Область определения функции как: § Область определения функции

Область определения функции

Каждая функция имеет свою собственную область определения. Целью этого материала является объяснение этого понятия и описание способов ее вычисления. Сначала мы введем основное определение, а потом на конкретных примерах покажем, как выглядит область определения основных элементарных функций (степенной, постоянной и др.) Разбирать случаи с более сложными функциями мы пока не будем.

В рамках данной статьи мы рассмотрим область определения функций, включающих в себя только одну переменную.

Понятие и обозначение области определения функции

Самое простое определение этого понятия дается в учебниках тогда, когда впервые вводится понятие функции как таковой. На этом этапе термином «область определения» обозначают множество всех возможных значений аргумента.

По мере углубления знаний о функциях определение сужается и усложняется. Так, в одном из учебников можно встретить следующую формулировку:

Определение 1

Числовая функция с областью определения D – это соответствие значений переменной x некоторому числу y, которое находится в зависимых отношениях с x.

Используя это определение, охарактеризуем нужное нам понятие более четко:

Определение 2

Областью определения функции называется множество значений аргумента, на котором можно задать эту функцию.

Теперь рассмотрим, как правильно обозначать ее на письме. Ранее мы договорились, что для записи самих функций будем использовать маленькие латинские буквы, например, g, f и др. Чтобы указать на наличие функциональной зависимости, используется запись вида y=f(x). Таким образом, функция f представляет собой некоторое правило, согласно которому каждому значению переменной x можно поставить в соответствие значение другой переменной y, которая находится в зависимых отношениях от x.

Пример 1

Возьмем для примера функцию y=x2^. Можно записать ее как f(x)=x2.  Это функция возведения в квадрат, которая ставит в соответствие каждому значению переменной x=x0 некоторое значение y=x02^. Так, если мы возьмем число 3, то функция поставит ему в соответствие 9, поскольку 32=9.

Чтобы обозначить область определения некоторой функции f, используется запись D(f). Однако нужно помнить, что у некоторых функций есть собственные обозначения, например, у тригонометрических. Поэтому в учебниках иногда встречаются записи вида D(sin) или D(arcsin). Их следует понимать как области определения синуса и арксинуса соответственно. Допустима и запись вида D(f), где f – функция синуса или арксинуса.

Если мы хотим записать, что функция f определена на множестве значений x, то используем формулировку D(f)=X. Так, для того же арксинуса запись будет выглядеть как D(arcsin)= [−1, 1] (подробнее об области определения арксинуса мы расскажем далее.)

Как найти области определения для основных элементарных функций

Прочитав определения выше, легко понять, что понятие области определения очень важно для любой функции. Это ее неотъемлемая часть, которую задают вместе с самой функцией. То есть когда мы вводим какую-либо функцию, то мы сразу указываем и область ее определения. Обычно в рамках школьного курса основные функции изучаются последовательно: сначала прямые пропорциональности, затем линейные функции, потом y=x2 и т.д., а их области определения указываются в качестве основных свойств.

В этом пункте мы расскажем, какие области определения имеют основные элементарные функции.

Область определения постоянной функции

Определение 3

Вспомним формулу, которой задается постоянная функция: y=C, или f(x)=C. Переменная C может быть любым действительным числом.

Смысл функции в том, что каждому значению аргумента будет соответствовать значение, равное C, следовательно, областью определения данной функции будет множество всех действительных чисел. Обозначим его R.

Пример 2

Так, если у нас есть функция y=−3 (или в другой записи f(x)=−3), то (D(f)= (−∞, +∞) или D(f)=R).

Если же мы возьмем функцию y=73, то для нее, как и для любой постоянной функции, область определения будет равна R.

Область определения функции с корнем

С помощью знака корня, или радикала, мы можем задать функцию извлечения квадратного корня y=x, либо в обобщенном виде функцию корня степени N, которую можно записать в виде формулы y=xn. В этих случаях n может быть любым натуральным числом, которое больше 1.

Область определения таких функций будет зависеть от того, является ли показатель четным или нечетным числом.

