第5
章


函数

很高兴看到你结束了第
的内容,包括处理错误
1
、
级的学习
包管理、机器学习
。从本章开始
。
,你将学习更高级
在本章中,你将学习:
.什么是函数(ucin如何使用函数;

fntos)
, 

. 
函数是如何帮助用户减少错误,方便代码理解与维护的
; 
. 
声明和调用函数
; 
. 
具有返回值的函数
; 
. 
具有可选关键字参数的函数
; 
. 
在数组上应用函数
; 
. 
通用函数
; 
. 
递归地使用函数。
编写函数是所有编程语言最重要的特性,它有助于模块化我们创建
的应用程序,使我们可以在需要进行修改和升级时回到那里。


82 
极简Julia语言———机器学习跃迁之路

5.函数及其使用
1 

在进入下一级之前,你首先要了解一个基本概念———函数。编程中
的函数是为完成一项任务或解决一个问题而编写的一组指令。函数会
被命名,使得你可以任意多次地调用它们,并让它们执行程序中的任务; 
通过函数可以在整个程序中重用代码。例如,参考第4章构建的应用程
序,它可以使你掌握借给朋友的所有物品的信息。

5.函数有助于减少错误,方便代码维护
2 

请回忆一下,在第4章中,我们首先使用数组创建了一个应用程序, 
然后将其修改为使用字典运行。如果你仔细查看“借出”和“收回”的代
码块,就会发现我们重复了前几行代码以询问用户谈论的是哪个朋友。
这样做是有问题的,主要原因是会导致不可维护或不可扩展。我知道这
是目前为止你编写的规模最大的应用程序,但你还会编写规模更大的应
用程序。如果你要在所有应用程序中都重复这样的代码,那么你的编程
之旅将不会走得太远。

想象一下,若要对这段代码做一个小小的改动,那么你就必须在很

多地方做出修改! 这正是函数旨在解决的问题,函数允许你封装或捆绑

代码块,并在代码中的其他地方引用或调用这些代码块。

在继续之前,我要向你展示一个函数的简单示例。假设你希望构建
一个应用程序,要求用户输入包含三条信息的一个列表: 

①谁是你最好的朋友; 
②谁是你的朋友; 

第5章 函数8 3 
③ 你不喜欢谁。
在这里,假设你可能有不止一个最好的朋友。每个字段都可以有任
意数量的输入,因此,你当然需要使用数组。根据目前为止学到的知识, 
你可能会编写这样的代码: 
println("Who are your best friends?") 
best_friends = [] 
while true 
print("Name: ") 
user_input = readline() 
if user_input == "done" 
break 
end 
push!(best_friends, user_input) 
end 
println("Who are your friends? ") 
friends = [] 
while true 
print("Name: ") 
user_input = readline() 
if user_input == "done" 
break 
end 
push!(friends, user_input) 
end 
println("Who do you not like? ") 
not_friends = [] 
while true 
print("Name: ") 
user_input = readline() 
if user_input == "done" 
break 
end 
push!(not_friends, user_input) 
end 
这看起来代码量确实很少,但重复性非常高。尽管如此,它确实有

8 4 极简Julia语言———机器学习跃迁之路
效,如果你要运行它,你可以这样与它交互: 
Who are your best friends? 
Name: Patrick 
Name: Anna 
Name: done 
Who are your friends? 
Name: Frank 
Name: Jane 
Name: done 
Who do you not like? 
Name: done 
就这样,你有了3个数组,best_friends数组包含 
["Patrick", "Anna"] 
friends数组包含 
["Frank", "Jane"] 
而not_friends数组为空。
下面我将展示如何使用函数优化该示例,将代码行减少2/3! 但在
此之前,你先要理解函数的基本概念。为此,让我们从示例中获取帮助。
5.3 声明和调用函数
假设你要创建一个代码块,它可以获取一个整数并显示该数字加1 
后的值。使用Julia可以这样做: 
function add_one(original_number::Int64) 
println(original_number + 1) 
end 
哇! 这是一个函数! 让我们从第1行开始分解代码,我们将这行称

第5章 函数8 5 
为函数声明行: 
function add_one(original_number::Int64) 
代码成分作 用
function 
第一个关键字告诉Julia要创建一个函数,它是Julia中的一个
保留字,这意味着你不能将它用于任何其他目的,比如命名你
的变量,你只能使用它开始声明你的函数
add_one 
在本例中,这告诉Julia函数的名称是add_one,但它可能是任
何东西。任何一个有效的变量名都可以是函数的名称,例如
calc_area、find_least_number、squareOf 
original_number 
这是一个由你决定的变量名,被称为参数,一个函数可能没有
参数或有一个或多个参数。你将用这个名称引用你在函数的
代码中获得的值
::Int64 
“::”部分的意思是“...的类型”,其后面是Int64,它指定了函数
接收的变量的类型,它们(original_number::Int64)可以被读作
“函数接收一个Int64类型的名为original_number的参数” 
从第1行代码之后输入的所有代码直到与第1行对应(或匹配)的
end关键字都是函数的一部分。在本例中,在第1行和end关键字(第3 
行代码)之间只有一行代码。
该函数内的所有代码行都可以访问传递给该函数的参数。例如,如
果你查看第2行代码: 
println(original_number + 1) 
虽然我们尚未设置original_number的值,但你仍然可以像访问任何整
数一样访问它。这是因为当函数被调用时,original_number将会被填
充一个值,然后函数内部的代码将被运行,一旦遇到end 关键字, 
original_number变量将被删除,我们就会立即回到开始处。
现在,运行你的代码,这令人非常兴奋! 但是……什么都没有发生, 
它什么也不打印。你知道这是为什么吗?

