12.2 Julia 中的函数

在 Julia 中，函数实际上也属于一种值，同时也是该语言中的第一等公民（first-class citizen）。因此，它们可以被赋给变量和字段，以及作为其他函数的参数值和结果值。甚至，它们还可以是匿名的。

Julia 中的函数的含义和作用都与数学中的定义比较贴近。你还记得定义函数的那种简洁形式吗？如：

greet() = print("Hello World!")

这与数学中定义函数的方式是多么的相似啊！不过，这个名叫greet的函数并不是一个纯粹的函数。因为它有副作用，会向标准输出打印内容。

Julia 虽然允许函数拥有副作用，但是它有一个非常好的惯用法，同时也是一项很值得遵从的编程最佳实践，那就是：拥有副作用的函数的名称会以!为后缀。反过来说，名称不以!为后缀的函数就不会有副作用。因此，函数名称中的!也就成为了一种标志。它向我们表明了当前函数的特殊行为方式。我们在之前已经介绍过不少这样的函数，如：append!、broadcast!、delete!、get!、merge!、sort!，等等。

Julia 语言的标准库以及很多第三方库都会严格地遵循这种惯用法。不过，其中也有一些拥有副作用的函数的名称并没有以!结尾，比如我们在前面提到的print。这种函数很少，而且都是很特别的。因为它们本身就是为副作用而存在的。并且，它们在名称上往往也有着非常鲜明的示意。这才保证了使用者不会把它们与其他的没有副作用的函数相混淆，从而避免了困惑和错用。总之，这样的惯用法是非常值得借鉴的。我们也应该尽可能地遵循它们。

另一方面，Julia 函数的用途是很广泛的。Julia 中的大多数操作符都是由函数实现的，只不过它们支持了某些特殊的语法罢了。我们在前面的章节中使用过的操作符+、-、*、/，以及==和===等等，其实都是函数。例如，在 Julia 的标准库中定义了这样一个名称为+的函数：

+(x::Float64, y::Float64) = add_float(x, y)

这个函数会被应用在两个浮点数相加的操作当中：

julia> 1.2 + 2.3
3.5
julia> @which 1.2 + 2.3
+(x::Float64, y::Float64) in Base at float.jl:401
julia> +(1.2, 2.3)
3.5
julia> @which +(1.2, 2.3)
+(x::Float64, y::Float64) in Base at float.jl:401
julia>

可以看到，不论是1.2 + 2.3还是+(1.2, 2.3)，它们使用的实际上都是同一种操作方式。

除此之外，在索引表达式（如array[1]）、选择表达式（如user.name）以及数组拼接操作背后的也都是函数。我们刚刚用到的宏@which可以让它们都原形毕露。

这里需要明确一下，我们确实可以把前面那个名称为+的定义笼统地称为函数定义。但是，确切地说，它定义的是一个衍生方法，而且是基于泛化函数+的且针对于Float64类型的参数的衍生方法。

你应该已经对衍生方法这个概念不陌生了。我们在前面几章中都有所提及，而且还一起编写过几个简单的衍生方法。不过，我在本章的后面还会对衍生方法进行一次系统化的阐释，以便让你能够深入地理解它们。

下面，我们先从基本的函数编写方式讲起。