Primer lesson: kazi na programu za msimu

Kazi na Upangaji wa Msimu

Kazi na programu za msimu ni sehemu muhimu za programu ya kompyuta. Zinatusaidia kuunda programu wazi na rahisi kueleweka. Somo hili litaeleza maana ya kazi na upangaji wa programu kwa kutumia lugha rahisi na mifano ya kila siku. Kila dhana inaelezwa hatua kwa hatua. Utajifunza utendakazi ni nini, kwa nini tunazitumia, na jinsi zinavyofanya msimbo wetu kupangwa na kufurahisha kufanya kazi nao. Pia tutachunguza jinsi upangaji wa kawaida unavyogawanya tatizo kubwa katika vipande vidogo, vinavyoweza kudhibitiwa.

Je, Kazi ni nini?

Kitendaji ni kama mashine ndogo ambayo hufanya kazi moja. Katika programu, kazi ni kizuizi cha kificho ambacho hufanya kazi maalum wakati inaitwa. Fikiria juu ya mashine ya kuuza. Unapoweka pesa, mashine inakupa vitafunio. Hatua (kuweka pesa, kuchagua vitafunio, na kupata vitafunio) ni sehemu zote za kazi hii.

Chaguo za kukokotoa huchukua ingizo, huichakata, na kisha kurudisha pato. Kwa mfano, ikiwa chaguo la kukokotoa linaongeza nambari mbili, inachukua nambari kama ingizo na kutoa jumla kama pato. Wazo hili ni sawa na jinsi unavyoweza kuchanganya rangi mbili ili kupata rangi mpya katika sanaa. Ingizo ni rangi, na matokeo ni rangi mpya.

Vipengele vya Msingi vya Kazi

Kila kipengele kina sehemu muhimu:

Jina: Chaguo la kukokotoa lina jina. Jina hili linakuambia kazi hii hufanya nini.
Vigezo (au Ingizo): Hizi ndizo maadili unazozipa kitendakazi kufanyia kazi. Wafikirie kama viungo katika mapishi.
Mwili: Hii ni seti ya maagizo ndani ya chaguo la kukokotoa. Inaambia chaguo la kukokotoa jinsi ya kufanya kazi na maadili ya ingizo.
Thamani ya Kurudisha (au Pato): Baada ya kuchakata pembejeo, chaguo la kukokotoa hukupa matokeo. Matokeo haya ni pato.

Kwa mfano, chaguo rahisi la kukokotoa linaloitwa salamu linaweza kuchukua jina kama ingizo na kurudisha salamu ya kirafiki. Hatua katika kazi hufanya kazi kama vile kutengeneza sandwichi: unachagua viungo vyako, changanya pamoja, kisha ufurahie sandwichi.

Mfano: Kazi ya Salamu

Hebu tuone mfano. Tuseme unataka chaguo la kukokotoa ambalo linakaribisha mtu kwa jina. Hivi ndivyo utendaji unaweza kuonekana:

 def salamu(jina):
    rudisha "Habari, " + jina + "!"

Katika kipengele hiki:

salamu ni jina la hafla.
jina ni parameter. Ni kile unachotoa kwa kazi.
Chaguo la kukokotoa linarudisha ujumbe kama "Hujambo, Alice!" ukipita "Alice" kama jina.

Upangaji wa Msimu ni nini?

Upangaji programu wa kawaida unahusu kuvunja tatizo kubwa katika sehemu ndogo, rahisi kutatua. Kila sehemu ya programu inafanywa kama moduli tofauti au kazi. Kwa njia hii, programu inakuwa kama fumbo ambapo kila kipande kinalingana ili kuunda picha nzima.

Fikiria unataka kujenga ngome ya LEGO. Badala ya kujaribu kujenga ngome nzima mara moja, unajenga minara, kuta, na milango tofauti. Baadaye, unajiunga na vipande hivi ili kuunda ngome kamili. Katika upangaji programu, upangaji wa kawaida ni kama kujenga na vipande vya LEGO. Kila kipande (kazi au moduli) hufanya kazi yake mwenyewe.

Faida za Kutumia Kazi na Upangaji wa Msimu

Kuna sababu nyingi za kutumia kazi na programu za kawaida:

Rahisi Kuelewa: Kugawanya programu katika sehemu hufanya iwe rahisi kusoma na kufuata.
Msimbo unaoweza kutumika tena: Unaweza kutumia chaguo la kukokotoa katika sehemu nyingi za programu yako bila kuandika msimbo sawa tena.
Utatuzi Rahisi Zaidi: Ikiwa kitu kitaenda vibaya, ni rahisi kupata shida katika kazi ndogo kuliko katika kipande kimoja kikubwa cha msimbo.
Kazi Iliyopangwa: Upangaji programu wa kawaida husaidia kuweka msimbo wako nadhifu na kupangwa. Kila kipengele kina kusudi wazi.

