в микросервисах сложнее протестировать интеграцию функциональности между сервисами. Это важный момент в разработке.

Серверлесная архитектура

Еще один современный тренд в разработке ПО - это серверлесная или бессерверная архитектура (serverless).

Здесь бизнес-логика реализуется через отдельные функции без необходимости запуска полноценных серверов и приложений.

Это влияет на подходы к разработке функций:

• Функции становятся единицами развертывания и масштабирования
• Время жизни - от запуска до завершения вызова
• Автоматическое масштабирование нагрузки

Бесконтекстность и идемпотентность

Функции в серверлесной архитектуре должны быть бесконтекстными и идемпотентными, т.е. работать корректно вне зависимости от состояния системы и количества запусков.

Квантовые вычисления

Перспективным направлением являются также квантовые вычисления на основе кубитов вместо бит.

Это фундаментально меняет подход к обработке информации и требует переосмысления структур данных и алгоритмов, в том числе реализуемых функциями и процедурами в программах.

Квантовое программирование

Для квантовых вычислений требуется переход к квантовому программированию, оперирующему сверхпозициями и запутанными состояниями.

Здесь функции и изменяемые процедуры также должны работать иначе с учетом квантовой неопределенности.