《过程封装-函数》课件

过程封装--函数函数是组织代码的有效方式。它将相关的代码块封装在一起，提高代码可读性和可维护性。什么是过程封装？11.将代码模块化将一段完成特定功能的代码块封装成一个独立的单元，方便重复使用和维护。22.隐藏实现细节通过封装，将代码的内部实现细节隐藏起来，外部代码只需要调用封装好的接口即可。33.提高代码复用率将代码封装成函数，可以方便地进行代码复用，减少代码重复编写，提高开发效率。44.降低代码复杂度通过将代码模块化，可以将复杂的功能分解成多个简单的函数，降低代码的复杂度，提高代码的可读性和可维护性。过程封装的目的提高代码可读性过程封装可以将复杂的操作简化为一个函数调用，提高代码的可读性和可维护性。提高代码复用性封装后的函数可以被多次调用，避免重复编写相同的代码，提高代码复用率。降低代码复杂度将复杂的程序分解成一个个简单的函数，可以降低代码的复杂度，使程序更容易理解和维护。提高代码的可靠性封装后的函数经过测试和验证，可以确保代码的可靠性和稳定性。封装可以带来哪些好处？代码复用性通过封装，我们可以将常用的代码逻辑封装成函数，方便在其他地方重复使用，减少代码重复编写，提高开发效率。代码可读性封装可以将复杂的功能代码封装成一个个独立的函数，使得代码结构更加清晰，易于理解和维护。代码可维护性封装后的代码易于修改和维护，当需要修改某个功能时，只需要修改对应的函数即可，不会影响其他代码。代码安全性封装可以隐藏内部实现细节，只暴露必要的接口，防止外部代码对内部数据进行非法访问，提高代码安全性。什么是函数？代码块函数是一段可重复使用的代码，它执行特定任务。构建模块函数就像乐高积木，可以组合成更复杂的功能。计算工具函数可以接收输入，进行计算或操作，并返回结果。函数的基本构成函数名每个函数都需要一个唯一的名称，用于标识和调用它。函数名应遵循命名规范，以提高代码的可读性。参数列表参数是函数执行时从调用者接收的数据。参数列表定义函数接受哪些类型的参数以及参数的顺序。函数体函数体包含函数的实际代码，用于执行特定的操作并返回结果。返回值函数执行完后，可以返回一个值给调用者。返回值类型应与函数体中return语句返回的值类型一致。如何定义一个函数函数定义语法使用关键字`def`定义函数，后面紧跟函数名和圆括号，括号内是参数列表。函数体函数体包含要执行的代码块，用缩进表示代码块的范围。返回值函数可以使用`return`语句返回一个值，如果没有返回值，默认返回`None`。函数的命名规则见名知意函数名应清晰地反映函数的功能和作用，方便阅读和理解代码。命名规范使用驼峰命名法或下划线命名法，提高代码一致性，方便团队协作。大小写区分函数名通常使用小写字母，避免与变量名混淆。函数的参数参数的作用函数的参数就像给函数传递信息。可以根据不同的参数执行不同的操作。参数的类型参数可以是各种类型，如整数、浮点数、字符串、数组、结构体等。参数的个数函数可以没有参数，也可以有多个参数，取决于函数的功能。参数的传递机制1调用函数传递参数2函数接收参数传递3执行操作使用参数参数传递是调用函数时将实参传递给形参的过程。函数接收到的参数值会根据传递机制进行处理，以便在函数内部使用。例如，值传递会复制参数值，而引用传递则直接使用实参地址。值传递和引用传递1值传递函数调用时，将实参的值复制到形参，形参的改变不会影响实参。2引用传递函数调用时，将实参的地址传递给形参，形参的改变会影响实参。3区别值传递传递的是副本，引用传递传递的是原值。4应用场景值传递用于不希望改变实参，引用传递用于需要修改实参。函数的返回值返回类型函数的返回值类型决定了函数返回的值的类型，例如int、double或字符串等。返回值类型在函数定义时指定，并与函数调用时返回的值类型匹配。返回语句使用`return`语句将计算结果返回给调用函数，该语句必须位于函数体中。返回语句可以带参数，表示返回该参数的值，如果没有参数，则返回一个默认值。函数的调用函数定义只是创建了函数的代码块，而函数的调用才是真正执行函数内部代码的关键。1函数名使用函数名来标识要调用的函数2参数将实际值传递给函数的形参3返回值接收函数执行的结果调用函数时，程序会跳转到函数内部执行代码。函数执行完毕后，程序会返回到调用函数的地方，并继续执行后续代码。函数的作用域函数定义所在区域函数的作用域是指函数可以访问的变量范围。函数内的变量在函数执行结束后会被销毁。函数调用所在区域函数调用会创建一个新的作用域，在这个作用域中可以访问函数的参数和局部变量。