Mawazo haya husaidia waandaaji wa programu kudhibiti matatizo magumu na kujenga miradi mikubwa kwa njia rahisi.

Mifano Zaidi ya Kazi

Hapa kuna mifano zaidi inayokuonyesha utendaji tofauti na jinsi inavyofanya kazi.

Mfano 1: Kuongeza Nambari Mbili

Chaguo hili litaongeza nambari mbili. Ni kama kisanduku cha uchawi ambacho huchukua nambari mbili na kukupa jumla yao.

Kwa mfano, kuweka 3 na 2 inatoa 5 kama matokeo. Tazama nambari iliyo hapa chini:

 def ongeza (a, b):
    rudisha + b

Kitendaji hiki husaidia wakati wowote unahitaji kuchanganya nambari mbili. Kama vile kuchanganya rangi mbili tofauti ili kutengeneza rangi mpya, hapa unachanganya nambari mbili ili kupata jumla yao.

Mfano wa 2: Kuangalia Nambari Hata au Isiyo ya Kawaida

Chaguo hili la kukokotoa hukueleza ikiwa nambari ni sawa au isiyo ya kawaida. Nambari ya usawa inaweza kugawanywa sawasawa na 2, wakati nambari isiyo ya kawaida haiwezi.

Fikiria una kikapu cha tufaha. Ikiwa unajaribu kuweka maapulo kwa jozi na apple moja imeachwa, basi nambari hiyo ni isiyo ya kawaida. Kitendaji hufanya kazi kama jaribio rahisi:

 def check_number(nambari):
    ikiwa nambari % 2 == 0:
        kurudi "hata"
    kwingine:
        kurudi "isiyo ya kawaida"

Unapoingiza nambari, chaguo la kukokotoa hufanya ukaguzi kwa kutumia opereta ya modulo (ambayo hupata salio baada ya kugawanyika). Ikiwa salio inapogawanywa na 2 ni sifuri, inarudi "hata"; vinginevyo, inarudi "isiyo ya kawaida".

Mfano 3: Kazi ya Kuunda Salamu

Chaguo hili la kukokotoa huchukua jina kama ingizo na hurejesha salamu iliyobinafsishwa. Kwa mfano, ikiwa unatoa jina "Alice", pato litakuwa "Halo, Alice!"

 def create_greeting(jina):
    rudisha "Habari, " + jina + "!"

Mfano huu rahisi unaonyesha jinsi vitendakazi vinaweza kutumika kuunda ujumbe wa kirafiki. Kila simu ya kukokotoa hufanya kazi kama vile kugonga kengele ya mlango na kukaribishwa kwa furaha.

Kuchanganya Kazi katika Programu

Katika upangaji wa kawaida, mara nyingi hutumia vitendaji ndani ya vitendaji vingine. Hii inaitwa "utungaji wa kazi." Ni sawa na kujenga sandwich kwa kutumia viungo tofauti.

Fikiria mpango ambao unaunda chakula kamili. Unaweza kuwa na kazi tofauti za kutengeneza saladi na sandwich. Kisha, utendaji mwingine huita kazi hizi kutumikia mlo kamili.

 def make_salad():
    kurudi "saladi safi"

def make_sandwich():
    kurudi "sandwich kitamu"

def make_meal():
    saladi = make_saladi()
    sandwich = make_sandwich()
    kurudi saladi + "na" + sandwich

Kwa kuchanganya vitendaji vidogo make_salad na make_sandwich , kitendakazi make_meal hutoa ujumbe kamili. Ikiwa unahitaji kubadilisha kichocheo cha sandwich, unabadilisha tu utendakazi wa make_sandwich , si msimbo mzima wa chakula.

Kuvunja Matatizo Makubwa katika Sehemu Ndogo

Unapokuwa na shida kubwa, ni rahisi kutatua kwa kuivunja katika sehemu. Kila sehemu ndogo inaweza kutatuliwa na kazi. Hili ndio wazo kuu la upangaji wa kawaida.

Fikiria una chumba cha fujo sana. Badala ya kusafisha yote mara moja, unaweza kufanya mpango:

Hatua ya 1: Chukua vinyago.
Hatua ya 2: Vumbi rafu.
Hatua ya 3: Zoa sakafu.

