Функция (программирование)
Фу́нкция — в программировании — это поименованная часть программы, которая может вызываться из других частей программы столько раз, сколько необходимо. Функция, в отличие от процедуры, обязательно возвращает значение.
С точки зрения теории систем, функция в программировании — отдельная система (подсистема, подпрограмма), на вход которой поступают управляющие воздействия в виде значений аргументов. На выходе функция возвращает результат, который может быть как скалярной величиной, так и векторным значением (структура, индексный массив и т.п.). По ходу выполнения функции могут выполняться, также, некоторые изменения в управляемой системе, причём как обратимые, так и необратимые.
Содержание
Побочный эффект
Побочным эффектом функции называется любое изменение функцией состояния программной среды, кроме возвращаемого значения: изменение значений глобальных переменных, выделение и освобождение памяти, ввод-вывод и тому подобного. Теоретически наиболее правильным является использование функций, не имеющих побочного эффекта (то есть таких, в результате вызова которых возвращается вычисленное значение, и только). В функциональной парадигме программирования любая программа представляет собой набор вложенных вызовов функций, не вызывающих побочных эффектов. Наиболее известный язык программирования, реализующий эту парадигму — Лисп. В нём любая операция, любая конструкция языка, любое выражение, кроме константы, являются вызовами функций. Наиболее полно парадигма функционального программирования реализуется в языке Хаскелл.
Функции и процедуры
В некоторых языках программирования (например, в Паскале) функции и процедуры (подпрограммы, не возвращающие значения) чётко разграничены синтаксисом языка. В других — например, в языке Си, — процедуры являются частным случаем (подмножеством) функций, возвращающими значение типа (псевдотипа [источник не указан 757 дней] ) void — пустое значение.
Аргументы и параметры
При вызове функции, ей передаются аргументы. Если аргумент является ссылкой на область памяти (переменной, указателем или ссылкой), то функция, в зависимости от типа своего параметра, может либо воспользоваться её значением (например, создать переменную, скопировать туда значение аргумента), либо самим аргументом (создать ссылку на область памяти, на которую ссылается аргумент).
Функция без аргументов
Такая функция не требует никаких аргументов.
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Функция (программирование)» в других словарях:
Функция — В Викисловаре есть статья «функция» Функция многозначный термин, который означает такое отношение между элементами, в котором изменение в одном влечет измен … Википедия
функция психическая высшая: восстановление — (восстановление высших психических функций) раздел нейропсихологии, посвященный изучению механизмов и методов восстановления функций психических высших, нарушенных вследствие поражений локальных мозга головного. На базе представлений об… … Большая психологическая энциклопедия
Программирование математическое — Математическое программирование математическая дисциплина, изучающая теорию и методы решения задач о нахождении экстремумов функций на множествах конечномерного векторного пространства, определяемых линейными и нелинейными ограничениями… … Википедия
Программирование сетевых задач — В области компьютеризации понятие программирования сетевых задач или иначе называемого сетевого программирования (англ. network programming), довольно сильно схожего с понятиями программирование сокетов и клиент серверное программирование,… … Википедия
Функция высшего порядка — Функция высшего порядка функция, принимающая в качестве аргументов другие функции или возвращающая другую функцию в качестве результата. Основная идея состоит в том, что функции имеют тот же статус, что и другие объекты данных.… … Википедия
ПРОГРАММИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ — комплекс математич. моделей и методов решения задач отыскания экстремума (максимума или минимума) функций многих переменных при ограничениях в виде неравенств. Имеется в виду, что переменные характеризуют какие либо аспекты механизма… … Российская социологическая энциклопедия
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ — математическая дисциплина, изучающая математич. абстракции программ, трактуемых как объекты, выраженные на формальном языке, обладающие определенной информационной и логич. структурой и подлежащие исполнению на автоматич. устройствах. П. т.… … Математическая энциклопедия
Функция (информатика) — Функция в программировании один из видов подпрограммы. Особенность, отличающая её от другого вида подпрограмм процедуры, состоит в том, что функция возвращает значение, а её вызов может использоваться в программе как выражение. С точки зрения… … Википедия
ПРОГРАММИРОВАНИЕ, МАТЕМАТИЧЕСКОЕ — раздел прикладной математики, применяющийся в качестве метода в экономических исследованиях. Разрабатывает теорию и методы решения условных экстремальных задач, является основной частью формального аппарата анализа разнообразных задач управления … Большой экономический словарь
Функции в программировании
Функция в программировании представляет собой обособленный участок кода, который можно вызывать, обратившись к нему по имени, которым он был назван. При вызове происходит выполнение команд тела функции.