8 6 极简Julia语言———机器学习跃迁之路
这是因为我们已经定义了一个代码块,它应该接收一些输入,并对
该输入进行操作。但是,我们从未对该函数进行任何输入。
因此,在函数的末尾,请输入以下代码: 
add_one(3) 
现在,在运行代码时,应该会看到以下输出: 
4
非常棒! 但是请稍等,在函数的第2行,我们访问original_number 
变量并对其加1,但我们不会将此新值存储回original_number变量中, 
这意味着该变量的值没有改变。所以,如果要打印original_number,我
们应该会看到3,对吧? 在这行代码之后: 
add_one(3) 
输入以下代码: 
println(original_number) 
非常棒! 继续运行你的程序,你应该会看到这样的输出: 
ERROR: LoadError: UndefVarError: original_number not defined 
Stacktrace: 
[1] top-level scope at none:0 
[2] include at ./boot.jl:326 [inlined] 
[3] include_relative(::Module, ::String) at ./loading.jl:1038 
[4] include(::Module, ::String) at ./sysimg.jl:29 
[5] exec_options(::Base.JLOptions) at ./client.jl:267 
[6] _start() at ./client.jl:436 
等等,这是什么? 出现了错误,为什么会是这样呢? 
还记得我提到过这个变量在end关键字后被删除了吗? 这就是出
现这个错误的原因。我们试图打印一个不存在的变量,但它“超出了作

第5章 函数8 7 
用域”。让我来解释一下。
看看以下代码: 
1 function add_one(original_number::Int64) 
2 . . . 
3 . . . 
. . . . 
. println(original_number) 
. . . . 
98 . . . 
99 . . . 
100 end 
add_one(3) 
println(original_number) 
唯一可以访问original_number变量的代码行是function关键字与
其对应的end行之间的代码行。假设这是一个包含100行代码的程序, 
可以在第2~99行中使用函数。当函数结束时之所以无法访问该变量, 
是因为该变量是局部变量。
这应该具有相同的输出: 
function add_one(original_number::Int64) 
added_number = original_number + 1 
println(added_number) 
end 
add_one(3) 
println(added_number) 
代码的行为应该相同,它将打印一个4,但仍然会给出一个错误
提示。你
可能会问:“我们并非打印函数的参数,而是打印一个变量,为什
么仍然会提示错误?”这是因为我们在函数内部定义了这个变量,当函数
结束时,函数内部的所有声明都将不复存在,数据可以流入(通过参数),

8 8 极简Julia语言———机器学习跃迁之路
但无法输出。
5.4 具有返回值的函数
只接收输入的函数很简单,我们还希望函数能够处理我们输入的数
据,然后返回处理结果。所以这次我们不让函数加1并打印出值,而是
让它加1并返回值,然后在函数外打印出值。
输入以下代码: 
function add_one(original_number::Int64)::Int64 
return original_number + 1 
end 
你可能会立即注意到第1行中的不同:在函数声明的末尾,我们添
加了::Int64。这会告诉Julia,这个函数将返回一个Int64类型的值。换
句话说,当有人使用该函数时,其值将始终被解析为一个整数。
现在,你可以像过去使用其他函数一样使用该函数。例如: 
println(add_one(3)) 
请注意,调用add_one本身就是一个表达式,而该表达式将解析为
一个整数,然后将该整数传递给println,最终结果会被打印到屏幕上。
所以,如果运行该应用程序,应该会看到输出为 
4
你也可以通过使用以下变量进行打印: 
input = 10 
result = add_one(input) 
println(result) 
这将会打印出

第5章 函数8 9 
11 
因此,一开始看起来复杂难懂的函数,现在已经被揭开了神秘面纱, 
现在你也知道如何使用它们了。但要真正理解函数的工作原理,我们还
必须构建一些功能更强大的程序。让我们看看第一个例子,请注意,这
是我们原来的代码: 
println("Who are your best friends?") 
best_friends = [] 
while true 
print("Name: ") 
user_input = readline() 
if user_input == "done" 
break 
end 
push!(best_friends, user_input) 
end 
println("Who are your friends? ") 
friends = [] 
while true 
print("Name: ") 
user_input = readline() 
if user_input == "done" 
break 
end 
push!(friends, user_input) 
end 
println("Who do you not like? ") 
not_friends = [] 
while true 
print("Name: ") 
user_input = readline() 
if user_input == "done" 
break 
end 
push!(not_friends, user_input) 
end

9 0 极简Julia语言———机器学习跃迁之路
首先,让我们找出重复的代码(本例中非常简单): 
println("Who are your best friends?") 
best_friends = [] 
while true 
print("Name: ") 
user_input = readline() 
if user_input == "done" 
break 
end 
push!(best_friends, user_input) 
end 
println("Who are your friends? ") 
friends = [] 
while true 
print("Name: ") 
user_input = readline() 
if user_input == "done" 
break 
end 
push!(friends, user_input) 
end 
println("Who do you not like? ") 
not_friends = [] 
while true 
print("Name: ") 
user_input = readline() 
if user_input == "done" 
break 
end 
push!(not_friends, user_input) 
end 
好了,我们已经确定了要封装在一个函数中的模式了,以下就是它
所做的事情: 
① 创建一个空数组(字符串类型); 
② 创建一个无限循环;