9.功能 · 我愛 Ruby

## 9.功能當你多次使用同一段代碼時，可以將它們分組為一個函數，你可以在程序中的任何位置調用該分組代碼以執行特定任務。讓我們以一個現實世界為例，你去旅館，侍者走近，你點了一份炸魚，就明白了。訂購后，你不會受到任何影響。一旦訂購了魚苗，就會發生很多程序。服務員記下你的訂單，他去廚房，將訂單交給廚師，廚師告訴他要煮熟的菜肴會花費很多時間。服務員想著如何避免讓你感到無聊，他來到你的餐桌旁，為你推薦開胃菜和/或開胃菜，為你提供可以在吃菜前喝得很好的飲料，他匯集了廚房以查看菜是否準備好了。如果菜已經準備好并且你已經完成了開胃菜，那么他將為你服務。如果你還沒吃完開胃菜，他會告訴廚房讓菜保溫，然后等你煮完。一旦他把盤子拿到你的桌子上，他就放下裝有盤子和餐具的盤子。你要做的只是訂購炸魚，而完全忽略了后臺正在運行的功能。你向服務員下了訂單（輸入），然后拿到了盤子（輸出）。根據服務員的訓練，服務員會預先計劃或訓練做什么和不做什么。讓我們開始使用 Ruby 中的函數。我們將看一個程序，其中將編寫一個名為`print_line`的函數，該函數將打印一行。在文本編輯器中鍵入以下程序并運行它。 ```rb # function.rb def print_line puts '_'*20 end print_line puts "This program prints lines" print_line ``` 輸出量 ```rb ____________________ This program prints lines ____________________ ``` 讓我們分析程序。考慮以下代碼： ```rb def print_line puts '_'*20 end ``` `def`告訴你正在定義一個功能。函數必須具有名稱，該名稱緊隨`def`關鍵字之后。在這種情況下，函數的名稱為`print_line`。你可以在其中編寫所需的代碼。在這種情況下，我們將創建一個包含 20 個下劃線字符的行。因此，我們創建了一個函數，并向其中添加了代碼。現在我們需要做的就是從程序中調用該函數。只需在程序中鍵入函數名稱即可，如下所示 ```rb print_line puts "This program prints lines" print_line ``` 從輸出中可以看到，在字符串`“This program prints lines”`的上方和下方都打印了由 20 個下劃線字符組成的行。 ### 9.1。參數傳遞讓我們對本節中的功能進行更多控制。有時你不去酒店訂購一頓菜，你可以訂購多少或更少。如果你和朋友一起去，可以訂購更多份量；如果你一個人，則訂購的份量會更少。為什么用`print_line`功能不能做同樣的事情？為什么我們不能更改其長度，這樣做將是一件很了不起的事情，我們可以根據自己的選擇打印長度的行。看下面的代碼，我們在函數名稱后鍵入了一個名為`length`的東西，它稱為參數。像函數一樣，參數也有一個名稱，在這種情況下，我們將其命名為`length`。我們可以將任何值傳遞給它以改變打印行的`length`。輸入以下代碼并執行 ```rb # function_1.rb def print_line length puts '_'*length end 10.step(50,10) do |x| print_line x end 40.step(10,-10) do |x| print_line x end ``` 你將獲得如下所示的設計模式 ```rb __________ ____________________ ______________________________ ________________________________________ __________________________________________________ ________________________________________ ______________________________ ____________________ __________ ``` 看下面的代碼 ```rb 10.step(50,10) do |x| print_line x end 40.step(10,-10) do |x| print_line x end ``` 我們已經使用`step`循環將捕獲的值遞增或遞減到循環內的`x`變量中，通過將`x`傳遞給`print_line`函數，方法是將其放置在調用后，如上突出顯示。因此，每次打印一條不同長度的線（由`x`決定）。以某種方式構造程序，以便生成模式。 ### 9.2。默認參數在 [function_1.rb](code/function_1.rb) 中，你了解了如何將參數傳遞給函數。如果假設你無法通過辯論，該怎么辦？如果這樣做，將會產生一個錯誤，一個好的程序員將不會希望發生這種錯誤。為了防止這種情況并使編程變得容易一些，最好為函數提供默認參數。