Kila hatua ni rahisi na rahisi. Unapomaliza hatua zote, chumba chako kitakuwa safi. Katika programu, kila hatua inasimamiwa na kazi. Hii hurahisisha sana kutatua tatizo.

Kuunda Moduli Yako Mwenyewe

Moduli ni faili ambayo ina vitendaji kadhaa. Unapounda moduli, unafanya msimbo wako kutumika tena na kupangwa. Kwa mfano, unaweza kuunda moduli inayoitwa math_tools ambayo inashikilia vitendaji vya hesabu msingi.

Katika math_tools , unaweza kuwa na vitendaji kama kuongeza , kutoa , kuzidisha , na kugawanya . Kisha, unaweza kutumia math_tools katika programu nyingi tofauti bila kuandika tena msimbo.

 # Huu ni mfano wa moduli inayoitwa math_tools.py

def ongeza (a, b):
    rudisha + b

def ondoa(a,b):
    kurudisha a- b

def kuzidisha (a, b):
    kurudisha a* b

def divide(a,b):
    ikiwa b != 0:
        kurudisha a/b
    kwingine:
        kurudi "Haiwezi kugawanya kwa sifuri!"

Kwa kuleta moduli hii kwenye programu yako, unaweza kupiga simu vitendaji wakati wowote unapozihitaji. Hii huokoa muda na huweka kazi yako katika hali nzuri.

Kufanya kazi na Kazi nyingi

Unapotumia vitendaji kadhaa pamoja, hukusaidia kuunda programu kubwa. Kila kipengele hufanya kazi kwa kujitegemea, kama wafanyakazi katika timu. Ikiwa mfanyakazi mmoja hafanyi vizuri, unaweza kubadilisha sehemu hiyo bila kuathiri timu nzima.

Kwa mfano, mchezo rahisi unaweza kuwa na vitendaji kama move_player , check_collision , na update_score . Kila kipengele kinawajibika kwa kazi moja. Kwa pamoja, hufanya mchezo ufanye kazi vizuri.

Jinsi ya Kuchagua Majina Mazuri kwa Kazi

Kuchagua majina wazi na rahisi kwa vitendaji ni muhimu sana. Jina zuri hukuambia kazi hufanya nini. Unapoona chaguo la kukokotoa liitwalo count_total , unajua mara moja kuwa inaongeza maadili. Majina rahisi na yaliyo wazi hurahisisha msimbo kusoma, kuelewa na kutumia.

Epuka kutumia majina marefu au ya kutatanisha. Tumia maneno ambayo yanahusiana moja kwa moja na kazi inayofanya kazi. Tabia hii husaidia hata waandaaji wa programu wapya kuelewa kila kazi hufanya nini.

Kushughulikia Hitilafu katika Utendakazi

Wakati mwingine vipengele vinaweza kukabiliana na matatizo, kama vile kugawanya kwa sifuri. Ni muhimu kushughulikia makosa haya kwa uzuri. Vipengele vingi vya kukokotoa hukagua hitilafu kama hizo na kutoa ujumbe muhimu ikiwa kitu kitaenda vibaya.

Kwa mfano, katika kazi yetu ya kugawanya tunaona:

 def divide(a,b):
    ikiwa b != 0:
        kurudisha a/b
    kwingine:
        kurudi "Haiwezi kugawanya kwa sifuri!"

Nambari hii hukagua ikiwa b ni sifuri. Ikiwa ndivyo, kazi inakuambia kuwa huwezi kugawanya kwa sifuri. Hii huzuia programu kuharibika na hukusaidia kuelewa ni nini kilienda vibaya.

Kufanya kazi na Vigezo na Hoja

Vigezo ni vishikilia nafasi ndani ya chaguo la kukokotoa. Unapoita kazi, unapita katika maadili yanayoitwa hoja. Kwa mfano, katika kazi add(a, b) , a na b ni vigezo. Unapoita chaguo la kukokotoa na add(10, 5) , maadili 10 na 5 huwa hoja.

Njia hii hufanya kazi iwe rahisi. Unaweza kutumia hoja tofauti kila wakati unapoita chaguo la kukokotoa. Ni kama kichocheo. Hata ikiwa unatumia matunda tofauti kwenye saladi, hatua zinabaki sawa, na bado unapata saladi ya kitamu.

