ในบทเรียนนี้ เราจะเรียนรู้เกี่ยวกับฟังก์ชัน ฟังก์ชันคือชุดคำสั่งขนาดเล็ก เช่น สูตรอาหาร ที่บอกคอมพิวเตอร์ว่าต้องทำอะไร ฟังก์ชันช่วยให้เราแบ่งปัญหาใหญ่ๆ ออกเป็นส่วนเล็กๆ ช่วยให้ทำงานได้ง่ายขึ้นและโปรแกรมชัดเจนขึ้น วันนี้ เราจะมาดูว่าฟังก์ชันคืออะไร เหตุใดเราจึงต้องใช้ฟังก์ชัน และฟังก์ชันช่วยให้เราสร้างโปรแกรมได้ง่ายเพียงใด
ลองนึกภาพว่าคุณมีเครื่องเล่นที่ทำหน้าที่เดิมๆ ตลอดเวลา เมื่อคุณกดปุ่ม เครื่องก็จะร้องเพลง ฟังก์ชันในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ทำงานในลักษณะเดียวกัน นั่นคือชุดคำสั่งที่คุณสามารถนำมาใช้ซ้ำได้เรื่อยๆ คุณกำหนดฟังก์ชันเพียงครั้งเดียว จากนั้นคุณก็สามารถเรียกใช้ได้ทุกเมื่อที่ต้องการใช้ แนวคิดนี้ทำให้เข้าใจโปรแกรมได้ง่ายขึ้นและสร้างได้เร็วขึ้น
ในชีวิตประจำวันของเรา เราทำตามขั้นตอนต่างๆ เพื่อทำสิ่งต่างๆ เช่น เมื่อคุณแปรงฟันหรือทำแซนวิช คุณจะทำตามขั้นตอนง่ายๆ ตามลำดับ ฟังก์ชันก็เหมือนกับขั้นตอนเหล่านั้น แทนที่จะเตือนตัวเองว่าต้องทำอย่างไรทุกครั้ง คุณจะจำขั้นตอนต่างๆ หรือกดปุ่มที่ทำหน้าที่แทนคุณ
ฟังก์ชันคือกลุ่มของโค้ดที่มีชื่อซึ่งดำเนินการงานเฉพาะอย่างหนึ่ง คุณสามารถมองว่าฟังก์ชันเป็นโปรแกรมย่อยภายในโปรแกรมใหญ่ของคุณ ฟังก์ชันถูกเขียนขึ้นเพื่อดำเนินการงานเล็กๆ หนึ่งงาน ฟังก์ชันสามารถเพิ่มตัวเลข ทักทายใครบางคน หรือแม้แต่วาดภาพบนหน้าจอ แนวคิดก็คือการซ่อนรายละเอียดของงานไว้ภายในฟังก์ชัน ด้วยวิธีนี้ คุณจึงต้องเรียกใช้ฟังก์ชันตามชื่อเฉพาะเมื่อคุณต้องการให้ทำงานนั้นเสร็จเท่านั้น
ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันง่ายๆ อาจมีลักษณะเหมือนสวิตช์ไฟ เมื่อคุณพลิกสวิตช์ ไฟก็จะติดขึ้น ในทำนองเดียวกัน เมื่อคุณเรียกใช้ฟังก์ชัน คอมพิวเตอร์จะดำเนินการภายในฟังก์ชันนั้น วิธีนี้ทำให้การทำงานของคุณเป็นระเบียบเรียบร้อยและทำให้ค้นหาและแก้ไขปัญหาต่างๆ ได้ง่าย
มีเหตุผลดีๆ มากมายในการใช้ฟังก์ชันในการเขียนโปรแกรม ประการแรก ฟังก์ชันช่วยให้เราจัดระเบียบงานของเราได้ แทนที่จะเขียนคำสั่งเดียวกันซ้ำๆ หลายครั้ง เราเขียนคำสั่งเหล่านั้นเพียงครั้งเดียวในฟังก์ชันแล้วจึงเรียกใช้ฟังก์ชันเมื่อจำเป็น ซึ่งช่วยประหยัดเวลาและป้องกันข้อผิดพลาด ประการที่สอง ฟังก์ชันช่วยให้เราสามารถนำโค้ดกลับมาใช้ใหม่ได้ เมื่อกำหนดฟังก์ชันแล้ว ฟังก์ชันนั้นสามารถนำไปใช้งานในส่วนต่างๆ ของโปรแกรมได้ ประการที่สาม ฟังก์ชันทำให้โปรแกรมอ่านง่ายขึ้น เมื่อแบ่งงานออกเป็นฟังก์ชันย่อยๆ คุณสามารถดูชื่อของฟังก์ชันเพื่อทำความเข้าใจว่าโปรแกรมทำอะไร
