8.3 程式設計的圖書館：函式庫

學程式到一個階段，尤其開始接觸各種不同應用時一定會碰到一個叫函式庫的東西，究竟函式庫是什麼？以下為你簡單介紹其定義、種類以及他對程式設計的意義何在。

什麼是函式庫?

為什麼說函式庫是程式設計的圖書館，有兩個原因。第一個原因很直接就是來自它的英文名稱 library，但在程式設計的相關領域或者的原文技術文件上看到 library 可別以為是在說現實裡的書香世界，它指的就是就是「函式庫」；第二個原因則是來自函式庫的基本定義與特性，它是一個許多程式碼集結而成的程式碼集合體，負責幫助程式設計實現各種不同的功能，某種程度上也像是藏書豐富的圖書館供人使用各種資料。

函式庫的種類

依協助運行程式的方式區分為：

靜態函式庫：或稱靜態連結函式庫（statically-linked library），即使在不同環境下無需函式庫也可以執行檔案，因為已經直接將函式庫內容複製到執行檔中，但是載入多個函式庫時執行檔會很大，而且需要更新程式時要整個重新編譯再重新連結，會大量消耗記憶體與系統資源。 動態函式庫：在Windows系統上稱為動態連結函式庫（dynamic-link library，DLL），在UNIX或Linux系統上則是稱作共享函式庫 （shared library）。函式庫檔獨立於執行檔，在執行程式時才被作業系統載入使用，可以節省記憶體資源、提升開發效率；但若遇新的函式庫或模組與主程式版本不相容，可能會使原本正常使用的程式也無法運作，也就是所謂的DLL地獄。

兩者各有優缺，依不同需求而使用，並沒有優劣之分。

依輔助程式語言相關使用區分為：

標準函式庫：像是「程式語言基本補充包」，通常與程式語言一起合稱為「ＯＯＯ標準函式庫」 例如：Ｃ標準函式庫、Ｃ++標準函式庫等。 第三方函式庫（third-party library）：像是「程式語言進階擴充包」，含許多可以實現其他延伸功能的外部函式的庫。 例如：jQuery是JavaScript非常受歡迎的第三方函式庫，設計理念為”write less, do more”，其簡潔的選擇器語法大幅簡化了HTML與JS之間的操作，活躍於網頁開發上。以下為簡單的範例：

<div class=”demo”>A<div>
<div class=”demo”>B<div>
<div class=”demo”>C<div>

$(".demo").hide()

如果要把螢幕上出現的A、B、C 三個字都隱藏起來

以JavaScript來寫，除了使用document.getElementsByClassName語法，還可能要利用迴圈才能使全部的項目都同時隱藏，撰寫上比較麻煩又容易出錯。而利用jQuery寫出來就只需要一行，意義為：在文件內選取所有名為demo的class元素，後面的.hide則是選取後進行的動作「隱藏」。

JS與jQuery語法的差異範例：

getElementById("id名稱") → $(“#id名稱”)
getElementsByClassName("class名稱") → $(“.class名稱”)

其他程式語言如Python，除了具備原本功能就相當完備的標準函式庫，還有非常豐富的第三方函式庫支援，因此應用範圍相當廣泛，包含資料庫管理、數據分析、 網頁開發等，這也是Python語言近年如此受歡迎的原因之一。

小結

善用函式庫對於進階的程式學習與專案開發都是非常重要的。有了函式庫，可以大大減少撰寫複雜或者重複程式碼的時間，提升整體的開發效率，除了可以適時避免「重造輪子」（註）的情形，也頗有「前人種樹，後人乘涼」這種承先啟後的意義。

註：重造輪子（reinventing the wheel）

是指重新創造一個已經有或者已最佳化的基本方法。是軟體開發或者其他工程領域的特別用語。

發明輪子後，若使用上沒什麼問題，後人直接使用即可，重新創造一次輪子會造成時間與資源的浪費。
   
不過有時在學習階段、迴避軟體授權問題或者要解決某些技術上的限制，還是會需要適當的重造輪子
因此這裡說的是「適時」避免而不是「完全」避免。