第7篇：功能——打造你的工具箱 Rust中文编程

第7篇功能——打造你的工具箱作者李金雨联系方式wbtm2718qq.com目标读者Rust中文编程核心理念AI时代必须使用中文编程母语编程阅读效率极高1. 开篇引入本课目标理解什么是函数掌握函数的定义方法掌握函数的调用方法理解函数的参数和返回值理解函数的嵌套调用生活场景引入想象一下你有一个工具箱里面有各种工具锤子用来钉钉子螺丝刀用来拧螺丝尺子用来测量长度计算器用来计算每个工具都有自己的用途你可以根据需要使用它们。在编程中函数就像这些工具每个函数都有自己的功能你可以调用它们来完成特定的任务。预期成果展示通过这节课的学习你将能够定义自己的函数调用函数来完成任务给函数传递参数接收函数的返回值理解函数的嵌套调用2. 概念讲解什么是函数函数就像一个工具它接收一些输入参数进行一些操作然后返回一个输出返回值。定义函数在Rust中我们使用fn关键字来定义函数fnmain(){fn函数名(参数1:类型1,参数2:类型2)-返回类型{// 函数体// 最后一行表达式的结果就是返回值}}例如fnmain(){// 定义一个加法函数fn加法(数字1:i32,数字2:i32)-i32{数字1数字2}// 定义一个打印函数fn打印(内容:str){println!({},内容);}}调用函数调用函数就像使用工具一样你需要提供必要的参数fnmain(){// 定义一个加法函数fn加法(数字1:i32,数字2:i32)-i32{数字1数字2}// 调用加法函数let结果加法(1,2);println!(1 2 {},结果);// 定义一个打印函数fn打印(内容:str){println!({},内容);}// 调用打印函数打印(你好世界);}函数参数函数参数就像工具的原材料你需要提供它们才能让工具工作fnmain(){// 定义一个计算面积的函数fn计算面积(长:f64,宽:f64)-f64{长*宽}// 调用函数let面积计算面积(5.0,3.0);println!(面积{},面积);}函数返回值函数返回值就像工具加工后的成品它是函数执行的结果fnmain(){// 定义一个计算平均值的函数fn计算平均值(数字们:[i32])-f64{letmut总和0;for数字in数字们{总和数字;}总和asf64/数字们.len()asf64}// 调用函数let数字们[1,2,3,4,5];let平均值计算平均值(数字们);println!(平均值{},平均值);}函数体和表达式函数体是函数的具体实现它由一系列语句组成。在Rust中函数的返回值通常是函数体的最后一个表达式fnmain(){fn函数名()-返回类型{// 语句1// 语句2// ...// 最后一个表达式就是返回值表达式}}你也可以使用return关键字来显式返回值fnmain(){fn比较大小(a:i32,b:i32)-i32{ifab{returna;}else{returnb;}}}函数调用函数函数可以调用其他函数这就是函数的嵌套调用fnmain(){// 定义一个计算平方的函数fn平方(数字:i32)-i32{数字*数字}// 定义一个计算平方根的函数fn平方根(数字:f64)-f64{数字.sqrt()}// 定义一个计算距离的函数fn计算距离(x1:i32,y1:i32,x2:i32,y2:i32)-f64{let差xx2-x1;let差yy2-y1;let平方和平方(差x)平方(差y);平方根(平方和asf64)}// 调用函数let距离计算距离(0,0,3,4);println!(距离{},距离);}内置函数和宏Rust提供了很多内置的函数和宏比如println!、String::from、vec!等fnmain(){// 使用内置函数let字符串String::from(你好);println!(字符串长度{},字符串.len());// 使用宏let数字们vec![1,2,3,4,5];println!(数字们{:?},数字们);}3. 动手实践基础练习必做制作数学工具箱创建一个程序包含求和、平均、最大最小值函数// 求和函数fn求和(数字们:[i32])-i32{letmut总和0;for数字in数字们{总和数字;}总和}// 平均函数fn平均(数字们:[i32])-f64{let总和求和(数字们);总和asf64/数字们.len()asf64}// 最大值函数fn最大值(数字们:[i32])-i32{letmut最大数字们[0];for数字in数字们{if数字最大{最大数字;}}最大}// 最小值函数fn最小值(数字们:[i32])-i32{letmut最小数字们[0];for数字in数字们{if数字最小{最小数字;}}最小}fnmain(){let数字们[1,2,3,4,5];println!(数字们{:?},数字们);println!(总和{},求和(数字们));println!(平均{},平均(数字们));println!(最大值{},最大值(数字们));println!