局部变量和全局变量局部变量在函数内部定义的变量，只能在该函数内部访问。全局变量在函数外部定义的变量，可以在整个程序中访问。作用域局部变量的作用域仅限于定义它的函数，全局变量的作用域是整个程序。生命周期局部变量在函数被调用时创建，函数结束时销毁，全局变量在程序启动时创建，程序结束时销毁。变量的生存期定义阶段变量在函数或代码块中被定义时，其生存期就开始了。这意味着，变量在内存中分配了空间，可以被使用。作用域结束当定义变量的函数或代码块执行结束时，该变量的生存期也随之结束。其内存空间被释放，变量不再有效。递归函数函数调用自身递归函数可以调用自身,实现重复执行。分而治之递归函数通过分解问题,将复杂问题分解为更小的子问题。自相似结构递归函数可以产生自相似结构,例如树形结构。递归函数的优缺点11.简洁性递归函数可以将复杂问题分解成更小的子问题，代码简洁易懂。22.代码复用递归函数可以重复调用自身，减少代码重复，提高代码复用率。33.效率问题递归函数可能导致栈溢出，效率不如循环结构。44.可读性问题递归函数的逻辑可能难以理解，可读性不如循环结构。函数的重载相同函数名，不同参数函数重载是指在同一作用域内，多个函数具有相同函数名，但参数列表不同。编译器自动识别编译器会根据函数调用时的参数类型和数量自动识别并调用相应的函数。提高代码可读性函数重载可以让代码更简洁易懂，减少重复代码，提高代码的可维护性。内联函数定义内联函数是一种特殊的函数，它在编译时将函数体直接插入到调用函数的地方，从而避免了函数调用的开销。这可以提高程序的效率。使用使用inline关键字修饰函数定义，即可将其声明为内联函数。例如：inlineintadd(inta,intb){returna+b;}。函数指针函数指针定义函数指针是一个指向函数的指针变量。指针类型函数指针的类型由函数的返回值类型和参数类型决定。调用函数通过函数指针可以间接调用函数，指针指向的函数会被执行。函数指针的优点灵活地调用函数，提高代码可读性和可维护性，便于使用回调函数。函数指针的应用场景回调函数回调函数允许将函数作为参数传递给另一个函数，以便在特定事件发生时执行。事件处理通过使用函数指针，可以将不同的函数与不同的事件关联起来，从而实现灵活的事件处理机制。排序算法函数指针可以用来实现通用排序算法，允许用户指定自定义比较函数来定义排序规则。数据结构操作函数指针可以用于实现各种数据结构操作，例如插入、删除、查找等，提高代码的可读性和可维护性。C++标准库中的常用函数算法C++标准库提供了丰富的算法，例如排序、搜索、查找和转换算法，可以帮助我们高效地处理数据。字符串C++标准库提供了字符串操作函数，例如字符串比较、查找、替换和分割。容器C++标准库提供了各种容器类型，例如数组、列表、集合和映射，可以用于存储和管理数据。输入/输出C++标准库提供了输入/输出流操作，例如控制台输入和输出、文件读写。如何有效使用函数11.选择合适的函数根据具体问题选择功能明确、易于理解的函数。22.函数参数的合理性参数类型、数量、顺序需符合函数功能要求。33.返回值的设计返回值应清晰地反映函数的执行结果，避免歧义。44.函数的注释清晰简洁的注释，解释函数功能、参数、返回值等。函数设计的原则单一职责每个函数应该专注于完成一项特定的任务，避免将多个不相关的功能混杂在一起。可读性使用清晰、简洁的命名和注释，使代码易于理解和维护。模块化将代码分解成独立的函数，以便于复用和维护。效率选择合适的算法和数据结构，以提高代码的执行效率。函数库的设计模块化将相关的函数分组到不同的库中，提高代码的可维护性和可重用性。命名空间使用命名空间避免函数名冲突，使库的组织更加清晰。文档化为每个库提供详细的文档，方便其他开发者使用和理解。测试对库进行充分的测试，确保其功能正常，提高代码质量。函数的测试和调试1单元测试编写测试用例，验证函数功能的正确性。2调试工具使用调试器，单步执行代码，查看变量值和函数调用栈。3日志记录在代码中添加日志，记录程序运行过程，方便排查错误。4代码覆盖率测试代码覆盖率，确保函数被充分测试。课堂练习1函数编写练习编写一个函数，实现两个整数的加法操作，并返回结果。2函数调用练习编写一个程序，调用上述加法函数，并输出结果。3函数调试练习编写一个函数，实现两个整数的减法操作，并返回结果，然后进行调试，找出并解决代码中的错误。本章小结过程封装过程封装是结构化程序设计的重要思想之一。通过封装，将代码逻辑模块化，提高代码可读性、可维护性、可复用性。函