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tags: 視窗程式設計
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# 計算機程式：優化程式碼
現在我們大致已經將基本的計算機程式完成，雖然程式跑起來都是正常無誤的，但是仍有改善空間。
這個章節也是利用基本函式的觀念，幫助同學理解函式的運用。
## 複習一下：建立函式（方法）
還記得以前介紹過的「函式」概念嗎？如果不知道什麼是函式，你會遇到以下問題：
1. 你需要重複貼上好多程式碼
2. 因為每一個單位轉換都需要仔細的改程式，如果要測試，很麻煩
3. 如果有錯，還要把所有程式都找過一次，很痛苦
把一些看起來很類似的程式，通通打包起來，寫在某個地方，然後如果我要使用的時候再來「呼叫」這段打包好的程式？就不用一直重複複製貼上這些類似的程式。這就是「**函式（方法）**」概念，簡單來說，函式就是把常用的程式碼打包裝在一個區塊中，方便我們在寫程式時隨時呼叫、使用。
:::info
適度的將重複性高的程式「打包」成函式（方法），能讓程式看起來更簡潔！
:::
函式就像是販賣機，你設計好一個函式，可以給予不同的輸入值，經過函式內的程式運算，得到值。以下是一個販賣機的「想像函式」：
```csharp=
販賣機($_money, $_number){
$drink = "沒有飲料";
if ($_money == 30){
switch ($_number){
case 0:
$drink = "可樂";
break;
case 1:
$drink = "綠茶";
break;
}
}
return $drink;
}
販賣機(30, 1);
// 販賣機掉出綠茶
販賣機(20, 1);
// 販賣機不會有飲料出來
販賣機(30, 3);
// 販賣機不會有飲料出來
```
### 函式（方法）的語法
通常函式（方法）可以寫成四種型式：
1. 沒有參數也沒有回傳值
```csharp=
void 函式名稱() {
你的程式碼;
}
函式名稱(); //執行這個函式
```
如果你看到你的方法有void，代表：沒有回傳值
2. 有參數、沒有回傳值
```csharp=
void 函式名稱(參數型別 參數1, 參數型別 參數2 ...) {
你的程式碼;
}
函式名稱(123, "佛光大學"); //執行這個函式
```
3. 有參數、有回傳值
```csharp=
回傳值型別 函式名稱(參數型別 參數1, 參數型別 參數2 ...) {
你的程式碼;
return 回傳值;
}
int Answer = 函式名稱(123, "佛光大學"); //執行這個函式
```
4. 沒有參數、有回傳值
```csharp=
回傳值型別 方法(函式)名稱() {
你的程式碼;
return 回傳值;
}
int Answer = 函式名稱(); //執行這個函式
```
以上四種形式可以依照你的需要，將需要「打包」的程式給包裝起來，
## 開始修改吧！先找出相似程度高的程式碼
我們先看看之前寫的程式碼。也就是輸入數字按鍵的事件處理，以下是擷取數字鍵3到6的片段程式碼，你有沒有發現，好像都差不多？
```csharp=
private void btnThree_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (txtNumber.Text == "0")
txtNumber.Text = "";
txtNumber.Text = txtNumber.Text + "3";
}
private void btnFour_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (txtNumber.Text == "0")
txtNumber.Text = "";
txtNumber.Text = txtNumber.Text + "4";
}
private void btnFive_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (txtNumber.Text == "0")
txtNumber.Text = "";
txtNumber.Text = txtNumber.Text + "5";
}
private void btnSix_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (txtNumber.Text == "0")
txtNumber.Text = "";
txtNumber.Text = txtNumber.Text + "6";
}
```
以上的程式碼，主要都是：「輸入數字按鍵，先檢查輸入文字框是不是0？如果是，先清空，然後再加上數字」，看起來，除了要顯示的數字不同之外，其他程式碼都相近。
:::danger
**這些程式碼都太像了，我們最好是把這些程式碼整理起來，最好是只要用一行就可以搞定。**
:::
因此我們可以把這些程式碼打包成一個名稱叫「**Add_Number（增加數字）**」的「函式」。請參考以下程式碼。
```csharp=
private void Add_Number(string _number)
{
if (txtNumber.Text == "0")
txtNumber.Text = "";
txtNumber.Text = txtNumber.Text + _number;
}
```
這個函式是哪一種函式呢？屬於**第二種「有參數、沒有回傳值」的函式**，你可以看到有一個參數，參數就是0～9數字，程式就會依照數字的類別，在輸入文字框中增加數字。
那按鍵事件綁定要怎麼處理呢？請參考以下數字鍵1的作法。
```csharp=
private void btnOne_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("1"); // 只需要呼叫Add_Number函式，並且設定參數為數字1
}
```
其他的數字鍵也用類似的作法，請一一完成。這時你再測試程式，就會發現效果是一樣的，而且你應該會覺得，程式碼會比較單純，也比較容易閱讀與修改。
:::success
**現在你應該可以體會到，為什麼要寫函式了？**
:::
## 還有什麼地方可以修改？
接下來我們看看四則運算的按鍵，你也可以觀察一下，是不是都很相像呢？
```csharp=
private void btnAdd_Click(object sender, EventArgs e)
{
firstNumber = Convert.ToSingle(txtNumber.Text); //將輸入文字框轉換成浮點數，存入第一個數字的全域變數
txtNumber.Text = "0"; //重新將輸入文字框重新設定為0
operators = 0; //選擇「加」號
}
private void btnMinus_Click(object sender, EventArgs e)
{
firstNumber = Convert.ToSingle(txtNumber.Text);
txtNumber.Text = "0";
operators = 1; //選擇「減」號
}
private void btnPlus_Click(object sender, EventArgs e)
{
firstNumber = Convert.ToSingle(txtNumber.Text);
txtNumber.Text = "0";
operators = 2; //選擇「乘」號
}
private void btnDivide_Click(object sender, EventArgs e)
{
firstNumber = Convert.ToSingle(txtNumber.Text);
txtNumber.Text = "0";
operators = 3; //選擇「除」號
}
```
看起來也都是很類似的，先將輸入文字框的數字轉型，然後存到全域變數firstNumber中。再將輸入文字框「歸零」，最後將選擇的四則運算代碼存入全域變數operators中。所以我們再設計一個「**Select_Operator (選擇四則運算)**」函式如下：
```csharp=
private void Select_Operator(int _operator)
{
firstNumber = Convert.ToSingle(txtNumber.Text); //將輸入文字框轉換成浮點數，存入第一個數字的全域變數
txtNumber.Text = "0"; //重新將輸入文字框重新設定為0
operators = _operator; //選擇「加」號
}
```
這個函式設定了一個四則運算類型的參數，其他的程式碼都參考原本的事件處理寫法，只有在第6行的地方，以參數作為四則運算代碼存入全域變數operators中。
原本的事件綁定程式則修改成類似以下的作法，以加法按鍵為例...