(最小值{},最小值(数字们));}制作字符串工具箱创建一个程序包含统计字数、反转文字函数// 统计字数函数fn统计字数(文字:str)-usize{文字.chars().count()}// 反转文字函数fn反转文字(文字:str)-String{文字.chars().rev().collect()}fnmain(){let文字Hello, World!;println!(原文字{},文字);println!(字数{},统计字数(文字));println!(反转后{},反转文字(文字));}制作单位转换器创建一个程序包含长度、重量、温度转换函数// 长度转换公里转英里fn公里转英里(公里:f64)-f64{公里*0.621371}// 重量转换公斤转磅fn公斤转磅(公斤:f64)-f64{公斤*2.20462}// 温度转换摄氏度转华氏度fn摄氏度转华氏度(摄氏度:f64)-f64{摄氏度*9.0/5.032.0}fnmain(){let公里10.0;println!({}公里 {}英里,公里,公里转英里(公里));let公斤50.0;println!({}公斤 {}磅,公斤,公斤转磅(公斤));let摄氏度25.0;println!({}摄氏度 {}华氏度,摄氏度,摄氏度转华氏度(摄氏度));}进阶练习选做制作数学计算器创建一个程序包含加减乘除函数fn加法(a:f64,b:f64)-f64{ab}fn减法(a:f64,b:f64)-f64{a-b}fn乘法(a:f64,b:f64)-f64{a*b}fn除法(a:f64,b:f64)-f64{a/b}fnmain(){leta10.0;letb5.0;println!({} {} {},a,b,加法(a,b));println!({} - {} {},a,b,减法(a,b));println!({} * {} {},a,b,乘法(a,b));println!({} / {} {},a,b,除法(a,b));}制作判断函数创建一个程序包含判断是否为偶数、是否为素数函数// 判断是否为偶数fn是偶数(数字:i32)-bool{数字%20}// 判断是否为素数fn是素数(数字:i32)-bool{if数字1{returnfalse;}for除数in2..数字{if数字%除数0{returnfalse;}}true}fnmain(){let数字17;println!({}是否为偶数{},数字,是偶数(数字));println!({}是否为素数{},数字,是素数(数字));}挑战练习拓展制作综合性工具创建一个程序包含多个功能函数// 计算阶乘fn阶乘(数字:u32)-u64{if数字0||数字1{1}else{数字asu64*阶乘(数字-1)}}// 计算斐波那契数列fn斐波那契(数字:u32)-u64{if数字0{0}elseif数字1{1}else{斐波那契(数字-1)斐波那契(数字-2)}}// 生成随机数简单版本fn随机数(最大值:i32)-i32{usestd::time::SystemTime;let时间SystemTime::now().duration_since(SystemTime::UNIX_EPOCH).unwrap().as_secs()asi32;时间%(最大值1)}fnmain(){println!(5的阶乘{},阶乘(5));println!(斐波那契数列第10项{},斐波那契(10));println!(0-99的随机数{},随机数(99));}4. 知识总结核心概念回顾函数完成特定任务的代码块参数传递给函数的输入值返回值函数执行后返回的结果函数定义使用fn关键字定义函数函数调用通过函数名和参数调用函数函数体函数的具体实现表达式函数体中的代码最后一个表达式是返回值嵌套调用函数可以调用其他函数关键代码速查功能代码说明函数定义fn 函数名(参数: 类型) - 返回类型 { 代码 }定义一个函数函数调用函数名(参数)调用一个函数无返回值fn 函数名() {}函数没有返回值显式返回return 值;显式返回一个值表达式返回值函数体最后一个表达式作为返回值常见错误提醒参数类型不匹配调用函数时提供的参数类型与函数定义不匹配返回类型不匹配函数返回的值类型与函数定义的返回类型不匹配参数数量不匹配调用函数时提供的参数数量与函数定义不匹配函数未定义调用了未定义的函数5. 课后作业巩固练习题编写一个函数计算两个数的最大公约数编写一个函数将字符串转换为大写编写一个函数计算三角形的面积根据三边长度创意编程题发挥你的创意创建一个程序包含多个功能函数比如计算BMI指数、判断闰年等编写一个程序实现一个简单的密码生成器函数下篇预习提示下一篇我们将学习结构模板——自定义数据类型就像学习如何创建自己的模板来组织数据。预习一下什么是结构体如何定义结构体如何创建结构体实例如何访问和修改结构体字段恭喜你完成了第七篇教程你已经掌握了函数的定义和使用学会了如何打造自己的工具箱。继续加油下一篇我们将学习如何创建自定义数据类型学习交流如果你在学习过程中遇到任何问题欢迎联系我** 视频号“时空系”邮箱wbtm2718qq.com其他提示本人正在开发纯中文编程语言和编译器有兴趣的可以交流本人正在写一本基于中国母语思维习惯的数学教材可以让你一年内学完从初中到研究生的数学而且可以让你快速掌握人工智能的关键数学知识有兴趣的可以交流祝你学习愉快