《過程封裝-函數(shù)》課件

過程封裝--函數(shù)函數(shù)是組織代碼的有效方式。它將相關(guān)的代碼塊封裝在一起，提高代碼可讀性和可維護(hù)性。什么是過程封裝？11.將代碼模塊化將一段完成特定功能的代碼塊封裝成一個(gè)獨(dú)立的單元，方便重復(fù)使用和維護(hù)。22.隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)通過封裝，將代碼的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來，外部代碼只需要調(diào)用封裝好的接口即可。33.提高代碼復(fù)用率將代碼封裝成函數(shù)，可以方便地進(jìn)行代碼復(fù)用，減少代碼重復(fù)編寫，提高開發(fā)效率。44.降低代碼復(fù)雜度通過將代碼模塊化，可以將復(fù)雜的功能分解成多個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)，降低代碼的復(fù)雜度，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。過程封裝的目的提高代碼可讀性過程封裝可以將復(fù)雜的操作簡(jiǎn)化為一個(gè)函數(shù)調(diào)用，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。提高代碼復(fù)用性封裝后的函數(shù)可以被多次調(diào)用，避免重復(fù)編寫相同的代碼，提高代碼復(fù)用率。降低代碼復(fù)雜度將復(fù)雜的程序分解成一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)，可以降低代碼的復(fù)雜度，使程序更容易理解和維護(hù)。提高代碼的可靠性封裝后的函數(shù)經(jīng)過測(cè)試和驗(yàn)證，可以確保代碼的可靠性和穩(wěn)定性。封裝可以帶來哪些好處？代碼復(fù)用性通過封裝，我們可以將常用的代碼邏輯封裝成函數(shù)，方便在其他地方重復(fù)使用，減少代碼重復(fù)編寫，提高開發(fā)效率。代碼可讀性封裝可以將復(fù)雜的功能代碼封裝成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的函數(shù)，使得代碼結(jié)構(gòu)更加清晰，易于理解和維護(hù)。代碼可維護(hù)性封裝后的代碼易于修改和維護(hù)，當(dāng)需要修改某個(gè)功能時(shí)，只需要修改對(duì)應(yīng)的函數(shù)即可，不會(huì)影響其他代碼。代碼安全性封裝可以隱藏內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只暴露必要的接口，防止外部代碼對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行非法訪問，提高代碼安全性。什么是函數(shù)？代碼塊函數(shù)是一段可重復(fù)使用的代碼，它執(zhí)行特定任務(wù)。構(gòu)建模塊函數(shù)就像樂高積木，可以組合成更復(fù)雜的功能。計(jì)算工具函數(shù)可以接收輸入，進(jìn)行計(jì)算或操作，并返回結(jié)果。函數(shù)的基本構(gòu)成函數(shù)名每個(gè)函數(shù)都需要一個(gè)唯一的名稱，用于標(biāo)識(shí)和調(diào)用它。函數(shù)名應(yīng)遵循命名規(guī)范，以提高代碼的可讀性。參數(shù)列表參數(shù)是函數(shù)執(zhí)行時(shí)從調(diào)用者接收的數(shù)據(jù)。參數(shù)列表定義函數(shù)接受哪些類型的參數(shù)以及參數(shù)的順序。函數(shù)體函數(shù)體包含函數(shù)的實(shí)際代碼，用于執(zhí)行特定的操作并返回結(jié)果。返回值函數(shù)執(zhí)行完后，可以返回一個(gè)值給調(diào)用者。返回值類型應(yīng)與函數(shù)體中return語句返回的值類型一致。如何定義一個(gè)函數(shù)函數(shù)定義語法使用關(guān)鍵字`def`定義函數(shù)，后面緊跟函數(shù)名和圓括號(hào)，括號(hào)內(nèi)是參數(shù)列表。函數(shù)體函數(shù)體包含要執(zhí)行的代碼塊，用縮進(jìn)表示代碼塊的范圍。返回值函數(shù)可以使用`return`語句返回一個(gè)值，如果沒有返回值，默認(rèn)返回`None`。函數(shù)的命名規(guī)則見名知意函數(shù)名應(yīng)清晰地反映函數(shù)的功能和作用，方便閱讀和理解代碼。命名規(guī)范使用駝峰命名法或下劃線命名法，提高代碼一致性，方便團(tuán)隊(duì)協(xié)作。大小寫區(qū)分函數(shù)名通常使用小寫字母，避免與變量名混淆。函數(shù)的參數(shù)參數(shù)的作用函數(shù)的參數(shù)就像給函數(shù)傳遞信息?？梢愿鶕?jù)不同的參數(shù)執(zhí)行不同的操作。參數(shù)的類型參數(shù)可以是各種類型，如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體等。參數(shù)的個(gè)數(shù)函數(shù)可以沒有參數(shù)，也可以有多個(gè)參數(shù)，取決于函數(shù)的功能。參數(shù)的傳遞機(jī)制1調(diào)用函數(shù)傳遞參數(shù)2函數(shù)接收參數(shù)傳遞3執(zhí)行操作使用參數(shù)參數(shù)傳遞是調(diào)用函數(shù)時(shí)將實(shí)參傳遞給形參的過程。