为参数指定默认值

通常，在定义函数时，它的一些参数会有典型或常用值。如果每次都要求调用者提供这些常用值，可能会让函数调用变得冗长和重复。Julia 允许您为函数参数分配默认值，使您的函数更具弹性且更易于使用。如果调用者省略了一个具有默认值的参数，Julia 会自动使用该默认值。如果调用者提供了值，则该值会覆盖默认值。

定义带默认值的参数

您可以直接在函数的签名中使用赋值运算符 = 为参数指定默认值。默认值可以是任何有效的 Julia 表达式，从一个简单的数字到一个更复杂的对象，甚至是对另一个函数的调用（尽管对于默认值本身，后者是在函数定义时而非调用时求值的）。

让我们看一个简单的例子。假设我们想要一个函数来问候一个人，但大多数情况下，问候语是“Hello”。

function greet(name, greeting="Hello")
    println("$greeting, $name!")
end

现在，您可以以下两种方式调用此函数：

greet("Alice")          # 使用默认问候语
greet("Bob", "Hi")      # 提供一个特定的问候语

这将产生以下输出：

Hello, Alice!
Hi, Bob!

如您所见，greet("Alice") 自动使用了“Hello”，因为我们没有提供第二个参数。在调用 greet("Bob", "Hi") 中，我们提供的字符串“Hi”被使用，而不是默认值。

多个默认参数及其顺序

一个函数可以有多个带默认值的参数。当使用位置参数调用此类函数时，您提供的值会从左到右填充参数。

设想一个用于设置用户资料的函数：

function setup_profile(username, followers=0, theme="light")
    println("Profile for $username: $followers followers, using $theme theme.")
end

setup_profile("developer123")
setup_profile("designer_jane", 150)
setup_profile("julia_guru", 10000, "dark")

输出显示了默认值是如何应用的：

Profile for developer123: 0 followers, using light theme.
Profile for designer_jane: 150 followers, using light theme.
Profile for julia_guru: 10000 followers, using dark theme.

在第一次调用中，followers 和 theme 都使用了它们的默认值。在第二次调用中，followers 被指定为 150，但 theme 仍然使用其默认的“light”。第三次调用指定了所有参数。

参数顺序的规则

在定义带位置参数的函数时，任何有默认值的参数必须列在所有没有默认值的参数之后。这条规则很重要，因为 Julia 需要在函数调用时明确确定哪个参数对应哪个值。

例如，这是一个正确的定义：

function calculate_payment(amount, currency="USD")
    println("Payment: $amount $currency")
}

然而，如果您尝试在一个可选参数之后定义一个必填参数，如下所示：

# 这个定义会引发错误：
# function неправильный_порядок(порт=8080, имя_сервера) # 顺序不正确：port=8080, server_name
#   println("在端口 $порт 上配置 $имя_сервера...")
# end

Julia 会报错（例如，ERROR: syntax: non-default argument server_name after default argument），因为它无法判断 неправильный_порядок("my_server") 这样的单参数调用。这里的“my_server”是给 порт 还是 имя_сервера 的？为避免这种不确定性，必填的位置参数总是放在前面。

默认值与关键字参数

默认值与关键字参数一起使用时尤其有效。您可能还记得，关键字参数在调用函数时是按名称指定的，因此它们的顺序无关紧要。这使得仅覆盖特定默认值变得非常方便，无论它们在函数定义中的位置如何。

关键字参数在函数签名中的分号 ; 之后定义。

function configure_service(; service_name="DefaultService", port=80, timeout=5000)
    println("Configuring $service_name on port $port. Timeout: $timeout ms.")
end

# 使用关键字参数调用
configure_service()
configure_service(service_name="DataProcessor")
configure_service(port=8080, timeout=10000)
configure_service(timeout=2000, service_name="AuthService", port=443)

输出：

Configuring DefaultService on port 80. Timeout: 5000 ms.
Configuring DataProcessor on port 80. Timeout: 5000 ms.
Configuring DefaultService on port 8080. Timeout: 10000 ms.
Configuring AuthService on port 443. Timeout: 2000 ms.

注意，如果 timeout 或 port 的默认值可以接受，那么在不指定其他参数的情况下初始化它们是多么容易。

使用默认参数值的好处

为函数参数使用默认值有以下几个优点：

1. 提高灵活性：函数变得更具适应性。调用者可以对常见情况使用更简单的形式，或为特定需求提供详细的值。
2. 提高可读性：当省略默认值时，函数调用可以更短、更简洁，将重点放在与常规值不同的参数上。
3. 增强可维护性：您可以向函数添加带有默认值的新可选参数，而不会破坏调用该函数的现有代码。旧的调用将直接使用新参数的默认值。例如，如果您有 process_data(data)，后来将其更改为 process_data(data; strict_mode=false)，则对 process_data(my_data) 的现有调用将继续有效，strict_mode 将默认为 false。

常见使用场景

默认参数在 Julia 中广泛用于以下情况：

• 可选设置：例如，绘图函数可能具有默认颜色、线条样式或标签。

  # 绘图函数
  # function create_plot(x, y; color="blue", linewidth=1, title="")
  #   # ... 绘图逻辑 ...
  # end
  

• 配置参数：初始化或配置系统的函数通常有许多具有合理默认值的参数。

  # function connect_database(host="localhost", port=5432; user="guest", password="")
  #   # ... 连接逻辑 ...
  # end
  

• 算法参数：数值算法可能具有公认默认值的参数，例如容差级别或最大迭代次数。

  # function solve_equation(coeffs; initial_guess=0.0, tolerance=1e-6, max_iterations=100)
  #   # ... 求解逻辑 ...
  # end
  

通过允许某些参数具有默认值，您可以让函数的使用者更高效地与函数交互，只需提供与标准或预期行为不同的信息。这是一种常见做法，可以使得 Julia 代码更简洁、更易于维护且更易用。