Функции можно сравнить с небольшими программками, которые сами по себе, то есть автономно, не исполняются, а встраиваются в обычную программу. Нередко их так и называют – подпрограммы. Других ключевых отличий функций от программ нет. Функции также при необходимости могут получать и возвращать данные. Только обычно они их получают не с ввода (клавиатуры, файла и др.), а из вызывающей программы. Сюда же они возвращают результат своей работы.
С другой стороны, программист всегда может определять свои функции. Их называют пользовательскими. В данном случае под «пользователем» понимают программиста, а не того, кто пользует программу. Разберемся, зачем нам эти функции, и как их создавать.
Предположим, надо три раза подряд запрашивать на ввод пару чисел и складывать их. С этой целью можно использовать цикл:
Однако, что если перед каждым запросом чисел, надо выводить надпись, зачем они нужны, и каждый раз эта надпись разная. Мы не можем прервать цикл, а затем вернуться к тому же циклу обратно. Придется отказаться от него, и тогда получится длинный код, содержащий в разных местах одинаковые участки:
Пример исполнения программы:
Внедрение функций позволяет решить проблему дублирования кода в разных местах программы. Благодаря им можно исполнять один и тот же участок кода не сразу, а только тогда, когда он понадобится.
Определение функции. Оператор def
Это пример определения функции. Как и другие сложные инструкции вроде условного оператора и циклов функция состоит из заголовка и тела. Заголовок оканчивается двоеточием и переходом на новую строку. Тело имеет отступ.
Ключевое слово def сообщает интерпретатору, что перед ним определение функции. За def следует имя функции. Оно может быть любым, также как и всякий идентификатор, например, переменная. В программировании весьма желательно давать всему осмысленные имена. Так в данном случае функция названа «посчитатьЕду» в переводе на русский.
После имени функции ставятся скобки. В приведенном примере они пустые. Это значит, что функция не принимает никакие данные из вызывающей ее программы. Однако она могла бы их принимать, и тогда в скобках были бы указаны так называемые параметры.
После двоеточия следует тело, содержащее инструкции, которые выполняются при вызове функции. Следует различать определение функции и ее вызов. В программном коде они не рядом и не вместе. Можно определить функцию, но ни разу ее не вызвать. Нельзя вызвать функцию, которая не была определена. Определив функцию, но ни разу не вызвав ее, вы никогда не выполните ее тела.
Вызов функции
Рассмотрим полную версию программы с функцией:
После вывода на экран каждого информационного сообщения осуществляется вызов функции, который выглядит просто как упоминание ее имени со скобками. Поскольку в функцию мы ничего не передаем скобки опять же пустые. В приведенном коде функция вызывается три раза.
Когда функция вызывается, поток выполнения программы переходит к ее определению и начинает исполнять ее тело. После того, как тело функции исполнено, поток выполнения возвращается в основной код в то место, где функция вызывалась. Далее исполняется следующее за вызовом выражение.