Определение 4

1. Возьмем сначала случай, когда n – четное число, т.е. n=2·m, где m∈N. Тогда областью определения станет множество всех неотрицательных действительных чисел: D2·m=[0; +∞).
2. Если же n представляет из себя нечетное число, которое больше 1, т.е. n=2·m+1, то областью определения будет множество всех действительных чисел: D2·m+1=(-∞; +∞).

Пример 3

Таким образом, область определения функций с корнем y=x, y=x4, y=x6 – это числовое множество [0, +∞), а функций  y=x3, y=x5,  y=x7 – множество (−∞, +∞).

Область определения степенной функции

Запись степенной функции выглядит как y=xa или f(x)=xa, где x является переменной, которая лежит в основании степени, и a представляет из себя определенное число в ее показателе. Мы берем область определения степенной функции в зависимости от значения ее показателя.

Перечислим возможные варианты.

Определение 5

1. Допустим, что a будет положительным целым числом. Тогда областью определения степенной функции будет множество действительных чисел (−∞, +∞).
2. Если a является нецелым положительным числом, то D(f)= [0, +∞).
3. В случае, когда a относится к целым отрицательным числам, областью определения такой функции становится множество (−∞, 0)∪(0, +∞).
4. В остальных случаях, т.е. когда a будет отрицательным нецелым числом, область определения будет числовым промежутком (0, +∞).
5. Если a имеет нулевое значение, то такая степенная функция будет определена для всех действительных x, кроме нулевого. Это связано с неопределенностью 00.  Мы знаем, что любое число, кроме 1, при возведении в нулевую степень будет равно 1, тогда при a=0 у нас получится функция y=x0=1, область определения которой (−∞, 0) ∪ (0, +∞).

Поясним нашу мысль несколькими примерами.

Пример 4

Для функций y=x5, y=x12 область определения представляет собой множество всех действительных чисел R, поскольку показатели степени являются целыми положительными числами.

Пример 5

Для степенных функций y=x63, y=xπ, y=x74, y=x23 будут определены на интервале [0, +∞), поскольку показатели являются положительными, но не целыми числами.

Пример 6

3. Для функции y=x−5 с целыми отрицательными показателями областью определения будет множество (−∞, 0)∪(0, +∞).

Пример 7

4. Для степенных функций y=x-19, y=x-3e, y=x-98, y=x-311 область определения будет представлять из себя открытый числовой луч (0, +∞), т.к. их показателями являются нецелые отрицательные числа.

Область определения показательной функции

Определение 6

Такую функцию принято записывать как y=ax, причем переменная будет располагаться в показателе функции. Основанием степени здесь является число a, которое больше 0 и не равно 1.

Область определения такой функции есть множество всех действительных чисел, т.е. R.

Пример 8

Например, если у нас есть показательные функции y=14x, y=ex, y=13x, y=15x, то они будут определены на промежутке от минус бесконечности до плюс бесконечности.

Область определения логарифмической функции

Определение 7

Функция логарифма задается как y=logax , где a – основание, большее 0 и не равное 1. Она определена на множестве всех положительных действительных чисел. Это можно записать как

D(loga)=(0, +∞), например, D(ln)=(0, +∞) и D(lg)=(0, +∞).

Пример 9

Так, для логарифмических функций y=log23x, y=log3x, y=log7x, y=lnx областью определения будет множество (0, +∞).

Область определения тригонометрических функций

Чтобы узнать, на каком промежутке будут определены тригонометрические функции, нужно вспомнить, как именно они задаются и как называются.

Определение 8

• Формула y=sin x обозначает функцию синуса (sin). Она будет определена на множестве всех действительных чисел. Можно записать, что D(sin)=R.
• Формула y=cos x означает функцию косинуса (cos). Она также будет определена на множестве всех действительных чисел, т.е. D(cos)=R.
• Формула y=tg x означает функцию тангенса (tg), а y=ctg x– котангенса. Областью определения тангенса будет множество всех действительных чисел, за исключением π2+π·k, k∈Z.

