函数:Python vs C++
在 Python 和 C++ 中,函数的作用相同;函数把语句组合在一起,执行某种任务。函数可以帮助你避免重复地复制和粘贴相同的代码。
函数编写的语法有些不同,主要有三个原因:
- Python 通过查看回车符和换行符来检测代码行的结束。C++ 使用分号实现这一功能。
- Python 使用缩进将代码语句组合在一起,但 C++ 使用大括号。
- Python 是动态类型的,而 C++ 是静态类型的。和声明变量的方法一样,你同样需要声明你的函数。
我们从一个简单的函数开始,并且并排比较 Python 和 C++ 代码。
这个函数代入速度和时间。两者相乘计算出距离。除了语法上的差异,还要特别注意:
- 函数声明
- 变量声明
- main() 内部是什么代码,外部是什么代码。
剖析代码
C++ 代码看起来比 Python 代码长得多,因为 C++ 有一些额外的部分。我们逐句解析这段代码。
代码开始是
# include <iostream>
这里是导入 C++ 标准库的 iostream 部分。需要这行代码才能使用 cout
。
导入必要的库之后,你可以看到一个函数声明。
float distance(float velocity, float time_elapsed);
这行代码通知你的 C++ 程序,有一个名为 distance 的函数。这个函数接收两个单精度浮点数并返回一个单精度浮点数。第一个单精度浮点数是 velocity,第二个是 time_elapsed。
然后是main函数。所有 C++ 程序都需要 main() 函数,这个函数返回 0。main() 调用 distance 函数并把结果输出到终端。
int main() {
std::cout << distance(5, 4) << std::endl;
std::cout << distance(12.1, 7.9) << std::endl;
return 0;
}
最后是函数定义
float distance(float velocity, float time_elapsed) {
return velocity * time_elapsed;
}
你之前已经看到过 main() 函数,因此这不是你第一次看到函数如何在 C++ 中发挥作用。注意,main 函数和 distance 函数的语法非常相似。唯一的区别在于,main 函数不接受任何参数,并返回值为 0 的整数;而 distance 函数接受两个单精度浮点数并返回一个单精度浮点数。
此外,main 函数不需要单独声明。
函数剖析
你已经看过如何用 C++ 编写函数。一般而言,C++ 函数由函数声明和函数定义组成。
因为 C++ 是静态类型的,所以你需要指定函数输入变量的数据类型和函数返回的数据类型。
//function declaration returndatatype functionname(datatype variable_a, datatype variable_b, etc.); //function definition returndatatype functionname(datatype variable_a, datatype variable_b, etc.) { statement_1; statement_2; .... etc return returndatatype }
小测试:编写函数
写一个名为 distance 的函数,该函数有 3 个输入和 1 个输出。输入为速度、加速度和时间。输出为随时间推移经过的距离。距离的计算公式为: distance = velocity \times elapsedtime + 0.5 \times acceleration \times elapsedtime \times elapsedtimedistance=velocity×elapsedtime+0.5×acceleration×elapsedtime×elapsedtime
//TODO: include the iostream part of the standard library #include <iostream> //TODO: declare your function called distance float distance(float velocity, float acceleration, float time_elapsed); // Leave the main function as is int main() { // TODO: The following are examples you can use to test your code. // You will need to uncomment them to get them working. std::cout << distance(3, 4, 5) << std::endl; std::cout << distance(7.0, 2.1, 5.4) << std::endl; return 0; } //TODO: define your function float distance(float velocity, float acceleration, float time_elapsed) { return velocity*time_elapsed + 0.5*acceleration*time_elapsed*time_elapsed; }
多输出函数
在Python中,你可以编写多输出函数。比如下面这个例子:
## Python Code
def distance(velocity, time_elapsed):
return velocity * time_elapsed, velocity / 2
它将会输出 elocity time_elapsed以及 velocity/2 (速度 时间和速度 / 2)。
在C++中,函数只可以有一个输出。当然我们也有一些变通方案,但这些方案不在本模块的讨论范围之内。
C++ 小贴士:函数声明
你并不需要将函数声明放在代码开头来获取有效的解决方案。正像你可以同时声明和定义一个变量那样,int x = 5;
,你也可以同时声明和定义一个函数。
下面这段代码同样可以运行:
float distance(float velocity, float time_elapsed) { return velocity * time_elapsed; } int main() { std::cout << distance(5, 4) << std::endl; std::cout << distance(12.1, 7.9) << std::endl; return 0; }
不过请注意,你需要在 main() 函数之前定义你的函数,而不是在它之后,否则你的代码将会尝试调用 distance() 函数,却没有它的定义。