В языке Python определение функции должно предшествовать ее вызовам. Это связано с тем, что интерпретатор читает код строка за строкой и о том, что находится ниже по течению, ему еще неизвестно. Поэтому если вызов функции предшествует ее определению, то возникает ошибка (выбрасывается исключение NameError ):
Для многих компилируемых языков это не обязательное условие. Там можно определять и вызывать функцию в произвольных местах программы. Однако для удобочитаемости кода программисты даже в этом случае предпочитают соблюдать определенные правила.
Функции придают программе структуру
Польза функций не только в возможности многократного вызова одного и того же кода из разных мест программы. Не менее важно, что благодаря им программа обретает истинную структуру. Функции как бы разделяют ее на обособленные части, каждая из которых выполняет свою конкретную задачу.
Пусть надо написать программу, вычисляющую площади разных фигур. Пользователь указывает, площадь какой фигуры он хочет вычислить. После этого вводит исходные данные. Например, длину и ширину в случае прямоугольника. Чтобы разделить поток выполнения на несколько ветвей, следует использовать оператор if-elif-else:
Здесь нет никаких функций, и все прекрасно. Но напишем вариант с функциями:
Он кажется сложнее, а каждая из трех функций вызывается всего один раз. Однако из общей логики программы как бы убраны и обособлены инструкции для нахождения площадей. Программа теперь состоит из отдельных «кирпичиков Лего». В основной ветке мы можем комбинировать их как угодно. Она играет роль управляющего механизма.
Если нам когда-нибудь захочется вычислять площадь треугольника по формуле Герона, а не через высоту, то не придется искать код во всей программе (представьте, что она состоит из тысяч строк кода как реальные программы). Мы пойдем к месту определения функций и изменим тело одной из них.
Если понадобиться использовать эти функции в какой-нибудь другой программе, то мы сможем импортировать их туда, сославшись на данный файл с кодом (как это делается в Python, будет рассмотрено позже).
Практическая работа
В программировании можно из одной функции вызывать другую. Для иллюстрации этой возможности напишите программу по следующему описанию.
Понятно, что вызов test() должен следовать после определения функций. Однако имеет ли значение порядок определения самих функций? То есть должны ли определения positive() и negative() предшествовать test() или могут следовать после него? Проверьте вашу гипотезу, поменяв объявления функций местами. Попробуйте объяснить результат.
Примеры решения и дополнительные уроки в android-приложении и pdf-версии курса
Что такое функциональное программирование
Это не про функции!
В программировании есть два больших подхода — императивное и функциональное. Они существенно отличаются логикой работы, ещё и создают путаницу в названиях. Сейчас объясним.
🤔 Функциональное — это про функции?
❌ Нет. Функциональное — это не про функции. Функции есть почти в любых языках программирования: и в функциональных, и в императивных. Отличие функционального программирования от императивного — в общем подходе.
Метафора: инструкция или книга правил
Представьте, что вы открываете кафе-столовую. Сейчас у вас там два типа сотрудников: повара и администраторы.
Для поваров вы пишете чёткие пошаговые инструкции для каждого блюда. Например:
Повар должен следовать этим инструкциям ровно в той последовательности, в которой вы их написали. Нельзя сначала почистить свёклу, а потом взять её. Нельзя посолить кастрюлю, в которой нет воды. Порядок действий важен и определяется вами. Это пример императивного программирования. Вы повелеваете исполнителем. Можно сказать, что исполнители выполняют ваши задания.
Для администратора вы пишете не инструкцию, а как бы книгу правил:
Это тоже команды, но исполнять их администратор будет не в этой последовательности, а в любой на своё усмотрение. Можно сказать, что задача этого человека — исполнять функции администратора, и мы описали правила, по которым эти функции исполнять. Это пример функционального программирования.
❌ Программисты, не бомбите
Конечно же, это упрощено для понимания. Вы сами попробуйте это нормально объяснить (можно прямо в комментах).
Императивное программирование
Примеры языков: C, С++, Go, Pascal, Java, Python, Ruby
Императивное программирование устроено так:
В языке есть команды, которые этот язык может выполнять. Эти команды можно собрать в подпрограммы, чтобы автоматизировать некоторые однотипные вычисления. В каком порядке записаны команды внутри подпрограммы, в том же порядке они и будут выполняться.