Областью определения котангенса будет также множество R, за исключением π·k, k∈Z.

Иными словами, если мы знаем, что x является аргументом функций тангенса и котангенса, то нужно помнить, что данные функции определены при x∈R, x≠π2+π·k, k∈Z и x∈R, x≠π·k, k∈Z.

Область определения тригонометрических функций

К обратным тригонометрическим относятся функции арксинуса, арккосинуса, арктангенса и арккотангенса.

Определение 9

• Формула y=arcsin x обозначает функцию арксинуса. Обычно она рассматривается на отрезке [−1, 1]] и обозначается arcsin. Промежуток [−1, 1] и будет нужной нам областью определения данной функции. Можно записать, что D(arcsin)=[−1, 1].
• Формула y=arccos x выражает функцию арккосинуса (обозначается arccos). Она рассматривается на том же отрезке, что и арксинус. Следовательно, областью определения данной функции является [−1, 1], т.е. D(arccos)=[−1, 1].
• Функции y=arctg x и y=arcctg x означают арктангенс и арккотангенс. Они рассматриваются на множестве всех действительных чисел, значит, областью их определения является R. Можем записать, что D(arctg)=R и D(arcctg)=R.

Области определения основных функций в табличном виде

Чтобы запомнить или легко найти нужные нам области, правила вычисления которых мы объяснили выше, представим всю информацию в табличном виде. Не лишним будет оформить ее на отдельном листе и держать под рукой, так же, как и таблицу простых чисел, квадратов и др. Она очень пригодится при работе с функциями, пока вы не выучите ее содержимое наизусть.

Области определения функций
Функиця	Ее область определения
Постоянная y=C	R
Корень y=xn	[0; +∞), если n — четное -∞; +∞, если n — нечетное
Степенная y=xa	-∞; +∞, если a>0, a∈Z [0; +∞), если a>0, a∈R, a∉Z -∞; 0∪0; +∞, если a<0, a∈Z 0; +∞, если a∈R, a≠Z -∞; 0∪0, +∞, если a=0
Показательная y=ax	R
Логарифмическая y=logax	0; +∞
Тригонометрические y=sin xy=cos xy=tg xy=ctg x	RRx∈R, x≠π2+π·k, k∈Zx∈R, x≠π·k, k∈Z
Обратные тригонометрические y=arcsin xy=arccos xy=arctg xy=arcctg x	-1; 1-1; 1RR

Подводя итоги статьи, следует отметить, что в рамках школьного курса изучаются не только основные элементарные функции, но и их различные сочетания. Задачи такого типа встречаются очень часто. Области определения таких комбинированных функций указываются далеко не всегда. Авторы задач подразумевают, что в таких случаях областью определения функции можно считать множество таких значений аргумента, при которых она будет иметь смысл. Это позволяет нам приблизиться к ответу на вопрос, как именно вычисляется область определения функции в подобных случаях.

Область определения функции: понятие, примеры решение задач

Область определения функции: понятие

Функция задается тогда, когда любому значению, например x соответствует любое значение y. Независимой переменной называют значение х или по другому — аргументом. Числовое значение y, как правило, является зависимой переменной.

Данная зависимость между x и y в алгебре называют функциональной. Записывают ее в виде функции y = f(x)

Другими словами, функция, это когда значения одной переменной зависят от значений другой переменной.

Далее можно сформулировать определение область функции. {4}+2 x-x+2}{4}+2 \frac{2}{3} \cdot x\], в данном множестве нет переменной, поэтому и решается оно иначе.

Пример 2: \[y=\frac{3}{x-1}\], нужно вычислить область определения. Обязательно, при решении нужно уделить внимание на знаменатель. Потому что, по законам алгебры деление на ноль запрещено.

Получаем следующее действие:\[\frac{3}{x-1}\].

Область значения не должна быть равной единице, так как в знаменателе получим нулевое значение. Отсюда область определения будет в пределах \[(-\infty, 1) \cup(1,+\infty)\].