函數(shù)接收到的參數(shù)值會(huì)根據(jù)傳遞機(jī)制進(jìn)行處理，以便在函數(shù)內(nèi)部使用。例如，值傳遞會(huì)復(fù)制參數(shù)值，而引用傳遞則直接使用實(shí)參地址。值傳遞和引用傳遞1值傳遞函數(shù)調(diào)用時(shí)，將實(shí)參的值復(fù)制到形參，形參的改變不會(huì)影響實(shí)參。2引用傳遞函數(shù)調(diào)用時(shí)，將實(shí)參的地址傳遞給形參，形參的改變會(huì)影響實(shí)參。3區(qū)別值傳遞傳遞的是副本，引用傳遞傳遞的是原值。4應(yīng)用場(chǎng)景值傳遞用于不希望改變實(shí)參，引用傳遞用于需要修改實(shí)參。函數(shù)的返回值返回類型函數(shù)的返回值類型決定了函數(shù)返回的值的類型，例如int、double或字符串等。返回值類型在函數(shù)定義時(shí)指定，并與函數(shù)調(diào)用時(shí)返回的值類型匹配。返回語句使用`return`語句將計(jì)算結(jié)果返回給調(diào)用函數(shù)，該語句必須位于函數(shù)體中。返回語句可以帶參數(shù)，表示返回該參數(shù)的值，如果沒有參數(shù)，則返回一個(gè)默認(rèn)值。函數(shù)的調(diào)用函數(shù)定義只是創(chuàng)建了函數(shù)的代碼塊，而函數(shù)的調(diào)用才是真正執(zhí)行函數(shù)內(nèi)部代碼的關(guān)鍵。1函數(shù)名使用函數(shù)名來標(biāo)識(shí)要調(diào)用的函數(shù)2參數(shù)將實(shí)際值傳遞給函數(shù)的形參3返回值接收函數(shù)執(zhí)行的結(jié)果調(diào)用函數(shù)時(shí)，程序會(huì)跳轉(zhuǎn)到函數(shù)內(nèi)部執(zhí)行代碼。函數(shù)執(zhí)行完畢后，程序會(huì)返回到調(diào)用函數(shù)的地方，并繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)代碼。函數(shù)的作用域函數(shù)定義所在區(qū)域函數(shù)的作用域是指函數(shù)可以訪問的變量范圍。函數(shù)內(nèi)的變量在函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后會(huì)被銷毀。函數(shù)調(diào)用所在區(qū)域函數(shù)調(diào)用會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的作用域，在這個(gè)作用域中可以訪問函數(shù)的參數(shù)和局部變量。局部變量和全局變量局部變量在函數(shù)內(nèi)部定義的變量，只能在該函數(shù)內(nèi)部訪問。全局變量在函數(shù)外部定義的變量，可以在整個(gè)程序中訪問。作用域局部變量的作用域僅限于定義它的函數(shù)，全局變量的作用域是整個(gè)程序。生命周期局部變量在函數(shù)被調(diào)用時(shí)創(chuàng)建，函數(shù)結(jié)束時(shí)銷毀，全局變量在程序啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建，程序結(jié)束時(shí)銷毀。變量的生存期定義階段變量在函數(shù)或代碼塊中被定義時(shí)，其生存期就開始了。這意味著，變量在內(nèi)存中分配了空間，可以被使用。作用域結(jié)束當(dāng)定義變量的函數(shù)或代碼塊執(zhí)行結(jié)束時(shí)，該變量的生存期也隨之結(jié)束。其內(nèi)存空間被釋放，變量不再有效。遞歸函數(shù)函數(shù)調(diào)用自身遞歸函數(shù)可以調(diào)用自身,實(shí)現(xiàn)重復(fù)執(zhí)行。分而治之遞歸函數(shù)通過分解問題,將復(fù)雜問題分解為更小的子問題。自相似結(jié)構(gòu)遞歸函數(shù)可以產(chǎn)生自相似結(jié)構(gòu),例如樹形結(jié)構(gòu)。遞歸函數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)11.簡(jiǎn)潔性遞歸函數(shù)可以將復(fù)雜問題分解成更小的子問題，代碼簡(jiǎn)潔易懂。22.代碼復(fù)用遞歸函數(shù)可以重復(fù)調(diào)用自身，減少代碼重復(fù)，提高代碼復(fù)用率。33.效率問題遞歸函數(shù)可能導(dǎo)致棧溢出，效率不如循環(huán)結(jié)構(gòu)。44.可讀性問題遞歸函數(shù)的邏輯可能難以理解，可讀性不如循環(huán)結(jié)構(gòu)。函數(shù)的重載相同函數(shù)名，不同參數(shù)函數(shù)重載是指在同一作用域內(nèi)，多個(gè)函數(shù)具有相同函數(shù)名，但參數(shù)列表不同。編譯器自動(dòng)識(shí)別編譯器會(huì)根據(jù)函數(shù)調(diào)用時(shí)的參數(shù)類型和數(shù)量自動(dòng)識(shí)別并調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。提高代碼可讀性函數(shù)重載可以讓代碼更簡(jiǎn)潔易懂，減少重復(fù)代碼，提高代碼的可維護(hù)性。內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)是一種特殊的函數(shù)，它在編譯時(shí)將函數(shù)體直接插入到調(diào)用函數(shù)的地方，從而避免了函數(shù)調(diào)用的開銷。