Utumizi Halisi wa Kazi na Upangaji wa Kawaida

Teknolojia nyingi za kila siku zinategemea kazi na programu za msimu. Hapa kuna mifano michache kutoka kwa maisha halisi:

Tovuti: Kila wakati unapotembelea tovuti, vipengele vingi vidogo hufanya kazi pamoja ili kupakia picha, kuonyesha maandishi, na kushughulikia mibofyo yako.
Michezo ya Video: Michezo hutumia vipengele vingi ili kudhibiti mienendo ya mhusika, kusasisha alama na kudhibiti sauti. Kila kipengele hushughulikia sehemu moja ya mchezo, na kuifanya iwe ya kufurahisha na kuingiliana.
Programu za Simu: Programu za simu mahiri hutumia vipengele ili kudhibiti kazi kama vile kutuma ujumbe, kucheza muziki au kuonyesha ramani. Kwa kuvunja kazi za programu katika vitendaji vidogo, watengenezaji wanaweza kusasisha au kurekebisha sehemu ya programu bila kubadilisha programu nzima.
Vifaa vya Kaya: Vifaa mahiri, kama vile mashine za kufulia nguo au friji mahiri, hutumia mbinu ya kawaida kudhibiti vipengele tofauti. Moduli moja inaweza kushughulikia udhibiti wa halijoto, huku nyingine ikisimamia kipima saa.

Upangaji wa programu za msimu husaidia kuunda mifumo ambayo inaweza kunyumbulika na rahisi kusasisha. Wakati sehemu moja inahitaji kubadilishwa au kurekebisha, moduli inayohusiana tu ndiyo inayorekebishwa. Kwa njia hii, mfumo wa jumla unaendelea kufanya kazi vizuri.

Makosa ya Kawaida Wakati wa Kufanya Kazi na Kazi

Kuna makosa machache ya kawaida ambayo watengeneza programu wapya wanaweza kufanya wakati wa kuandika vitendaji. Kwa kujua haya, unaweza kuepuka:

Kutotoa majina wazi: Chagua majina rahisi ambayo yanaelezea kazi hufanya nini.
Kazi nyingi sana katika kitendakazi kimoja: Kila kitendakazi kinafaa kufanya kazi moja tu. Ikiwa inafanya mambo mengi, inakuwa ya kutatanisha.
Kutoshughulikia makosa: Daima angalia makosa yanayowezekana. Kwa mfano, hakikisha nambari si sifuri kabla ya kugawa.
Nambari inayorudiwa: Ukigundua kuwa unaandika msimbo sawa zaidi ya mara moja, ni wazo nzuri kuunda chaguo la kukokotoa kwa msimbo huo.

Kwa kuepuka makosa haya, unaweza kuandika msimbo safi na ufanisi zaidi. Hii hurahisisha programu zako kutunza na kuelewa.

Kuelewa Uhusiano Kati ya Kazi na Moduli

Kazi ni vizuizi vya ujenzi wa moduli. Moduli ni kama kisanduku cha zana kilicho na vitendaji vingi. Kama vile unavyoweza kuweka zana zinazofanana pamoja, unapanga vipengele vinavyohusiana katika moduli. Kwa njia hii, unapohitaji kazi maalum kufanywa, unajua hasa mahali pa kuangalia.

Kwa mfano, unaweza kuwa na moduli ya shughuli za hisabati, moduli ya kushughulikia masharti, na nyingine ya kufanya kazi na tarehe. Kila moduli hupanga kazi zinazohusiana na eneo lake. Muundo huu husaidia sana wakati miradi inakua kubwa.

Jinsi ya Kufikiria juu ya Upangaji wa Msimu

Wakati wowote unapokabiliwa na shida kubwa katika upangaji, njia bora ni kuivunja kuwa shida ndogo. Kila shida ndogo inaweza kutatuliwa kwa kuandika kazi. Mara tu sehemu zote ndogo zimetatuliwa, zinawekwa pamoja ili kuunda suluhisho kamili.

Mbinu hii ni sawa na kutatua jigsaw puzzle. Unaanza na vipande na kisha uunganishe moja baada ya nyingine ili kuona picha kamili. Kujua kwamba kila sehemu ndogo hufanya kazi kwa usahihi hufanya matokeo ya mwisho kuwa na nguvu na ya kutegemewa.