Область определения для суммы, разности и произведений числовых значений

Чтобы правильно уметь определять данную область, нужно знать следующие утверждения: если функция вычисляется, при помощи суммы: \[f_{1}+f_{2}+\ldots f_{n} \text { или } \mathrm{y}=f_{1}+f_{2}+\ldots f_{n}\]

Область определения будет следующего вида: \[\mathrm{D}(\mathrm{f})=\mathrm{D}\left(f_{1}\right)\left(f_{2}\right) \ldots\left(f_{n}\right)\]

Пример суммы числовых значений: возьмем уравнение: \[y=x^{7}+x+5+t g x\]. {2}-4}\].

Первое слагаемое имеет область определения множество действительных чисел. Второе — также все числа, кроме -2 и 2, они приведут знаменатель к нулю. Область определения должна соответствовать условиям двух слагаемых и равняться действительным числам, кроме -2 и 2.

Область определения тригонометрических функций

Множество значений всех действительных чисел, будет являться областью определения функций синус и косинус, и записываться следующим образом.

Функции являются ограниченными, как сверху, так и снизу, y = sin x и y = cos x. Промежуток их действия сводится к неравенству -1 ≤ y ≤ 1

Областью определения функции тангенс tg x, является выражение \[\mathrm{x} \neq \frac{\pi}{2}+\pi k, \mathrm{k} \in z\].

Областью определения функции y = ctg x  является множество чисел \[x \neq \frac{\pi}{2}, \quad k \in z\].

На нижеприведенных примерах подробно расписано решение задач, при определении области функции, при заданных промежутках значений.

Пример №1

Определить область значения функции sin x

Данный вид функции относится к категории периодической. Ее период равняется 2п.

Определяем множество значений на следующем отрезке:( 0;2).

Пример №2:

Необходимо определить область значения функции cos x.

Наименьшее значение равно -1;

Минимальное значение косинуса равняется -1, потому что наименьшее значение х, на окружности стремится к этому значению и следовательно равняется -1.

Максимальное значение косинуса будет соответственно 1. Поскольку значение на окружности х имеет число 1.

Область значение, следовательно, будет от минус одно до плюс одного. [-1;1].

Применяем двойное неравенство и записывает следующее выражение:

\[-1 \leq \cos x \leq 1\]

Область значения косинуса никогда не зависит от аргумента, только если сам аргумент выражен в виде сложного выражения. Где имеют место ограничения касающиеся области определения и области значения.

Таким образом, минимальное  значение cos x, cos (15a), cos(5-11x) и так далее, будет однозначно равняться  -1;

Самым максимальным значением cos x, cos(4φ), cos(5х+3) равняется  1. {2}}}\] на определенном интервале (-1;1).

Решение:

Для всех значений x производная будет положительной, в пределах от -1;1

Нет времени решать самому?

Наши эксперты помогут!

Контрольная

| от 300 ₽ |

Реферат

| от 500 ₽ |

Курсовая

| от 1 000 ₽ |

Область определения показательной и логарифмической функции

Показательная функция записывается как: y = k^x, где значения:

• x — показатель степени;

• k — число, которое обязательно больше нуля и не равно единице.

Определение

Область определения показательной функции — это множество значений R.

Основные примеры показательных функций:

Область определения, для этих функций, записывается следующим образом: \[(-\infty,+\infty)\].

Логарифмическая функция выражается как: y=log n^k

Где значение n, имеет значение больше нуля и не менее единицы.

Определение

Область определения логарифма и логарифмической функции — это множество положительных значений и действительных чисел.

Рассмотрим на примере, характер решения задачи данной функции.

Пример №1:

y = lnx , определить область определения натурального логарифма.

\[D(y)=(0 ;+\infty)\]

На заданном интервале, производная будет иметь положительное значение, и функция будет возрастать на всем промежутке.

\[y=\ln x=\frac{1}{x}\]

Определим односторонний предел при, стремлении аргумента к нулю и когда значение x стремится к бесконечности.