這可以提高程序的效率。使用使用inline關(guān)鍵字修飾函數(shù)定義，即可將其聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。例如：inlineintadd(inta,intb){returna+b;}。函數(shù)指針函數(shù)指針定義函數(shù)指針是一個(gè)指向函數(shù)的指針變量。指針類型函數(shù)指針的類型由函數(shù)的返回值類型和參數(shù)類型決定。調(diào)用函數(shù)通過函數(shù)指針可以間接調(diào)用函數(shù)，指針指向的函數(shù)會(huì)被執(zhí)行。函數(shù)指針的優(yōu)點(diǎn)靈活地調(diào)用函數(shù)，提高代碼可讀性和可維護(hù)性，便于使用回調(diào)函數(shù)。函數(shù)指針的應(yīng)用場(chǎng)景回調(diào)函數(shù)回調(diào)函數(shù)允許將函數(shù)作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù)，以便在特定事件發(fā)生時(shí)執(zhí)行。事件處理通過使用函數(shù)指針，可以將不同的函數(shù)與不同的事件關(guān)聯(lián)起來，從而實(shí)現(xiàn)靈活的事件處理機(jī)制。排序算法函數(shù)指針可以用來實(shí)現(xiàn)通用排序算法，允許用戶指定自定義比較函數(shù)來定義排序規(guī)則。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作函數(shù)指針可以用于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作，例如插入、刪除、查找等，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。C++標(biāo)準(zhǔn)庫中的常用函數(shù)算法C++標(biāo)準(zhǔn)庫提供了豐富的算法，例如排序、搜索、查找和轉(zhuǎn)換算法，可以幫助我們高效地處理數(shù)據(jù)。字符串C++標(biāo)準(zhǔn)庫提供了字符串操作函數(shù)，例如字符串比較、查找、替換和分割。容器C++標(biāo)準(zhǔn)庫提供了各種容器類型，例如數(shù)組、列表、集合和映射，可以用于存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)。輸入/輸出C++標(biāo)準(zhǔn)庫提供了輸入/輸出流操作，例如控制臺(tái)輸入和輸出、文件讀寫。如何有效使用函數(shù)11.選擇合適的函數(shù)根據(jù)具體問題選擇功能明確、易于理解的函數(shù)。22.函數(shù)參數(shù)的合理性參數(shù)類型、數(shù)量、順序需符合函數(shù)功能要求。33.返回值的設(shè)計(jì)返回值應(yīng)清晰地反映函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果，避免歧義。44.函數(shù)的注釋清晰簡(jiǎn)潔的注釋，解釋函數(shù)功能、參數(shù)、返回值等。函數(shù)設(shè)計(jì)的原則單一職責(zé)每個(gè)函數(shù)應(yīng)該專注于完成一項(xiàng)特定的任務(wù)，避免將多個(gè)不相關(guān)的功能混雜在一起?？勺x性使用清晰、簡(jiǎn)潔的命名和注釋，使代碼易于理解和維護(hù)。模塊化將代碼分解成獨(dú)立的函數(shù)，以便于復(fù)用和維護(hù)。效率選擇合適的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以提高代碼的執(zhí)行效率。函數(shù)庫的設(shè)計(jì)模塊化將相關(guān)的函數(shù)分組到不同的庫中，提高代碼的可維護(hù)性和可重用性。命名空間使用命名空間避免函數(shù)名沖突，使庫的組織更加清晰。文檔化為每個(gè)庫提供詳細(xì)的文檔，方便其他開發(fā)者使用和理解。測(cè)試對(duì)庫進(jìn)行充分的測(cè)試，確保其功能正常，提高代碼質(zhì)量。函數(shù)的測(cè)試和調(diào)試1單元測(cè)試編寫測(cè)試用例，驗(yàn)證函數(shù)功能的正確性。2調(diào)試工具使用調(diào)試器，單步執(zhí)行代碼，查看變量值和函數(shù)調(diào)用棧。3日志記錄在代碼中添加日志，記錄程序運(yùn)行過程，方便排查錯(cuò)誤。4代碼覆蓋率測(cè)試代碼覆蓋率，確保函數(shù)被充分測(cè)試。課堂練習(xí)1函數(shù)編寫練習(xí)編寫一個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)整數(shù)的加法操作，并返回結(jié)果。2函數(shù)調(diào)用練習(xí)編寫一個(gè)程序，調(diào)用上述加法函數(shù)，并輸出結(jié)果。3函數(shù)調(diào)試練習(xí)編寫一個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)整數(shù)的減法操作，并返回結(jié)果，然后進(jìn)行調(diào)試，找出并解決代碼中的錯(cuò)誤。本章小結(jié)過程封裝過程封裝是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的重要思想之一。通過封裝，將代碼邏輯模塊化，提高代碼可讀性、可維護(hù)性、可復(fù)用性。函