```csharp=
private void btnAdd_Click(object sender, EventArgs e)
{
Select_Operator(0);
}
...其他你應該會寫了
```
## 結語
經過簡單的程式碼優化之後，我們用兩個新增的函式，「**Add_Number（增加數字）**」與「**Select_Operator (選擇四則運算)**」，減少了不少重複性較高的程式碼。
本來是約 175 行的程式碼，調整後應該可以降到約 150 行左右。變化其實不多，但你可以想像一下，假如原來重複性高的程式碼行數很多，如果都改成使用函式，那應該可以更有效的減少程式碼。
再來你應該會覺得，程式碼這樣修改之後會比較有結構化。除了減少程式碼長度外，更重要的是，你要修正或修改程式碼，比較有一定的層次感，不會類似的程式碼到處複製貼上，類似的工作，只要呼叫相對應的「函式」就可以了。
希望你可以初步理解函式的用途與優點！
:::spoiler 完整參考程式碼
```csharp=
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
namespace Calculator
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
// 全域變數
float firstNumber, secondNumber; // firstNumber 儲存第一個數字，secondNumber 儲存第二個數字
int operators = -1; // 記錄選擇哪一種運算符號？0:加、1:減、2:乘、3:除、-1:重新設定
private void btnOne_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("1");
}
private void btnTwo_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("2");
}
private void btnThree_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("3");
}
private void btnFour_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("4");
}
private void btnFive_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("5");
}
private void btnSix_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("6");
}
private void btnSeven_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("7");
}
private void btnEight_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("8");
}
private void btnNine_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("9");
}
private void btnZero_Click(object sender, EventArgs e)
{
Add_Number("0");
}
private void Add_Number(string _number)
{
if (txtNumber.Text == "0")
txtNumber.Text = "";
txtNumber.Text = txtNumber.Text + _number;
}
private void btnAdd_Click(object sender, EventArgs e)
{
Select_Operator(0);
}
private void btnMinus_Click(object sender, EventArgs e)
{
Select_Operator(1);
}
private void btnPlus_Click(object sender, EventArgs e)
{
Select_Operator(2);
}
private void btnDivide_Click(object sender, EventArgs e)
{
Select_Operator(3);
}
private void Select_Operator(int _operator)
{
firstNumber = Convert.ToSingle(txtNumber.Text); //將輸入文字框轉換成浮點數，存入第一個數字的全域變數
txtNumber.Text = "0"; //重新將輸入文字框重新設定為0
operators = _operator; //選擇「加」號
}
private void btnDot_Click(object sender, EventArgs e)
{
// 確認輸入文字框中完全沒有小數點
if (txtNumber.Text.IndexOf(".") == -1)
txtNumber.Text = txtNumber.Text + ".";
}
private void btnClear_Click(object sender, EventArgs e)
{
txtNumber.Text = "0";
firstNumber = 0f;
secondNumber = 0f;
operators = -1;
}
private void btnEqual_Click(object sender, EventArgs e)
{
float finalResults = 0f; //宣告最後計算結果變數
secondNumber = Convert.ToSingle(txtNumber.Text); //將輸入文字框轉換成浮點數，存入第二個數字的全域變數
//依照四則運算符號的選擇，進行加減乘除
switch (operators)
{
case 0:
finalResults = firstNumber + secondNumber;
break;
case 1:
finalResults = firstNumber - secondNumber;
break;
case 2:
finalResults = firstNumber * secondNumber;
break;
case 3:
finalResults = firstNumber / secondNumber;
break;
}
txtNumber.Text = string.Format("{0:0.##########}", finalResults); //在輸入文字框中，顯示最後計算結果，並且轉換成格式化的字串內容
//重置所有全域變數
firstNumber = 0f;
secondNumber = 0f;
operators = -1;
}
}
}
```
:::
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