注意下面在 [function_default_argument.rb](code/function_default_argument.rb) 中給出的代碼 ```rb # function_default_argument.rb def print_line length = 20 puts '_'*length end print_line print_line 40 ``` 執行程序并觀察結果 ```rb ____________________ ________________________________________ ``` 你可以在程序中通過輸入`length = 20`來查看函數`print_line`，這表明如果未傳遞任何參數，則該函數必須假定`length`的值為 20。如果通過，則此值將被你傳遞的任何值所覆蓋。正如你在第一個函數調用中看到的那樣，我們僅通過函數名稱`print_line`來調用函數，我們無需理會將長度值傳遞給它，但是我們看到在輸出中打印出一行長度為 20 個單位的行。 ### 9.3。將數組傳遞給函數通常，當你將變量傳遞給函數時，會創建該變量的副本。而且，如果你對變量進行了更改，則該函數外部的變量不會受到影響。因此，讓我們看看將數組傳遞給函數時會發生什么。在下面的程序中鍵入并運行它。 ```rb # array_passed_to_function.rb def array_changer array array << 6 end some_array = [1, 2, 3, 4, 5] p some_array array_changer some_array p some_array ``` Output ```rb [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5, 6] ``` 如果你是編程新手，這可能并不奇怪，但是當將變量傳遞給函數時，其值不應更改。但是在數組的情況下，在函數`array_changer`中，我們向其中添加了一個元素，并且它會更改。好吧，這是數組傳遞給函數的特殊行為。為避免這種情況，請嘗試以下程序 ```rb # array_copy.rb def array_changer array array << 6 end some_array = [1, 2, 3, 4, 5] p some_array array_changer Marshal.load(Marshal.dump(some_array)) p some_array ``` Output ```rb [1, 2, 3, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] ``` 在這里，數組沒有改變，請看`array_changer Marshal.load(Marshal.dump(some_array))`行，這段代碼將`some_array`復制到 function 參數，以便即使在函數內部對其進行了更改，也不會在函數外部進行更改。 ////在這里寫函數式編程 ### 9.4。返回值到目前為止，我們已經看到函數接受了參數，現在我們看到函數可以返回可用于某些目的的值。現在讓我們來看程序 [function_return.rb](/code/function_return.rb) ，研究代碼，鍵入并執行它。 ```rb #! /usr/bin/ruby # function_return.rb def addition x, y sum = x+y return sum end a, b = 3, 5 puts addition a,b ``` Output ```rb 8 ``` 執行后得到的輸出為 8。請注意上述程序中名為 addition 的方法。它接受兩個參數`x`和`y`，在該方法內部，我們聲明一個名為`sum`的變量，該變量分配給`x`與`y`的加法。下一個語句是此處的主人公，請參見我們使用了關鍵字`return`，這將返回該函數的值。在上面的程序中，我們返回`sum`，因此當我們得到答案時。不是我們必須使用`return`語句返回值。默認情況下，返回在 Ruby 函數中執行的最后一條語句。考慮下面顯示的程序 [function_last_gets_returned.rb](code/function_last_gets_returned.rb) 。在其中，我們有一個名為`square_it`的方法，該方法接受一個名為`x`的單個參數。它只有一個語句`x**2`，恰好也是最后一個語句。 ```rb #!/usr/bin/ruby # function_last_gets_returned.rb def square_it x x**2 end puts square_it 5 ``` 輸入程序并執行。 ```rb 25 ``` 如你所見，我們調用了`square_it 5`，結果為 25。這可能是因為在 Ruby 中，默認情況下返回上一次執行的語句的結果。 ### 9.5。關鍵字參數要了解關鍵字參數，請在下面鍵入程序并執行： ```rb # keyword_argument.rb def say_hello name: "Martin", age: 33 puts "Hello #{name} your age is #{age}" end say_hello name: "Joseph", age: 7 say_hello age: 21, name: "Vignesh" say_hello ``` Output ```rb Hello Joseph your age is 7 Hello Vignesh your age is 21 Hello Martin your age is 33 ``` 因此，要查看此功能的工作原理，請分析代碼。