ลองนึกภาพว่าคุณกำลังสร้างปราสาทเลโก้ขนาดใหญ่ คุณใช้บล็อกเล็กๆ เพื่อสร้างปราสาททั้งหลัง บล็อกเล็กๆ แต่ละบล็อกเปรียบเสมือนฟังก์ชันที่ทำหน้าที่เฉพาะอย่างหนึ่ง เมื่อนำบล็อกทั้งหมดมาประกอบกัน คุณจะได้ปราสาทที่สมบูรณ์ ในทำนองเดียวกัน ฟังก์ชันแต่ละอย่างจะประกอบกันเป็นโปรแกรมที่สมบูรณ์
เราสามารถกำหนดฟังก์ชันโดยใช้โค้ดพิเศษ ในภาษาการเขียนโปรแกรมหลายๆ ภาษา เราใช้คำสำคัญที่บอกคอมพิวเตอร์ว่าเรากำลังสร้างฟังก์ชัน ภาษาที่นิยมใช้ในการสอนการเขียนโปรแกรมคือ Python ใน Python เราใช้คำว่า def เพื่อเริ่มฟังก์ชัน นี่คือตัวอย่างง่ายๆ:
ตัวอย่าง:
กำหนด say_hello():
พิมพ์("สวัสดีเพื่อน!")
ในตัวอย่างนี้ ฟังก์ชันนี้เรียกว่า say_hello คำว่า def จะบอกคอมพิวเตอร์ว่าเรากำลังกำหนดฟังก์ชัน ฟังก์ชันนี้มีหน้าที่อย่างหนึ่ง คือ พิมพ์ข้อความที่เป็นมิตรบนหน้าจอ
เมื่อเรากำหนดฟังก์ชันนี้แล้ว เราจะสามารถใช้งานฟังก์ชันนี้ในโปรแกรมได้ในภายหลัง เรียกฟังก์ชันนี้ว่า การเรียกใช้งาน คอมพิวเตอร์จะดำเนินการตามขั้นตอนทั้งหมดภายในฟังก์ชันทุกครั้งที่มีการเรียกใช้งาน
ตอนนี้เราจะมาดูตัวอย่างฟังก์ชันง่ายๆ สามตัวอย่าง ซึ่งเข้าใจง่ายและช่วยให้เราเรียนรู้แนวคิดพื้นฐานได้
ในตัวอย่างแรก เราสร้างฟังก์ชันที่ทักทายใครสักคนด้วยชื่อ เมื่อเราเรียกใช้ฟังก์ชันนั้น ฟังก์ชันจะกล่าวทักทายเพื่อน
รหัส:
def ทักทาย(ชื่อ):
พิมพ์("สวัสดี " + ชื่อ + "!")
# การเรียกใช้งานฟังก์ชันที่มีชื่อว่า "Alice"
ทักทาย("อลิซ")
คำอธิบายทีละขั้นตอน:
ในตัวอย่างที่สอง เราเขียนฟังก์ชันที่บวกตัวเลขสองตัวเข้าด้วยกัน ซึ่งก็เหมือนกับเครื่องคิดเลขขนาดเล็กที่บวกตัวเลขเข้าด้วยกัน
รหัส:
def add_numbers(num1, num2):
ผลลัพธ์ = num1 + num2
พิมพ์("ผลรวมคือ:", ผลลัพธ์)
# การเรียกใช้งานฟังก์ชันด้วยตัวเลข 3 และ 5
เพิ่มตัวเลข(3, 5)
คำอธิบายทีละขั้นตอน:
ในตัวอย่างที่สาม เราจะสร้างฟังก์ชันที่คูณตัวเลขด้วย 2 ฟังก์ชันนี้แสดงให้เห็นว่าฟังก์ชันสามารถส่งคืนค่าเพื่อใช้ในภายหลังได้อย่างไร
รหัส:
กำหนด คูณด้วยสอง (x):
ค่าใหม่ = x * 2
คืนค่าใหม่
# การเรียกใช้งานฟังก์ชั่นและบันทึกผลลัพธ์
ผลลัพธ์ = multiply_by_two(4)
พิมพ์("4 คูณ 2 ได้", ผลลัพธ์)
คำอธิบายทีละขั้นตอน:
ฟังก์ชันสามารถรับข้อมูลจากภายนอกได้ผ่าน พารามิเตอร์ พารามิเตอร์คือตัวแปรที่เก็บข้อมูลเมื่อมีการเรียกใช้ฟังก์ชัน ในตัวอย่างของเรา name , num1 , num2 และ x เป็นพารามิเตอร์
