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新手的殺手王牌與助教的扣分重點 - 函式function (一) 基礎講解

• 新手的殺手王牌與助教的扣分重點 - 函式function (一) 基礎講解
  • 前言
  • 函式定義
    • 函式解析
    • 參數傳遞
    • 函式呼叫
  • 更便利更精簡的寫法
  • void function

前言

目前大家學下來，我們總是在 main function 裡面完成我們想做的事，隨著遇到的題目變難，或是需求上升，程式碼會越來越冗長，然而這是一件不太有效率，而且妨礙閱讀的行為，如果今天事情很繁雜，我們還只能透過 main function 來處理一切事物，那真的太糟糕了，所以為了增加程式易讀性並且有效拆分細部功能以重複利用，今天我們要來講程式開發最重要的工具之一 - 函式 function。

函式定義

在了解函式的用法之前，我們先了解他的長相，以及它的使用規則吧!

    return_type function_name(arguments){
        /*
            function statements
        */        
        return value //void function no return value
    }

• return_type
  • 回傳型別，表示你 return 的值要是什麼型態
• function_name
  • 函式名稱，完全自己定義
  • 養成取有意義名稱的習慣
• arguments / parameters
  • 參數，上面兩種都是常見的英文稱呼
  • 參數為你在呼叫 function 時必須傳入的資料，我們通常會根據所設計的函式需求，要求傳入一些資料供我們進行操作與運算

我們馬上來看看案例吧!

    #include <iostream>
    using namespace std;
    double computeBMI(double height, double weight){
        double myBMI = weight / (height * height);
        return myBMI;
    }
    
    int main(){
        double height, weight, myBMI;
        cout << "please input your height.\n";
        cin >> height;
        cout << "and input your weight.\n";
        cin >> weight;
        
        myBMI = computeBMI(height, weight);
        cout << "your BMI is " << myBMI << ".";
        
        return 0;
    }

我們從函式解析、參數傳遞、函式呼叫三個面向來做解釋。

這邊先說明一個動詞，呼叫
在世界上的程式設計師，通常都會用呼叫這個動詞來形容我們要使用一個函式
在外國的話我們常聽到的叫做 call，類似下面這樣
we call our computeBMI function to compute our bmi

再說明另外一個動詞，回傳
回傳我們在英文常說 return，常用在函式回傳資料上

函式解析

• 第三到第六行為我們的函式定義區塊，你必須要呼叫函式，函式才有意義
• 如果你沒有呼叫，那函式就不會執行
• 一開始的 double 為我們規定的回傳型態，表示你必須要 return double 型別的資料回來，否則程式會報錯

宣告什麼樣形態的 function，就要 return 什麼樣形態的變數(值)回來

• 而在第三行括弧中的內容我們稱為參數，在 C++ 中，你在函式宣告時宣告了幾個參數，你在呼叫的時候就必須傳幾個參數，不能少
• 而我們必須傳跟參數同樣資料型態的變數進來，否則程式會報錯

參數傳遞

• 在第 15 行時我們呼叫了這個 function，因為我們在定義 computeBMI 這個函式的時候要求要有兩個 double 參數，所以我們把我們的身高跟體重傳進去
• 而傳參數的時候是需要對應的，放前放後是有差別的，若我們在第 15 行時，把 weight 放前面 height 放後面，這樣傳入到函式內的時候就會變成身高除以體重的平方了
• 函式定義時參數的名稱可以自己定義

函式呼叫

*程式是一行一行往下執行的，所以當程式執行到第 15 行時呼叫函式，所以會跳到第三行，內容執行完後在第五行看到 return，所以把算好的 myBMI 這個 double 值進行回傳，這個回傳會再回到第 15 行，把這個 double 值指派給 main function 裡面的 myBMI

• 還記得我有說過指派要由後往前看，無論任何情況皆成立，從這可以看出面對函式也仍舊通用哦

更便利更精簡的寫法

我們一樣用上面的例子來看。

    #include <iostream>
    using namespace std;
    double computeBMI(double height, double weight){
        return weight / (height * height);        
    }
    
    int main(){
        double height, weight;
        cout << "please input your height.\n";
        cin >> height;
        cout << "and input your weight.\n";
        cin >> weight;
        
        cout << "your BMI is " << computeBMI(height, weight) << ".";
        
        return 0;
    }

有看出差異嗎，在 computeBMI 裡面我少掉宣告一個變數的步驟，直接把參數做運算後回傳，這樣的寫法可以省掉宣告一個變數的記憶體空間，也可以節省程式行數。

而第 14 行我也節省掉了原本的 myBMI 變數，因為函式回傳的是一個 double 值，因此我們可以直接拿來用，可以少掉一個指派動作。

void function

看到這邊，大家應該可以很順利的聯想到其他六種基本型態的 function 長相，像 int 就會是這樣，其他種就省略了

    int func_name(args1, args2){
        // statements
        return value;
    }

而這邊要提一個比較特別的函式型別 - void。 void 在英文稱為虛無、空的，照著這個字面翻譯的意思，就是 void 型態的 function 沒有回傳值 (no return value)，所以會像這樣

    void do_something(args1, args2){
        //statement
    }

看個小例子

    void say_something(){
        cout << "今天是九月二十號\n"
            << "今天是星期一\n";
    }
    
    int main(){
        cout << "今天天氣真好\n";
        
        say_something();
        
        cout << "掰掰\n";
        return 0;
    }

因為 void 沒有回傳值，所以程式執行到第九行跳到 say_something，第三行執行完之後回去繼續執行 main 裡的第 11 行，因此輸出會是

    今天天氣真好
    今天是九月二十號
    今天是星期一
    掰掰

這邊做個小總結

• 函式的型態是什麼，就要回傳什麼型態的值
• void 沒有回傳值

學習函式的優點

• 增加程式易讀性，減少程式冗餘
• 將功能細部拆分以重複利用

學習函式的缺點

• 沒有缺點

當然 function 的細節還不只這樣，但在這篇筆記我們只談你基本該知道的宣告方式，參數傳遞跟回傳值。

詳細 function 內容還有如下:

• 參數傳遞差異
  • call-by-value
  • call-by-reference
  • call-by-address
• 同名函式覆寫 Overloading function
• 回傳物件型態的 function
• 運算子多載的 function
• and so on…

以上內容在接下來的筆記會逐漸被提到。