R 函数定义：function() 与参数

在 R 语言中，函数是封装代码以实现特定功能的核心机制。定义函数能够避免代码重复，提高分析效率。R 函数的基本结构由函数名、参数列表和函数体组成。

1. 定义基础函数

定义 函数需要使用关键字 function()，并将其赋值给一个变量名。

1. 输入 基本函数语法。
   在 RStudio 或 R 控制台中输入以下代码框架：

   function_name <- function(arg1, arg2) {
     # 执行操作的代码
     return(result)
   }

2. 创建 一个计算圆面积的函数。
   定义 函数名为 calc_circle_area，设置 参数 r 代表半径，编写 公式计算逻辑。

   calc_circle_area <- function(r) {
     area <- pi * r^2
     return(area)
   }

3. 调用 该函数。
   输入 函数名并传递 一个半径值（例如 5）来执行 计算。

   calc_circle_area(5)

2. 理解并使用参数

参数是函数内部与外部交互的接口。R 函数支持多种参数传递方式，包括位置匹配、名称匹配和默认值。

2.1 位置参数与命名参数

1. 定义 一个包含两个参数的除法函数。
   该函数接受 dividend（被除数）和 divisor（除数）。

   divide_numbers <- function(dividend, divisor) {
     return(dividend / divisor)
   }

2. 使用 位置匹配调用函数。
   按照 定义顺序输入 参数。第一个值对应 dividend，第二个值对应 divisor。

   # 计算 10 除以 2
   divide_numbers(10, 2)

3. 使用 名称匹配调用函数。
   忽略 参数顺序，指定 参数名称进行赋值。这在参数较多时非常有用。

   # 计算 2 除以 10
   divide_numbers(divisor = 10, dividend = 2)

2.2 设置默认参数值

设置 默认值可以让参数变为可选，当用户未提供该参数时，函数将自动使用预设值。

1. 修改 函数定义，添加 默认值。
   使用 等号 = 为 divisor 设置 默认值为 2。

   divide_numbers_default <- function(dividend, divisor = 2) {
     return(dividend / divisor)
   }

2. 测试 默认参数行为。
   调用 函数时省略 第二个参数，观察 结果是否默认除以 2。

   # 结果为 5 (10 / 2)
   divide_numbers_default(10)
   
   # 结果为 2.5 (10 / 4)
   divide_numbers_default(10, 4)

下表总结了 R 函数中不同参数类型的调用方式区别：

3. 处理返回值与函数体

函数体包含执行逻辑，而 return() 负责将结果输出。

1. 使用 显式 return()。
   在函数体中调用 return() 可以立即终止函数并返回结果，这适用于有条件判断的场景。

   check_positive <- function(x) {
     if (x > 0) {
       return("Positive")
     } else {
       return("Non-positive")
     }
   }

2. 利用 隐式返回。
   R 会自动返回 函数体中最后一行代码的执行结果。省略 return() 可以使代码更简洁。

   add_one <- function(x) {
     x + 1  # 最后一行结果自动返回
   }

4. 检查参数是否存在

在处理复杂数据时，验证 输入参数是否缺失是必要的。R 提供了 missing() 函数来进行判断。

1. 编写 包含参数检查的函数。
   定义 一个带有可选参数 prefix 的函数，判断 如果未提供 prefix，则执行 默认逻辑。

   format_name <- function(name, prefix) {
     if (missing(prefix)) {
       # 如果未提供 prefix，使用默认值
       prefix <- "User"
     }
     result <- paste(prefix, name, sep = ": ")
     return(result)
   }

2. 执行 验证。
   分别 输入 不含参数和含参数的代码进行对比。

   # 输出: "User: Alice"
   format_name("Alice")
   
   # 输出: "Admin: Bob"
   format_name("Bob", "Admin")

5. 使用 ... 传递额外参数

...（点点点）是一种特殊参数，用于将函数内部未明确定义的参数传递 给该函数调用的其他函数（常用于绘图或统计建模函数）。

1. 定义 包装函数。
   创建 一个自定义绘图函数 my_plot，设置 x 和 y 参数，并使用 ... 传递 额外的图形参数（如 col, pch, main）给系统自带的 plot() 函数。

   my_plot <- function(x, y, ...) {
     plot(x, y, type = "p", ...)
   }

2. 调用 包装函数并附加参数。
   虽然 my_plot 只定义了 x 和 y，但你仍可以通过 ... 传递 col（颜色）和 main（标题）给底层的 plot 函数。

   # 生成示例数据
   x_data <- 1:10
   y_data <- x_data^2
   
   # 调用函数，传递颜色和标题参数
   my_plot(x_data, y_data, col = "red", main = "平方关系图")

6. 函数作用域规则

理解局部变量与全局变量的区别至关重要。在函数内部定义的变量通常是局部的，函数执行完毕后会自动销毁。

1. 观察 变量作用域。
   定义 一个函数 scope_demo，在内部创建 变量 internal_var。

   scope_demo <- function() {
     internal_var <- 100
     return(internal_var)
   }

2. 尝试 访问内部变量。
   调用 函数获取返回值。随后在控制台直接输入 internal_var。R 会报错 提示“对象 'internal_var' 未找到”，因为它仅在函数运行期间存在。

   scope_demo()
   # 输出: 100
   
   # 直接访问
   # internal_var
   # Error: object 'internal_var' not found

3. 使用 超级赋值符修改全局变量。
   如果需要在函数内部修改全局变量，使用 <<- 操作符。

   counter <- 0
   
   increase_counter <- function() {
     counter <<- counter + 1  # 修改全局变量
   }
   
   increase_counter()
   # 检查全局变量
   print(counter)  # 输出: 1