Есть переменные, которые могут хранить данные и изменяться во время работы программы. Переменная — это ячейка для данных. Мы можем создать переменную нужного нам типа, положить туда какое-то значение, а потом поменять его на другое.
Если подпрограмме на вход подать какое-то значение, то результат будет зависеть не только от исходных данных, но и от других переменных. Например, у нас есть функция, которая возвращает размер скидки при покупке в онлайн-магазине. Мы добавляем в корзину товар стоимостью 1000 ₽, а функция должна нам вернуть размер получившейся скидки. Но если скидка зависит от дня недели, то функция сначала проверит, какой сегодня день, потом посмотрит по таблице, какая сегодня скидка.
Получается, что в разные дни функция получает на вход 1000 ₽, но возвращает разные значения — так работает императивное программирование, когда всё зависит от других переменных.
Последовательность выполнения подпрограмм регулируется программистом. Он задаёт нужные условия, по которым движется программа. Вся логика полностью продумывается программистом — как он скажет, так и будет. Это значит, что разработчик может точно предсказать, в какой момент какой кусок кода выполнится — код получается предсказуемым, с понятной логикой работы.
Если у нас код, который считает скидку, должен вызываться только при финальном оформлении заказа, то он выполнится именно в этот момент. Он не посчитает скидку заранее и не пропустит момент оформления.
👉 Суть императивного программирования в том, что программист описывает чёткие шаги, которые должны привести код к нужной цели.
Звучит логично, и большинство программистов привыкли именно к такому поведению кода. Но функциональное программирование работает совершенно иначе.
Функциональное программирование
Примеры языков: Haskell, Lisp, Erlang, Clojure, F#
Смысл функционального программирования в том, что мы задаём не последовательность нужных нам команд, а описываем взаимодействие между ними и подпрограммами. Это похоже на то, как работают объекты в объектно-ориентированном программировании, только здесь это реализуется на уровне всей программы.
Например, в ООП нужно задать объекты и правила их взаимодействия между собой, но также можно и написать просто код, который не привязан к объектам. Он как бы стоит в стороне и влияет на работу программы в целом — отправляет одни объекты взаимодействовать с другими, обрабатывает какие-то результаты и так далее.
Функциональное программирование здесь идёт ещё дальше. В нём весь код — это правила работы с данными. Вы просто задаёте нужные правила, а код сам разбирается, как их применять.
Если мы сравним принципы функционального подхода с императивным, то единственное, что совпадёт, — и там, и там есть команды, которые язык может выполнять. Всё остальное — разное.
Команды можно собирать в подпрограммы, но их последовательность не имеет значения. Нет разницы, в каком порядке вы напишете подпрограммы — это же просто правила, а правила применяются тогда, когда нужно, а не когда про них сказали.
Переменных нет. Вернее, они есть, но не в том виде, к которому мы привыкли. В функциональном языке мы можем объявить переменную только один раз, и после этого значение переменной измениться не может. Это как константы — записали и всё, теперь можно только прочитать. Сами же промежуточные результаты хранятся в функциях — обратившись к нужной, вы всегда получите искомый результат.
Функции всегда возвращают одно и то же значение, если на вход поступают одни и те же данные. Если в прошлом примере мы отдавали в функцию сумму в 1000 ₽, а на выходе получали скидку в зависимости от дня недели, то в функциональном программировании если функция получит в качестве параметра 1000 ₽, то она всегда вернёт одну и ту же скидку независимо от других переменных.
Можно провести аналогию с математикой и синусами: синус 90 градусов всегда равен единице, в какой бы момент мы его ни посчитали или какие бы углы у нас ещё ни были в задаче. То же самое и здесь — всё предсказуемо и зависит только от входных параметров.