Из данного решения мы видим, что значения будут возрастать от минус бесконечности до плюс бесконечности.

Из этого следует, что  множество всех действительных чисел – является областью значений функции натурального логарифма ln.

Ответ: множество всех действительных чисел, это и есть область значений функции ln.

Определения области значения функции x

На примерах рассмотрим, как определить области значений функции.

Первоначально, необходимо определить значения непрерывной функции y=f(x).

Известно, что функция непрерывная и достигает своих максимальных max f(x) и минимальных min f(x) значений, на разных периодах. Из этого следует отрезок, где находятся значения исходной функции. Тогда решение состоит в нахождении точек максимума и минимума.  

Пример №1 :

Необходимо вычислить область значений уравнения y = x⁴ — 5x³ + 6x² на отрезке [ 1 ;   4 ] [1; 4].

Для решения задачи необходимо произвести следующие действия:

Следующим шагом будет определение значений функции в конечной и начальной точках.

Ответ: \[\left(\frac{117-165 \cdot \sqrt{33}}{512} ; 32\right)\]

Пример №2.

Необходимо вычислить область значений уравнения

y = x⁴ — 7x³ + 5x² на отрезке [ 1 ;   4 ] [1; 4].

Для решения задачи необходимо произвести следующие действия:

Следующим шагом будет определение значений функции в конечной и начальной точках. {2}-4}=-\frac{1}{4}\]

\[-\frac{1}{4}\] — будет являться наибольшим значение заданной функции.

Следующим шагом в нашем решении, будет выяснение направления функции. Когда x значение стремится к (-2) и (+2).

В алгебре иными словами эти значения называют односторонними пределами.

Решение выглядит следующим образом.

В конечном итоге мы получаем, что в пределах от -2 до 0, функции будут возрастать \[\text { От }-\infty \text { до }-\frac{1}{4} \text {. }\]

Если аргумент меняется, от 0 до то наоборот будет убывать к \[-\infty\].

Следовательно, необходимое множество значений будет на интервале \[-\infty \text { до }-\frac{1}{4}\].

Ответ: \[\left(-\infty-\frac{1}{4}\right)\]

Область определения функции

y

Пример №1:

Данная функция имеет определенное значение, только при положительных значениях. \[D(y)=(0 ;+\infty)\].

Производная будет иметь следующий вид: \[y=(\ln x)=\frac{1}{x}\].

Так как функция имеет положительное значение, то на всем промежутке будет наблюдаться ее возрастание. {2}-1}\];

Если значение z имеет положительное значение, то функция будет считаться определенной.

Вычислим наибольшее и наименьшее значение, а также промежутки возрастания и убывания.

Если значение x будет больше, либо равным 0,то функция будет убывать.

Если значение x будет меньше либо равным нулю , функция будет возрастать.

Затем рассмотрим поведение функции и  ее значения на бесконечной прямой.

Вывод: если аргумент изменяется от \[-\infty\] до 0, тогда значение функции увеличиваются от 0  до 9 . Когда значения аргумента меняются от 0  до \[+\infty\], значения функции будут уменьшаться  от 9 до 0.

Пример №3:

Определить область значений \[y=\frac{x}{x-2}\];

По правилам математики, знаменатель не может равняться нулю. Поэтому: \[D(y)=(-\infty ; 2)(+\infty ; 2)\].

Определим множества на первом отрезке. \[(-\infty ; 2)\]. На этом отрезке функция будет убывающей и значение отрицательным:

Функция ассиметрично начнет приближаться к 1, когда аргумент будет изменяться к минус бесконечности.

Определим множества на втором отрезке \[(+\infty ; 2)\].

На этом отрезке функция будет также убывающей:

Область действия функции

по сравнению с областью действия блока

Когда мы впервые представили переменные, мы упомянули, что существуют различия в том, как var , let и const имеют область действия. В то время мы не были готовы обсуждать эти различия. Однако теперь, когда мы активно разветвляемся, мы можем изучить эту разницу немного подробнее. Это важно, потому что существует еще один уровень области действия, выходящий за пределы локальной и глобальной области видимости: область действия функции и область действия блока. Читая урок, вы можете опробовать различные фрагменты кода в консоли DevTools.