ฟังก์ชันบางอย่าง ส่งคืน ค่า ค่าส่งคืนคือผลลัพธ์ที่ฟังก์ชันให้กลับมาหลังจากทำงานเสร็จ ในตัวอย่างที่ 3 ฟังก์ชัน multiply_by_two ส่งคืนค่าที่เก็บไว้ในตัวแปร
แนวคิดในการใช้พารามิเตอร์และค่าส่งคืนทำให้ฟังก์ชันมีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพ คุณสามารถเปลี่ยนอินพุตเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันได้ เช่นเดียวกับการเปลี่ยนส่วนผสมในสูตรอาหารที่อาจทำให้ได้รสชาติที่แตกต่างกัน
ฟังก์ชันเป็นแนวคิดหลักใน การเขียนโปรแกรมแบบโมดูลาร์ การเขียนโปรแกรมแบบโมดูลาร์หมายถึงการแบ่งโปรแกรมขนาดใหญ่เป็นส่วนหรือโมดูลที่เล็กกว่าและจัดการได้ แต่ละฟังก์ชันเปรียบเสมือนโมดูลที่ทำภารกิจง่าย ๆ หนึ่งอย่าง เมื่อโมดูลทั้งหมดทำงานร่วมกัน ก็จะกลายมาเป็นโปรแกรมที่สมบูรณ์
ลองนึกภาพการต่อจิ๊กซอว์ดู แต่ละชิ้นมีขนาดเล็กและเรียบง่าย แต่เมื่อนำชิ้นส่วนทั้งหมดมาประกอบเข้าด้วยกัน คุณจะเห็นภาพรวมทั้งหมด ในการเขียนโปรแกรม การใช้ฟังก์ชันจะช่วยให้คุณทำงานทีละชิ้นได้ วิธีนี้ทำให้สร้าง ทำความเข้าใจ และแก้ไขโปรแกรมได้ง่ายขึ้น
การเขียนโปรแกรมแบบโมดูลาร์ช่วยลดการทำซ้ำ หากส่วนหนึ่งของโปรแกรมของคุณต้องทำงานเดียวกันซ้ำแล้วซ้ำเล่า คุณก็เขียนฟังก์ชันสำหรับส่วนนั้น จากนั้นทุกครั้งที่คุณต้องการให้ทำงานนั้นเสร็จ คุณเพียงแค่เรียกใช้ฟังก์ชันนั้นแทนที่จะเขียนโค้ดเดิม
แนวทางนี้เปรียบเสมือนมีผู้ช่วยที่รู้วิธีผูกเชือกรองเท้า ดังนั้นคุณจะไม่ต้องเรียนรู้วิธีผูกใหม่ทุกครั้งที่ซื้อรองเท้าคู่ใหม่
ลองเปรียบเทียบฟังก์ชันกับกิจกรรมในชีวิตประจำวัน ลองนึกภาพว่าคุณมีงานบ้านหลายอย่าง หนึ่งในงานบ้านของคุณคือการรดน้ำต้นไม้ แทนที่จะคิดถึงขั้นตอนทั้งหมดทุกครั้ง คุณสามารถจำว่า "รดน้ำต้นไม้" ทุกครั้งที่คุณรดน้ำต้นไม้ คุณกำลังใช้ฟังก์ชันของคุณเอง
ตัวอย่างอื่น ๆ เช่น การทำแซนวิช ขั้นแรก คุณต้องหยิบขนมปัง 2 แผ่น จากนั้นใส่เนย ชีส และอาจจะใส่แฮม 1 แผ่น สุดท้าย ให้นำขนมปัง 2 แผ่นมาประกบกัน แต่ละขั้นตอนนั้นชัดเจนและเรียบง่าย เช่นเดียวกับเส้นของฟังก์ชัน หากทำตามขั้นตอนเหล่านี้ทุกครั้ง คุณก็จะได้แซนวิชแสนอร่อยโดยไม่ต้องคิดทบทวนทุกขั้นตอนตั้งแต่ต้น
ตัวอย่างในชีวิตประจำวันเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าฟังก์ชันช่วยให้เราทำหลายๆ งานได้ด้วยการแยกงานออกเป็นส่วนต่างๆ ที่ชัดเจนและเรียบง่าย
เมื่อคุณเริ่มเรียนรู้เกี่ยวกับฟังก์ชัน คุณจะสังเกตเห็นว่าฟังก์ชันแต่ละฟังก์ชันจะมี ชื่อ รายการ พารามิเตอร์ ในวงเล็บ และบล็อกโค้ดอยู่ภายใน ซึ่งอาจมีลักษณะดังต่อไปนี้ในรูปแบบที่เรียบง่าย:
โครงสร้างทั่วไป:
ฟังก์ชัน def_name(พารามิเตอร์1, พารามิเตอร์2, ...):
#บล็อคโค้ด
ส่งคืน some_value # หากจำเป็น
ที่นี่ function_name คือชื่อของฟังก์ชัน พารามิเตอร์ คืออินพุตที่ฟังก์ชันใช้ บล็อกโค้ด คือชุดคำสั่งที่ฟังก์ชันจะดำเนินการ สุดท้าย return จะส่งผลลัพธ์กลับมา
บางครั้งคุณอาจเห็นฟังก์ชันที่ไม่มีพารามิเตอร์ใดๆ เมื่อฟังก์ชันไม่ต้องการข้อมูลเพิ่มเติม คุณยังคงใส่เครื่องหมายวงเล็บ แต่จะยังคงว่างเปล่า ในทำนองเดียวกัน ฟังก์ชันจำนวนมากดำเนินการบางอย่าง เช่น พิมพ์ข้อความ และไม่ส่งคืนค่าใดๆ
คุณสมบัติที่สำคัญบางประการของฟังก์ชันที่คุณควรจำไว้มีดังนี้:
ด้วยการปฏิบัติตามคุณสมบัติเหล่านี้ โปรแกรมเมอร์จึงสามารถสร้างโปรแกรมที่เข้าใจง่าย แก้ไขข้อบกพร่อง และปรับปรุงได้เมื่อเวลาผ่านไป เช่นเดียวกับการจัดห้องให้เป็นระเบียบด้วยการแยกของเล่นใส่กล่อง ฟังก์ชันต่างๆ ก็ช่วยทำให้โปรแกรมดูเรียบร้อยและเป็นระเบียบ
เมื่อคุณคุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องฟังก์ชันมากขึ้น คุณอาจพบความแตกต่างบางประการ บางครั้งฟังก์ชันจะไม่ส่งคืนสิ่งใดเลย แต่จะดำเนินการบางอย่างเท่านั้น ในบางครั้ง ฟังก์ชันอาจเรียกใช้ฟังก์ชันอื่น ซึ่งเรียกว่าฟังก์ชันแบบซ้อนหรือการจัดองค์ประกอบฟังก์ชัน
ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันอาจเรียกใช้ฟังก์ชันการทักทายก่อนที่จะเริ่มดำเนินการงานอื่น การแบ่งชั้นของฟังก์ชันเหล่านี้ช่วยให้คุณสร้างโปรแกรมที่ซับซ้อนจากงานเล็กๆ ง่ายๆ หลายๆ งานได้
ในขั้นตอนหลัง คุณอาจลองศึกษาหัวข้อต่างๆ เช่น ฟังก์ชันแบบเรียกซ้ำ ฟังก์ชันแบบเรียกซ้ำคือฟังก์ชันที่เรียกตัวเอง แม้ว่าแนวคิดนี้จะดูซับซ้อนเล็กน้อย แต่ก็เป็นเพียงอีกวิธีหนึ่งในการแบ่งปัญหาออกเป็นส่วนย่อยๆ เท่านั้น สำหรับตอนนี้ เพียงแค่ทราบว่าฟังก์ชันช่วยให้คุณเขียนโค้ดที่ชาญฉลาดและเป็นระเบียบเรียบร้อยก็เพียงพอแล้ว
มาดูตัวอย่างโดยละเอียดอีกสองตัวอย่างที่แสดงให้เห็นวิธีการทำงานของฟังก์ชันทีละขั้นตอน
ตัวอย่างที่ 4: ฟังก์ชั่นตรวจสอบเลขคู่
def is_even(ตัวเลข):
# ตรวจสอบว่าเลขเป็นเลขคู่หรือไม่
ถ้าจำนวน % 2 == 0:
กลับเป็นจริง
อื่น:
กลับเป็นเท็จ
# ใช้ฟังก์ชั่นเช็คเลข 6
ผลลัพธ์ = is_even(6)
พิมพ์("6 เป็นเลขคู่หรือไม่?", ผลลัพธ์)
คำอธิบายทีละขั้นตอน:
ตัวอย่างที่ 5: ฟังก์ชันสำหรับคำนวณพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัส
def area_of_square(ความยาวด้าน):