Vidokezo vya Kuunda Kazi Zako Mwenyewe

Hapa kuna vidokezo rahisi wakati wa kuandika kazi zako:

Iweke rahisi: Kila kitendakazi kinapaswa kuwa kifupi na kufanya kazi moja tu.
Fikiria jina lililo wazi: Jina la chaguo lako la kukokotoa linapaswa kukuambia linafanya nini.
Panga kabla ya kuweka msimbo: Andika ni pembejeo gani unahitaji na ni matokeo gani unayotarajia.
Pima utendakazi wako: Tekeleza utendakazi wako na viingizi tofauti ili kuona kama inafanya kazi inavyotarajiwa.

Kwa kutumia vidokezo hivi, unaweza kuunda vitendaji thabiti na rahisi kuelewa ambavyo vinaweza kutumika tena katika miradi mingi.

Mchakato wa Hatua kwa Hatua wa Kutumia Kazi katika Mpango

Wacha tupitie mchakato rahisi wa hatua kwa hatua wa kuandika na kutumia vitendaji katika programu:

Hatua ya 1: Tambua kazi ndogo ambayo inahitaji kufanywa. Kwa mfano, kuongeza nambari mbili.
Hatua ya 2: Andika kitendakazi kinachofanya kazi hiyo. Tumia majina na vigezo vilivyo wazi.
Hatua ya 3: Jaribu chaguo za kukokotoa kwa pembejeo tofauti. Hakikisha kuwa chaguo la kukokotoa linafanya kazi kama inavyotarajiwa.
Hatua ya 4: Piga simu kitendakazi kutoka kwa programu yako kuu wakati wowote unahitaji kazi kufanywa. Hii hurahisisha programu yako kuu na kupangwa.

Utaratibu huu hukusaidia kuunda programu kwa njia ya kawaida. Kila sehemu ndogo inafanywa na kazi, na sehemu zote zinakusanyika kwa programu ya mwisho.

Mapitio na Muhtasari wa Mambo Muhimu

Hebu tupitie mawazo makuu kutoka kwa somo hili:

Kazi: Kazi ni vizuizi vidogo vya msimbo vinavyofanya kazi maalum. Wanachukua pembejeo na kurudisha matokeo. Hurahisisha msimbo kusoma, kuelewa na kutumia tena.
Upangaji wa Msimu: Huu ni mchakato wa kuvunja tatizo kubwa katika sehemu ndogo, kila moja ikisimamiwa na kazi yake au moduli. Inasaidia katika kupanga msimbo na kurahisisha kusasisha.
Analojia ya Ulimwengu Halisi: Kama vile kujenga muundo wa LEGO au kuandaa chakula kwa kufuata kichocheo, vipengele na moduli hufanya kazi pamoja ili kufikia lengo la mwisho.
Ushughulikiaji wa Hitilafu: Utendakazi mzuri angalia makosa (kama kugawanya kwa sufuri) na ushughulikie kwa njia nzuri.
Reusability: Mara tu unapounda kazi nzuri, unaweza kuitumia mara nyingi. Hii inaokoa muda na hufanya kazi yako iwe sawa.
Kutaja: Majina ya wazi ya vitendakazi na viambatisho hurahisisha programu kusoma na kudumisha.
Majaribio: Jaribio la kukokotoa lako kila wakati kwa ingizo tofauti ili kuhakikisha zinafanya kazi ipasavyo.

Somo hili limeonyesha jinsi matumizi ya vitendakazi na upangaji programu wa kawaida unaweza kufanya maisha yako ya usimbaji kuwa rahisi na ya kufurahisha zaidi. Kila kipengele ni kama chombo muhimu ambacho hukamilisha sehemu ya mradi mkubwa. Unapoweka zana hizi pamoja, unaunda programu ambazo ni nadhifu, zilizopangwa, na rahisi kueleweka.

Kumbuka, ufunguo wa programu nzuri ni kuvunja matatizo katika vipande vidogo, vinavyoweza kudhibitiwa. Iwe unaongeza nambari, unamsalimu mtu, au unaunda mchezo, chaguo za kukokotoa hukusaidia kuifanya hatua kwa hatua. Upangaji wa programu za msimu ni mkakati unaokuruhusu kuunda mifumo ngumu kwa kutumia sehemu rahisi na wazi.

Unapojizoeza kuandika vipengele na kuweka msimbo wako kwenye moduli, utakuwa bora zaidi katika kutatua matatizo. Kila kazi ndogo unayoandika ni hatua kuelekea kuunda programu kubwa na za kuvutia zaidi. Endelea kujaribu, kujaribu na kuboresha msimbo wako kama vile ungefanya na fumbo lolote la kufurahisha au seti ya jengo!

kazi na programu za msimu