Область действия функции

---

Давайте рассмотрим функцию, включающую ветвление, а затем проиллюстрируем различия между var и let / const .

 функция doYouLikeApples(bool) {
  если (логическое) {
    var str = "Яблоки вкусные!";
  } еще {
    str = "Возможно, апельсины были бы лучше. ";
  }
  вернуть ул;
}
 

В приведенной выше функции значение str доступно везде в doYouLikeApples() , потому что она инициализирована с помощью var . В результате приведенный выше код написан плохо, и его следует реорганизовать, чтобы он выглядел следующим образом:

 function doYouLikeApples(bool) {
  ул вар;
  если (логическое) {
    str = "Яблоки вкусные!";
  } еще {
    str = "Возможно, апельсины были бы лучше.";
  }
  вернуть ул;
}
 

Функциональность обоих приведенных выше примеров абсолютно одинакова. С var все переменные «поднимаются» на самый внешний уровень функции. это называется область действия функции .

Однако мы всегда должны стараться как можно точнее охватить все переменные. Что, если у нас есть переменная, которую нам нужно использовать только внутри одного условного блока в операторе if...else ? Обратите внимание, что условный блок является одним из условий оператора if. ..else , включая любое условие, которое необходимо оценить, и любой код, который должен быть выполнен, если условие истинно. В приведенной выше функции doYouLikeApples() у нас есть два условных блока в if...else оператор. Здесь мы разделили каждый условный блок на два блока кода:

 if (bool) {
  str = "Яблоки вкусные!";
}
 

 иначе {
  str = "Возможно, апельсины были бы лучше.";
}
 

Таким образом, если у нас есть переменная, которую нам нужно использовать только внутри одного условного блока, и мы хотим как можно точнее охватить все переменные, было бы лучше, если бы мы могли ограничить переменную только условным блоком, а не целая функция. вар не позволяет нам этого сделать.

Это одна из проблем, которую позволяет исправить и const .

Область видимости блока

---

Что произойдет, если мы перепишем наш первый пример выше, чтобы использовать let или const вместо var ? Что ж, давайте посмотрим. Будьте осторожны — мы увидим некоторое хитрое поведение.

 функция doYouLikeApples(bool) {
  если (логическое) {
    let str = "Яблоки вкусные!";
  } еще {
    str = "Возможно, апельсины были бы лучше.";
  }
  вернуть ул;
}
 

Все, что мы делаем, это меняем var на let из первого примера в этом уроке.

Итак, что произойдет, если мы вызовем doYouLikeApples(true) ?

Мы получим следующую ошибку:

 Uncaught ReferenceError: str не определен
 

Это связано с тем, что let и const используют область видимости блока .

Когда мы видим блок, область остается внутри фигурных скобок каждого условного оператора в пределах if...else оператор.

В приведенном выше примере это означает, что переменная str заключена в фигурные скобки:

 if (bool) {
  let str = "Яблоки вкусные!";
}
 

Когда мы пытаемся вернуть str , мы находимся на более высоком уровне области видимости, чем блок, где был определен str . По этой причине переменная вышла из области видимости, и функция не имеет к ней доступа.

Теперь давайте сделаем что-нибудь хитрое. Как вы думаете, что происходит, когда мы пытаемся позвонить doYouLikeApples(false) ?

Он вернет "Может быть, апельсины были бы лучше." . Итак, что случилось?

Ну с str = "Может апельсины были бы лучше."; во втором условном блоке:

 else {
  str = "Возможно, апельсины были бы лучше.";
}
 

Мы создали глобальную переменную! Поскольку let и const могут быть привязаны к блокам, когда мы используем str во второй раз, это не относится к переменной, которую мы объявили в первом условном выражении. Несмотря на то, что у него то же имя, он не в той же области. Вместо этого создается новая переменная . Поскольку мы не используем let , const или var для его объявления, по умолчанию используется глобальная область. Мы можем подтвердить это в консоли, проверив значение str после вызова функции. Мы увидим, что str сохраняет свое значение, даже если переменные внутри функции больше не должны находиться в области видимости.