Последовательность выполнения подпрограмм определяет сам код и компилятор, а не программист. Каждая команда — это какое-то правило, поэтому нет разницы, когда мы запишем это правило, в начале или в конце кода. Главное, чтобы у нас это правило было, а компилятор сам разберётся, в какой момент его применять.
В русском языке всё работает точно так же: есть правила правописания и грамматики. Нам неважно, в каком порядке мы их изучили, главное — чтобы мы их вовремя применяли при написании текста или в устной речи. Например, мы можем сначала пройти правило «жи-ши», а потом правило про «не с глаголами», но применять мы их будем в том порядке, какой требуется в тексте.
👉 Получается, что смысл функционального программирования в том, чтобы описать не сами чёткие шаги к цели, а правила, по которым компилятор сам должен дойти до нужного результата.
Функции в программировании
Вы будете перенаправлены на Автор24
Функции в программировании — это часть кода программы (обычно это подпрограмма), обращение к которой возможно из других программных элементов.
Введение
Программное приложение является последовательным набором символов на языке программирования. Часто возникает необходимость в многократном повторении какого-либо участка программных кодов. Чтобы избежать такие избыточные повторения однотипных участков программы, применяется понятие функции.
Под функцией понимается кодовый модуль, имеющий своё имя, по которому он может быть вызван из других участков программы. То есть, функция является подпрограммой, к которой можно обращаться из главной части программы любое количество раз.
Эта подпрограмма служит упрощению выполнения больших программных структур, которые состоят из набора программных модулей.
Функции в программировании
Подпрограмма, она же функция, должна иметь связь с базовой программой, то есть с внешним для неё окружением. Для того, чтобы обеспечить такое взаимодействие с базовой программной частью функция должна иметь компоненты входа и выхода. Под входом в функцию понимается пересылка ей аргументов, которые являются данным, полученными в наружной ветви программы. После получения данных из внешней программы, функции необходимо их использовать, то есть осуществить какие-либо операции или вычисления каких-либо значений. При выходе из функции, определённое данной функцией значение, передаётся внешней программе, которая её вызывала.
Входные данные являются параметрами, а выходные данные называются возвращаемым значением.
Но существуют и такие функции, которые ничего не принимают и, соответственно, ничего не возвращают. Что является параметрами входа и возвращаемыми данными, определяется разработчиком программы, то есть программистом. Программист, при вводе новой функции, должен определить её, и затем может выполнять обращение к ней, которое называется вызов функции. К примеру, в JavaScript, как и во многих других программных языках, чтобы определить функцию, необходимо задать ключевое слово function, а после него указать назначенное функции имя. Затем следуют круглые скобки, в которых указывается перечень параметров, и уже далее, собственно, кодовый блок, обозначенный фигурными скобками:
Готовые работы на аналогичную тему
Следует отметить, что кодовый блок, помещённый в фигурные скобки, иначе называется телом функции. В него входят команды конкретного языка, подлежащие выполнению данной функцией при вызове её из базовой программной части. То есть, собственно определение функции в программе никаких практических действий не осуществляет, но сообщает программе интерпретации, что необходимо сделать при вызове этой функции. Вызов функции в нужном месте базовой программы задаётся следующим образом:
Круглые скобки за именем функции ставятся в любом случае, даже если функция не имеет параметров. Определение функции в программе делается единожды, и далее её вызов возможно осуществлять необходимое число раз из любого места программы. Это исключает неоднократное повторение кодов тела функции в базовой программе. То есть базовая программа содержит и определения функций, и их вызовы. Программа, которая содержит вызовы функций, должна иметь доступ и к их определениям. Простым, но не единственным способом обеспечения этого, является помещение определения функции в код программы, в котором она будет вызываться. Обычно специалисты помещают определения функций в конце или в начале программы. Иногда требуется передача данных из базовой программы какой-то функции. Но нужно учитывать, что и сама функция может осуществлять необходимые операции без обмена информацией с базовой программой. Например, переслать информацию посредством электронной почты, вывести на экран картинку и тому подобные действия.
