《交互式程序设计第2版》一2.5 函数

2.5 函数

函数是什么？
我们会把代码分组，每个组里有一行或多行代码，而函数则是这些代码组的名字。函数与变量很相似，函数也有类型和名字，只不过它不只是存放信息，还会处理信息。这跟基础代数的概念很接近，变量可以用一个字母x表示，而函数则是一个指令，向指令输入一些内容，期待它返还一个结果。如果用简单的文字描述一个函数，大概会像这样：“收到一笔钱，把收到的金额加在原来的金额上，最后把总金额告诉我。”
这件事可以分解成三部分：

收到一笔钱
累加金额
报告总金额

以上三部分可以这样来考虑：函数收到什么，做了什么，返回什么。函数是程序中的指定行为，接收和处理特定类型的数据，完成后返回结果。

2.5.1 定义函数

我们就把上文提到的收钱的例子用代码实现一下。定义一个变量放你所有的钱：

int myBank = 0;

创建一个用来收钱的函数，把钱放到myBank里，返回钱的总数：

int moneyReceived(int money){
    myBank += money;
    return myBank;
}

现在你已经创建了一个名叫moneyReceived()的函数。伪代码和文字描述都有助于我们理解函数。“取得一个整数，加到银行里的现有金额中，报告总金额。”从图2-6可以看到函数做了些什么。

图2-6：函数的声明
注意，return语句所返回的内容要和标在函数名前面的数据类型一致，这里函数返回的myBank就是一个整型变量。

2.5.2 向函数传递参数

函数定义好之后，就可以开始调用了。要调用函数，需要向它传递类型匹配的参数。在函数moneyReceived()的例子里，函数指定输入一个整型参数。下面的语句都是正确的：

moneyReceived(4);

或

int priceOfDinner = 17;
moneyReceived(priceOfDinner);

但是这样就不对了：

float f = 1.32;
moneyReceived(f);

错误在于传递给函数的参数类型不对，所以要看清楚函数的声明，包括返回值的类型、名字和参数。
return语句指出这个方法函数返回的值的类型，就跟数据类型指定了变量可以存放什么数据的道理一样。不返回任何值的函数会被声明为void类型，其他情况下函数返回值的类型需要明确声明。例如，创建一个返回一个字符的函数，可以这样写：

char myFunction()

函数肯定是这样一种格式：类型、函数名、括号以及被传入的参数，如下所示。

int multiplyByTwo(int value){
    return value * 2;
}

这个函数接收了一个整型值，把这个值和2相乘，返回相乘的结果。我们可以用带有返回值的函数去设置变量的值：

int x = 5;
int twoTimesX = multiplyByTwo(x); // twoTimesX 等于10

而下面这个例子则是调用了一个返回字符的函数，返回的结果取决于输入的参数：

char convertIntToChar(int i){
    char ch = char(i);
    return ch;
}

新变量的值可由函数的返回值设置：

string addExclamationPoints(string s) {
    return s+"!!!";
}

string myStr = addExclamationPoints("hello"); // myStr被设置为'hello!!!'

由此可见函数类型是多么重要。任何属于整型的东西都可以为整型变量赋值。

int squareOfEight = square(8);

其中square()定义如下：

int square(int val) {
    return val*val;
}

square()返回一个整型值，你可以用它来设置一个整型变量。如果它返回的是浮点型或是其他类型的结果，那就不可以用来设置整型变量了。再强调一次，函数返回值的类型很重要。

2.5.3 有关写函数的一些建议

给函数起个好名字，名字最好能指明函数的功能。上面例子里的square就是个好名字，指明了这个函数是用来做平方运算的。一般情况下，把函数命名为动词大有好处，因为这能从一开始就让你去考虑这个函数的功能，而此后回过头再次看这个函数的时候，函数名也能提醒你这个函数是做什么用的。
函数规模要适中。如果一个函数包含了两三百行的代码，那么我劝你还是把它分解为几个小函数。这样便于你把不同部分的代码用在别的地方，也便于定位问题。把一个大函数分解为几个小函数之后，原来两三百行代码的问题就可以精确定位为某几行代码的问题，从而能节省不少时间。
当你又要解决以前遇到过并解决好的问题时，就把以前使用过的代码包装成一个函数吧。例如你要经常调整图片尺寸，并把调好的图片存放到线上某个目录下，你就可以写一个函数来完成这些重复的操作：
resizeAndSave(int picHeight, int picWidth, String urlToSave)
这样看起来简洁、省事又方便调试。代码越短小，越容易查找内容和定位问题。

2.5.4 重载函数

函数声明之所以重要是因为两个原因。第一，函数声明告诉你向函数传递什么参数，函数对数据作一些什么处理，以及返回什么结果。第二，在编译器看来，函数声明以及它所接收的参数是独一无二的。就算两个函数拥有相同的名字，但如果其中一个接收的参数是2个字符串，而另一个接收3个字符串，则它们仍然是两个不同的函数。一系列名字相同但参数不同的函数，可以让你把同一个功能用在不同的场景。这种做法叫“重载”，同名函数拥有不同的参数。
我们拿动词“draw”（画）来打个比方。显然“drawing a picture”（画一幅画）和“drawing a card”（画一张卡片）是不一样的。编译器也是这样看函数的。我们大可放心地定义同名的函数，编译器能够根据传递参数的不同分辨出它们。例如我们可以让检测视频大小的函数接收整型或浮点型参数，编译器会把它看成两个独立的函数，一个接收整型参数，另一个接收浮点型参数，就算它们都是同一个名字。调用这个函数的时候，如果传入的参数是浮点型的，那么就是调用浮点型参数对应的那一个函数。
这里是Processing里重载函数的一个例子：

char multiplyByTwo(char value){ 

    return char(int(value) * 2);
} 

String multiplyByTwo(String value) {
    return value+value;
} 

int multiplyByTwo(int value){ 

    return value * 2;
} 

int[] multiplyByTwo(int value[]){
    for(int i = 0; i<value.length; i++) {
        value[i] *= 2;
    }
    return value;
}

这个函数接收整型、字符串、字符以及整型数组。哪个版本的函数被调用，取决于传入的参数的类型。

Processing里的可以这样做：
println(multiplyByTwo('z'));    // 打印出
println(multiplyByTwo(5));     // 打印出10
println(multiplyByTwo("string"));    // 打印出stringstring
int[] foo = {1, 2, 3, 4};
println(multiplyByTwo(foo));    //打印出2, 4, 6, 8

警告：重载函数是非常强大的工具，一种方法只需要经过轻微的改动（通过接收不同类型的参数）就能用在不同的场合。不过要注意，指定不同类型的参数，函数重载有效，例如：

int function(int i) {
}
int function(float f) {
}
int function(char c) {
}

而指定了不同类型的返回值，函数重载却未必总能凑效：

int function(int i) {
}
float function(float f) {
}
char function(char c) {
}