查看 say_hello 的函數定義，如下所示 ```rb def say_hello name: "Martin", age: 33 puts "Hello #{name} your age is #{age}" end ``` 查看突出顯示的部分`def say_hello name: "Martin", age: 33`。在這里，我們不將參數指定為`def say_hello name= "Martin", age= 33`，而是使用特殊的`name: “Martin”`，我們取出了等號并替換為冒號。那有什么用呢？現在看一下函數調用的部分 ```rb say_hello name: "Joseph", age: 7 say_hello age: 21, name: "Vignesh" say_hello ``` 第一行是`say_hello name: "Joseph", age: 7`，此處第一個參數是`name`，第二個參數是`age`。但是看看代碼`say_hello age: 21, name: "Vignesh"`，這里的第一個參數是`age`，第二個參數是`name`。但是由于參數是由關鍵字提示的，因此它的位置無關緊要，并且該方法將按預期輸出字符串。第三行`say_hello`只是顯示如果缺少參數會發生什么，因為我們已經指定了默認值，所以它采用了默認值。是否可以將關鍵字參數與默認值一起使用？絕對沒錯。試試下面的程序，看看自己 ```rb # keyword_argument_no_defaults.rb def say_hello name:, age: puts "Hello #{name} your age is #{age}" end say_hello name: "Joseph", age: 7 say_hello age: 21, name: "Vignesh" # say_hello # uncomment it and try it out # say_hello "Karthik", 32 # uncomment it and try it out ``` ### 9.6。遞歸函數讓我們看看另一件事。你可能想知道為什么我要進行所有數學運算？某些程序員確實寫了一些書，這些書盡可能地排除了數學知識，我不是專業的數學家，但我很欣賞數學。計算機是基于數學的。所有計算機都使用稱為布爾代數的東西來執行所有任務。我并不是說你必須是數學家才能成為程序員，但是了解數學確實會有所幫助。好，什么是階乘？取一個數字，取 3，現在將是 3 X 2 X 1，即六個！是不是很簡單？ 6 是 3 的階乘。好吧，我們現在取 4，所以 4 X 3 X 2 X 1 將是 24，以類似的方式，2 的階乘將是 2 X 1，即 2。有了這些知識，我們現在將構造一個該程序將為我們提供一定數量的階乘。研究下面給出的程序。專注于名為階乘的函數 ```rb # factorial.rb def factorial num fact = 1 1.upto(num) { |a| fact = fact * a } fact end number = 17 puts "Factorial of #{number} = #{factorial number}" ``` 執行上面的代碼，這就是你得到的輸出 ```rb Factorial of 17 = 355687428096000 ``` 在上面的示例中（在階乘函數中），我們將所有數字從一個取到特定的數字，將其相乘得到階乘。現在研究如下所示的代碼 [factorial_1.rb](code/factorial_1.rb) ```rb # factorial_1.rb def factorial num return 1 if num == 1 return num * factorial(num-1) end number = 17 puts "Factorial of #{number} = #{factorial number}" ``` Execute the code above and this is what you get as output ```rb Factorial of 17 = 355687428096000 ``` 輸出與先前程序 [factorial.rb](code:factorial.rb) 相同。請仔細查看上述程序中名為`factorial`的功能。我列出來看看 ```rb def factorial num return 1 if num == 1 return num * factorial(num-1) end ``` 該功能令人困惑，不是嗎？當我發瘋并且想學習編程時，我學習了 C。遞歸函數的概念是使用階乘解釋的，而且我很長一段時間都沒有理解它。為了避免痛苦，讓我詳細解釋。取數字 1。它的階乘為 1。