Day11 - 函數

16th鐵人賽 rust

blueye

2024-09-25 00:31:25

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Rust 的函數和其他語言基本都差不多，基本結構可以分成兩個部分來理解：函數簽名(function signature) 以及函數本體(function body)。

函數簽名

fn function_name(parameters) -> return_type {
    // function body
}

函數簽名就是除了大括號裡面的部分，簡單說它定義了函數的輸入參數和輸出類型。

fn 是函數的關鍵字，後面 function_name 自行定義函數名稱，Rust 裡面變數和函數的命名慣用 snake case，不用的話編譯器不會報錯但會 warning ，這是因為 Rust 提供了內建的靜態分析功能，不需要像 JavaScript 那樣安裝額外工具(如 EsLint)。
parameters 是 0 或多個函數的參數，每個參數都必須指定型別。
return_type 之前也有提到過，代表這個函數回傳值的型別，用 -> 指定，如果沒有回傳值這部分可以省略。
{} 裡面定義函數的行為，表示函數的範圍還有定義其中局部變數的作用域。另外，大括號內最後一個表達式會自動成為返回值。
函數的位置沒有前後關係，Rust 不在意函數的定義順序，只要函數在呼叫時已定義於可見的範圍內，無論定義在何處，程式都能正常編譯。
例如下面兩者意義上是相同的。

fn sum(x: i32, y: i32) -> i32 {
    return x + y;
}

fn main() {
    let result = sum(5, 6);
    println!("{}", result);
}

fn main() {
    let result = sum(5, 6);
    println!("{}", result);
}

fn sum(x: i32, y: i32) -> i32 {
    return x + y;
}

函數本體

再來介紹 {} 裡面，也就是函數本體，邏輯的實作以及細節。
裡面會由一系列的陳述式（statements）並在最後可以選擇加上表達式（expression）來組成。Rust 是門基於表達式（expression-based）的語言，幾乎所有程式區塊和流程控制結構都能回傳值，讓 Rust 的語法非常靈活，有些語言沒有那麼在意兩者差別，但在 Rust 需要明確區分兩者，理解兩者差異對於撰寫簡潔且符合 Rust 語法的程式碼非常重要。

陳述式（Statements）是進行一些動作的指令，且不回傳任何數值。
表達式（Expressions）則是計算並產生數值，結尾不會加上分號，如果加上分號就不會回傳值了！

所以前面範例裡面 sum 的 return 是可以省略的。

fn sum(x: i32, y: i32) -> i32 {
    x + y // 這是表達式
}

fn main() {
    let result = sum(5, 6); // 這是陳述式
    println!("{}", result);
} // 整個 fn 的區塊也可以視為表達式

另外前一篇有提到 if 的賦值其實也和陳述式、表達式有關，我們重新看一下當初提到的例子

fn main() {
    let condition = true;
    let number = if condition { 5 } else { 6 };

    println!("數字結果為：{number}");
}

可以注意到 if-else 大括號裡面的數字後面也沒有分號，如果加上分號會變成怎樣呢？

fn main() {
    let condition = true;
    let number = if condition { 5; } else { 6; };

    println!("數字結果為：{number}");
}

答案是直接報錯。

$ cargo run
error[E0277]: `()` doesn't implement `std::fmt::Display`
 --> src/main.rs:5:21
  |
5 |     println!("數字結果為：{number}");
  |                           ^^^^^^^^ `()` cannot be formatted with the default formatter
  |
  = help: the trait `std::fmt::Display` is not implemented for `()`
  = note: in format strings you may be able to use `{:?}` (or {:#?} for pretty-print) instead
  = note: this error originates in the macro `$crate::format_args_nl` which comes from the expansion of the macro `println` (in Nightly builds, run with -Z macro-backtrace for more info)

接下來解析一下他的錯誤 error[E0277]: () doesn't implement std::fmt::Display
會有這個錯誤的原因是，預期拿到的 number 其實是一個 () ，也就是介紹元組與陣列提到的單元型別，代表沒有回傳值。

到這邊可以看出來，if-else 大括號裡面其實和函數的大括號有相同的行為，原本的 5 和 6 是一種表達式，在大括號內的最後一句表達式會自動回傳值，這樣可以減少顯式的 return 語句，使得程式碼更加簡潔。因此一開始沒有分號的時候 number 會拿到回傳值 5，後面加上分號之後就不會回傳，而回傳了預設值單元型別。