Parametry są kluczowym elementem funkcji, które sprawiają, że kod jest bardziej elastyczny i wielokrotnego użytku. Dzięki nim możemy przekazywać dane do funkcji, co pozwala na wykonywanie operacji na różnych wartościach bez konieczności duplikowania kodu. W tej lekcji szczegółowo omówimy, czym są parametry, jak działają, jak je definiować i używać, oraz jakie znaczenie mają dla efektywności i organizacji programu.

Czym są parametry?

Parametry to zmienne zdefiniowane w nagłówku funkcji, które przyjmują wartości przekazywane podczas wywoływania tej funkcji. W skrócie, parametry są sposobem na przekazywanie informacji do funkcji, aby mogła wykonać swoje zadanie na tych danych. Dzięki parametrom funkcje stają się bardziej uniwersalne, ponieważ mogą działać na różnych danych wejściowych.

Składnia parametrów

W większości języków programowania parametry są definiowane w nawiasach po nazwie funkcji. W zależności od języka, musimy określić typ danych parametrów (np. w C++), lub możemy pominąć to określenie (np. w Pythonie).

• C++:

int dodaj(int a, int b) {
    return a + b;
}

W tym przykładzie a i b to parametry funkcji dodaj, które są typu int.

• Python:

def dodaj(a, b):
    return a + b

W Pythonie nie musimy jawnie określać typu parametrów, ponieważ język automatycznie rozpoznaje typ danych na podstawie wartości przekazanej podczas wywołania funkcji.

Argumenty vs. parametry

Warto rozróżnić pojęcia parametry i argumenty. Parametry to zmienne zdefiniowane w deklaracji funkcji, podczas gdy argumenty to rzeczywiste wartości przekazywane do funkcji podczas jej wywoływania.

• Parametry: Definiowane w nagłówku funkcji.
• Argumenty: Wartości przekazywane do funkcji podczas jej wywoływania.

Przykład w C++:

int dodaj(int a, int b) {  // a i b to parametry
    return a + b;
}

int wynik = dodaj(3, 5);  // 3 i 5 to argumenty

Przekazywanie argumentów do funkcji

Kiedy wywołujemy funkcję, musimy podać argumenty, które zostaną przypisane do odpowiednich parametrów. Argumenty mogą być przekazywane na różne sposoby, w zależności od języka programowania oraz potrzeb programisty.

Przekazywanie argumentów przez wartość

Przekazywanie argumentów przez wartość oznacza, że do funkcji przekazywana jest kopia wartości argumentu. Wszelkie zmiany, które zostaną dokonane na parametrze wewnątrz funkcji, nie wpłyną na oryginalną wartość argumentu.

• C++:

void zmienWartosc(int a) {
    a = 10;  // Zmiana wartości a wewnątrz funkcji
}

int liczba = 5;
zmienWartosc(liczba);
// liczba nadal wynosi 5, ponieważ zmiana a nie wpłynęła na liczba

Przekazywanie przez wartość jest domyślnym sposobem przekazywania argumentów w wielu językach, takich jak C++ czy Java. Jest to bezpieczne, ponieważ zapobiega nieoczekiwanym zmianom wartości argumentów poza funkcją.

Przekazywanie argumentów przez referencję

Przekazywanie argumentów przez referencję oznacza, że do funkcji przekazywane jest odwołanie do oryginalnej zmiennej. Wszelkie zmiany dokonane na parametrze wewnątrz funkcji wpłyną na oryginalną wartość argumentu.

• C++:

void zmienWartosc(int &a) {
    a = 10;  // Zmiana wartości a wpłynie na oryginalną zmienną
}

int liczba = 5;
zmienWartosc(liczba);
// liczba teraz wynosi 10, ponieważ zmiana a wpłynęła na liczba

Przekazywanie przez referencję jest użyteczne, gdy chcemy zmieniać oryginalne wartości argumentów lub gdy chcemy uniknąć kosztownego kopiowania dużych struktur danych.

Przekazywanie argumentów przez wskaźnik

W językach takich jak C i C++, możemy również przekazywać argumenty do funkcji za pomocą wskaźników. Przekazywanie przez wskaźnik pozwala na manipulowanie oryginalnymi wartościami argumentów oraz jest często używane w programach, które operują na dynamicznie alokowanej pamięci.