Итоговые результаты функции
Если базовой программе, которая обращается к функции, не нужны никакие итоговые данные её работы, то можно дать определение этой функции как не предоставляющей возврата информации. Правда, такая возможность имеется не во всех языках программирования. Поэтому, даже если не имеет значения, что способна вернуть функция, лучше всегда назначать её какое-либо значение для возврата. Для этого можно просто указать возврат нулевого значения, которое имеет обозначение null. Помимо этого, функции, которые могут делать возврат данных, возможно применят в формулах с операторами (к примеру, выполняющими арифметические операции), или как параметры другой функции. Но когда функция не имеет возврата, то её нельзя применять в операторных выражениях, поскольку это может вызвать появление ошибок. Для того, чтобы функция могла делать возврат, нужно указать в теле функции необходимый оператор возврата:
Рассмотрим ещё один пример:
Оклад = 10000; Процент = 15; Выплата = Оклад + Премия( Оклад, Процент);
В данном примере переменные Оклад и Процент вначале получают определённые численные обозначения. Далее происходит расчёт согласно формуле, которая определяет размер выплаты служащему и учитывает размер его оклада и премиальных. Размер премии определяется при помощи функции Премия (Оклад, Процент), которая получает пару параметров. А именно, оклад и процент от оклада. Эта функция выполняет в итоге возврат размера премии (знак * означает операцию умножения). Затем, полученное значение премии, суммируется с величиной переменой Оклад и итоговое значение суммы задаётся переменой Выплата. Само определение функции Премия, помещается в окончании программного текста. Эта программа представлена не некотором абстрактном программном языке (практически это почти JavaScript), но она служит хорошей иллюстрацией метода использования функций. Можно эту программу задать в любом текстовом редакторе, к примеру, использовать Блокнот Windows:
Рисунок 1. Код. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь выполнена вставка сценария на языке JavaScript в код HTML. Сценарный код помещается среди тегов и имеет отличие от приведённого выше примера лишь вставленной функцией alert (), которая выводит сообщение в окне диалога. Если сохранить этот текст в файле, имеющем расширение htm или html, а потом открыть его в веб-браузере, то можно увидеть появление окна диалога и в нём сообщение «Выплата =11500».
Предназначение
В шестидесятых годах прошлого века в программных языках типа ALGOL и FORTRAN появилась возможность использовать функции. Это сделало программы более понятными по своей структуре и существенно меньшими в объёме. В идеальном случае программное приложение возможно было сформировать из набора вызываемых функций и среди них несколько операторов, управляющих работой базовой части программы (условные переходы и циклы). Процесс проектирования и отладки этих программ существенно ускорился и облегчился. Специалист имел возможность создавать программы, которые используют вызов функций ещё не имеющих фактического тела. Подпрограммы могут быть написаны позже. Но чтобы была возможность запустить и проверить такую программу без остановок по ошибкам, вместо реального тела функции возможно вставить специальные программные заглушки. К примеру, это может выводиться сообщение специалисту, отлаживающему программу, «выполняется функция _ имя функции». Вывод таких сообщений позволяет увидеть выполнения обращения к функции без сообщений об ошибках в базовой части программы. После формирования главной части программы в обобщённом формате, выполняется доработка её составных частей. То есть пишутся кодовые тела соответствующих функций, и они вставляются вместо заглушек.
Такой метод написания программ получил название «сверху вниз». То есть уже написанная программа постепенно обрастает нужными функциями. Модернизация таких программ в дальнейшем может быть сведена к изменению кодов уже имеющегося функционального набора и её могут делать другие специалисты, а не только разработчик программы. Естественно, нужно сохранять изначальный программный интерфейс, чтобы не нужно было менять базовую часть программы, которая содержит обращения к функциям.