因此，如果遇到 1，則返回 1，如下代碼所示 ```rb def factorial num return 1 if num == 1 return num * factorial(num-1) end ``` 現在考慮數字 2 的階乘 2 X 1，它是 2 乘以 1 的階乘。換句話說，我們可以將其寫為 2 乘以 2-1 的階乘。因此，如果在函數`factorial`中遇到第二個數字，它將跳過第一個 if 語句，而下面的第二個語句`return num * factorial(num-1)`被執行 ```rb def factorial num return 1 if num == 1 return num * factorial(num-1) end ``` 在這個有趣的事情發生了。這里調用階乘（2-1），即階乘函數本身。因此，當 2-1 的階乘，即 1 的階乘被調用時，它返回 1，該 1 乘以 2 并返回，因此在這種情況下最終返回 2。現在取數字 3。其階乘為 3 X 2 X1。這可以寫成 3 乘以階乘 2。階乘 2 轉換為 2 乘以階乘 1。因此最終得到結果。對于任何大于 1 的數字，階乘函數都會反復調用其自身。函數調用本身的過程稱為遞歸。 ### 9.7。可變數量的參數假設你不知道向一個函數傳遞了多少個參數，假設你正在編寫一個要添加 N 個數字的函數，則 N 的值未知，那么如何獲得可變數量的參數。鍵入下面給出的程序 [function_variable_arguments.rb](code/function_variable_arguments.rb) 并執行它。 ```rb # function_variable_arguments.rb def some_function a, *others puts a puts "Others are:" for x in others puts x end end some_function 1,2,3,4,5 ``` Output ```rb 1 Others are: 2 3 4 5 ``` 因此，程序的輸出如上所示。如你所見，我們將 1,2,3,4,5 作為參數傳遞，那么`a`只是一個變量，因此它取值為 1，其他變量被變量`**others**` **吸收（注意，變量名前的星號** 是一種特殊的自變量，它將所有未被前一個自變量吸收的其余自變量存儲在其他變量名中（作為數組）。現在在下面的代碼中 ```rb for x in others puts x end ``` 就是這樣。現在嘗試編寫一個函數以查找 n 個數的最大值，并編寫另一個函數以查找 n 個數的最小值，并編寫一個程序查找一堆數字的最大值和最小值。 ### 9.8。哈希作為函數參數潛入多個參數到函數中的另一種方法是將它們作為哈希傳遞。看下面的程序，我們有一個名為`some_function`的函數，該函數有兩個參數，第一個名為`first_arg`，第二個名為`others_as_hash`，我們在下一行`some_function "Yoda", {jedi: 100, sword: 100, seeing_future: 100}`中調用此函數，執行它并注意輸出 ```rb # hashes_to_functions.rb def some_function first_arg, others_as_hash puts "Your first argument is: #{first_arg}" puts "Other arguments are:" p others_as_hash end some_function "Yoda", {jedi: 100, sword: 100, seeing_future: 100} ``` Output ```rb Your first argument is: Yoda Other arguments are: {:jedi=>100, :sword=>100, :seeing_future=>100} ``` 如我們所料，程序將打印第一個參數并傳遞給`others_as_hash`的哈希，這并不奇怪，但請看下面的程序 [hashes_to_function_1.rb](code/hashes_to_function_1.rb) ，執行該程序，其輸出將與上面的程序相同 ```rb # hashes_to_functions_1.rb def some_function first_arg, others_as_hash puts "Your first argument is: #{first_arg}" puts "Other arguments are:" p others_as_hash end some_function "Yoda", jedi: 100, sword: 100, seeing_future: 100 ``` 但是請注意這部分，我們已經將`some_function`稱為 ```rb some_function "Yoda", jedi: 100, sword: 100, seeing_future: 100 ``` 在函數中，我們將第二個參數作為哈希值進行傳遞，但是如上所示，它應予注意，請注意，我們已避免使用花括號，并且它仍然有效。這才是重點。