• C++:

void zmienWartosc(int *a) {
    *a = 10;  // Zmiana wartości, na którą wskazuje wskaźnik a
}

int liczba = 5;
zmienWartosc(&liczba);
// liczba teraz wynosi 10, ponieważ zmiana *a wpłynęła na liczba

Przekazywanie przez wskaźnik jest potężnym narzędziem, ale wymaga ostrożności, aby uniknąć błędów związanych z dostępem do pamięci.

Parametry domyślne

W niektórych językach, takich jak C++ i Python, możemy definiować parametry domyślne, które mają określoną wartość, jeśli podczas wywołania funkcji nie podamy odpowiedniego argumentu. Parametry domyślne zwiększają elastyczność funkcji.

• C++:

void powitanie(std::string imie = "Gość") {
    std::cout << "Witaj, " << imie << "!" << std::endl;
}

powitanie();  // Witaj, Gość!
powitanie("Jan");  // Witaj, Jan!

• Python:

def powitanie(imie="Gość"):
    print("Witaj,", imie)

powitanie()  # Witaj, Gość
powitanie("Jan")  # Witaj, Jan

Parametry domyślne są przydatne, gdy chcemy, aby funkcja mogła działać z minimalnym zestawem danych wejściowych, ale była elastyczna, jeśli użytkownik chce dostarczyć dodatkowe informacje.

Przekazywanie dużych struktur danych

Przekazywanie dużych struktur danych, takich jak tablice czy obiekty, przez wartość może być nieefektywne, ponieważ wymaga tworzenia kopii całej struktury. W takich przypadkach lepiej jest użyć przekazywania przez referencję lub wskaźnik.

• Przykład w C++:

void wypiszTablice(const std::vector<int> &tablica) {
    for (int liczba : tablica) {
        std::cout << liczba << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

Użycie const w powyższym przykładzie zapobiega modyfikowaniu zawartości tablicy, co jest dodatkowym zabezpieczeniem.

Parametry w Pythonie

Python obsługuje dynamiczne typowanie, co oznacza, że nie musimy określać typów danych parametrów. Python oferuje również kilka zaawansowanych funkcji związanych z parametrami:

1. Argumenty pozycyjne: Standardowe argumenty przekazywane według kolejności.

def dodaj(a, b):
    return a + b

wynik = dodaj(3, 5)  # 8

2. Argumenty nazwane: Możemy wywołać funkcję, podając nazwę argumentu, co zwiększa czytelność kodu.

def powitanie(imie, wiek):
    print(f"Witaj, {imie}! Masz {wiek} lat.")

powitanie(wiek=30, imie="Jan")  # Witaj, Jan! Masz 30 lat.

3. Argumenty zmienne (args, kwargs): Python pozwala na przekazywanie zmiennej liczby argumentów.

• *args przechowuje listę argumentów pozycyjnych.
• **kwargs przechowuje słownik argumentów nazwanych.

def wypisz(*args):
    for arg in args:
        print(arg)

wypisz(1, 2, 3, "test")  # Wypisze: 1, 2, 3, test

Znaczenie parametrów w projektowaniu funkcji

Parametry są nieodzownym elementem projektowania funkcji, ponieważ umożliwiają funkcjom działanie na różnych danych bez konieczności duplikowania kodu. Oto kilka zasad projektowania funkcji z parametrami:

1. Używaj opisowych nazw parametrów: Nazwy parametrów powinny jasno wskazywać, co reprezentują. Na przykład liczba1 i liczba2 są lepsze niż a i b, jeśli funkcja wykonuje operację matematyczną.
2. Unikaj zbyt wielu parametrów: Funkcje z dużą liczbą parametrów mogą być trudne do zrozumienia i użycia. W takich przypadkach warto rozważyć przekazanie parametrów w formie struktury danych, takiej jak obiekt lub słownik.
3. Korzystaj z parametrów domyślnych: Jeśli nie wszystkie dane muszą być podane przez użytkownika, warto użyć parametrów domyślnych.

Podsumowanie

Parametry są niezbędnym elementem funkcji, który umożliwia ich wielokrotne użycie na różnych danych. W tej lekcji omówiliśmy, czym są parametry, jak je definiować i jak działają różne sposoby przekazywania argumentów. Dowiedziałeś się również, jak używać parametrów domyślnych oraz jak unikać potencjalnych błędów związanych z ich użyciem. Zrozumienie parametrów jest kluczowe dla efektywnego projektowania funkcji i tworzenia bardziej modularnych, zrozumiałych oraz elastycznych programów.

Następny podtemat ==> Typy zwracane i funkcje void