# คำนวณพื้นที่โดยใช้สูตร: พื้นที่ = ความยาวด้าน * ความยาวด้าน
พื้นที่ = ความยาวด้าน * ความยาวด้าน
พื้นที่ส่งคืน
# การใช้ฟังก์ชั่นคำนวณพื้นที่รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีความยาวด้านเท่ากับ 5
พื้นที่สี่เหลี่ยม = พื้นที่ของสี่เหลี่ยม(5)
พิมพ์("พื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสคือ", square_area)
คำอธิบายทีละขั้นตอน:
ตัวอย่างที่ 6: ฟังก์ชันสำหรับกำหนดจำนวนที่มากกว่าของสองจำนวน
def ตัวเลขขนาดใหญ่ (a, b):
# เปรียบเทียบตัวเลขสองตัวและคืนค่าตัวที่ใหญ่กว่า
ถ้า a > b:
ส่งคืน
อื่น:
กลับข
# การใช้ฟังก์ชั่นหาตัวเลขที่มากกว่าระหว่าง 7 ถึง 10
ใหญ่ที่สุด = จำนวนที่มากกว่า (7, 10)
พิมพ์("จำนวนที่มากขึ้นคือ", ที่ใหญ่ที่สุด)
คำอธิบายทีละขั้นตอน:
ฟังก์ชันเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพที่ช่วยให้เราสร้างโปรแกรมแบบแยกส่วนได้ การใช้ฟังก์ชันช่วยให้คุณสร้างส่วนต่างๆ ของโปรแกรมแยกกันที่ทำงานอย่างอิสระ ซึ่งหมายความว่าหากส่วนใดส่วนหนึ่งของโปรแกรมของคุณมีข้อผิดพลาดหรือต้องปรับปรุง คุณจะต้องแก้ไขเฉพาะฟังก์ชันนั้นเท่านั้นแทนที่จะต้องตรวจสอบโค้ดจำนวนมาก
การเขียนโปรแกรมแบบโมดูลาร์นั้นเหมือนกับการสร้างด้วยบล็อกเลโก้ โดยแต่ละบล็อกจะแยกอิสระจากกันและสามารถเชื่อมต่อกันได้หลายวิธีเพื่อสร้างโครงสร้างต่างๆ หากบล็อกใดบล็อกหนึ่งเสียหาย คุณสามารถแทนที่บล็อกนั้นได้โดยไม่ต้องสร้างปราสาทใหม่ทั้งหมด ด้วยฟังก์ชันต่างๆ คุณสามารถสร้าง ทดสอบ และแก้ไขส่วนเล็กๆ ของโปรแกรมได้ด้วยตัวเอง
การเขียนโปรแกรมแบบนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจปัญหาต่างๆ ได้ดีขึ้นและทำให้การทำงานที่ซับซ้อนง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังสอนให้คุณคิดอย่างมีตรรกะเกี่ยวกับปัญหาต่างๆ และวิธีแก้ไขปัญหาทีละขั้นตอน
โดยสรุปแล้ว ฟังก์ชันถือเป็นส่วนสำคัญของการเขียนโปรแกรม ฟังก์ชันช่วยให้เราเขียนโค้ดได้สะอาด ชัดเจน และเข้าใจง่าย การใช้ฟังก์ชันช่วยให้เราแก้ปัญหาใหญ่ๆ ได้โดยแบ่งปัญหาออกเป็นงานเล็กๆ ที่จัดการได้ ไม่ว่าจะเป็นการทักทายเพื่อน การคำนวณ หรือการตรวจสอบว่าตัวเลขเป็นเลขคู่หรือไม่ ฟังก์ชันจะช่วยให้โปรแกรมของเราเรียบง่ายและสนุกสนานมากขึ้น
โปรดจำไว้เสมอ: งานใหญ่ๆ ทุกอย่างสามารถทำให้ง่ายขึ้นได้ด้วยการใช้ขั้นตอนเล็กๆ น้อยๆ และขั้นตอนเล็กๆ เหล่านี้คือฟังก์ชันในโปรแกรมของคุณ
เรียนรู้ สำรวจ และสนุกสนานไปกับการเขียนโปรแกรมต่อไป ฟังก์ชันเป็นขั้นตอนแรกในการเขียนโค้ดที่สร้างสรรค์และเป็นประโยชน์!