Раннее и Позднее Связывания

Связывание — это процесс, который используется для конвертации идентификаторов (таких как имена переменных или функций) в адреса. Хотя связывание используется как для переменных, так и для функций, в этом уроке мы сосредоточимся только на функциях.Во время компиляции для кода (определения) функции выделяется память, и назначаются адреса для каждого оператора. Первый адрес в определении (теле функции) является адресом функции. При вызове someFunction, процессор будет переходить на адрес функции и начнёт выполнять тело функции. Самое важное здесь то, что адрес функции назначается во время компиляции, и именно этот адрес используется при вызове функции. Это и есть раннее или статичное связывание. Т.е. имя функции крепко привязано к адресу функции.

При компиляции программы, компилятор конвертирует каждый стейтмент программы в одну или несколько строк машинного кода. Каждой строке машинного кода присваивается собственный уникальный адрес. Так же и с функциями: когда компилятор встречает функцию, она конвертируется в машинный код и получает свой адрес.

Раннее связывание

Большинство вызовов функций, которые встречает компилятор, являются прямыми вызовами функций. Прямой вызов функции — это стейтмент, который напрямую вызывает функцию.

Прямые вызовы функций выполняются с помощью раннего связывания. Раннее связывание (или ещё «статическая привязка») означает, что компилятор (или линкер) может напрямую связать имя идентификатора (например, имя функции или переменной) с машинным адресом. Помните, что все функции имеют свой уникальный адрес. Поэтому, когда компилятор (или линкер) встречает вызов функции, он заменяет его инструкцией машинного кода, которая сообщает процессору перейти к адресу функции.

Позднее связывание

В некоторых программах невозможно знать наперёд, какая функция будет вызываться первой. В таком случае используется позднее связывание (или ещё «динамическая привязка»). В C++ для выполнения позднего связывания используются указатели на функции. Вкратце, указатель на функцию — это тип указателя, который указывает на функцию вместо переменной. Функция, на которую указывает указатель, может быть вызвана через указатель и оператор вызова функции.

Позднее связывание менее эффективное, так как присутствует «посредник» между процессором и функцией. С ранним связыванием процессор может перейти непосредственно к адресу функции. С поздним связыванием процессор должен прочитать адрес, хранящийся в указателе, а затем только перейти к этому адресу. Этот дополнительный шаг и замедляет весь процесс. Однако, преимущество позднего связывания заключается в том, что оно более гибкое, нежели раннее связывание, так как не нужно решать, какую функцию следует вызывать, до, собственно, запуска самой программы.