Мы по-прежнему можем использовать let и const , чтобы иметь локальную область видимости на самом внешнем уровне функции. Нам просто нужно сделать что-то вроде этого:

 функция doYouLikeApples(bool) {
  пусть ул;
  если (логическое) {
    str = "Яблоки вкусные!";
  } еще {
    str = "Возможно, апельсины были бы лучше.";
  }
  вернуть ул;
}
 

Поскольку str объявляется на самом верхнем уровне функции, к нему можно получить доступ в любом месте функции.

Итак, как мы видим, блочная область видимости дает нам более детальный контроль над областью действия, и это хорошо. Поскольку мы хотим, чтобы переменные всегда были как можно более узкими, мы должны попытаться ограничиться уровнем блока. Старый школьный JavaScript с var этого не позволяет. пусть и const делают.

Вот еще одно небольшое поведение, которое отличается между var и let / const . Это мелочь, но это еще один способ позволить и const сделать JavaScript более согласованным и удобным для разработчиков.

 функция doYouLikeApples(bool) {
  если (логическое) {
    str = "Яблоки вкусные!";
  } еще {
    str = "Возможно, апельсины были бы лучше.";
  }
  пусть ул;
  вернуть ул;
}
 

Если мы вызовем эту функцию, мы получим следующую ошибку:

 Uncaught ReferenceError: невозможно получить доступ к 'str' перед инициализацией
 

Это имеет смысл. Мы не определяем str до после , мы его используем. Даже если бы это сработало, это был бы небрежный код и его было бы трудно читать.

Однако замените let на var в приведенной выше функции, и все будет работать так же, как если бы str были определены в начале функции. Это потому что var автоматически ограничивает все переменные уровнем функции независимо от того, где они объявлены. На самом деле это вовсе не удобство — на самом деле, это JavaScript слишком расхлябанный. Проблема неуклюжего кода в том, что он приводит к раздражающим ошибкам.

Резюме

---

В этом уроке мы рассмотрели разницу между областью действия блока и функции и еще несколько причин, по которым let и const лучше, чем var . Блочная область видимости применяется не только к условным операторам (ветвления с , если операторы ) — это также относится к операторам switch (еще одна форма ветвления, которую мы рассмотрим позже в программе) и циклам. Мы не будем рассматривать зацикливание до следующего раздела, так что пока не беспокойтесь об этом.

При написании функций, включающих блоки, всегда учитывайте, можно ли объявить какие-либо переменные более жестко. Нет необходимости ограничивать переменную верхним уровнем функции, если она нужна только в блоке. Уделение пристального внимания этой детализации области действия — ключевой шаг, который вы можете сделать, чтобы стать лучшим программистом.

Функции области | Документация Kotlin

Стандартная библиотека Kotlin содержит несколько функций, единственной целью которых является выполнение блока кода в контексте объекта. Когда вы вызываете такую ​​функцию для объекта с предоставленным лямбда-выражением, она формирует временную область. В этой области вы можете получить доступ к объекту без его имени. Такие функции называются функциями области видимости . Их пять: пусть , запустить , с , применяется , а также .

По сути, все эти функции выполняют одно и то же действие: выполняют блок кода над объектом. Отличие заключается в том, как этот объект становится доступным внутри блока и каков результат всего выражения.

Вот типичный пример использования функции области действия:

класс данных Person(var name: String, var age: Int, var city: String) { весело moveTo (новый город: строка) { город = новый город } весело incrementAge () { возраст ++ } } веселая главная () { // начало выборки Person(«Алиса», 20, «Амстердам»). let { распечатать(это) it.moveTo(«Лондон») it.incrementAge() распечатать(это) } //конец выборки }

Если вы напишите то же самое без пусть , вам придется ввести новую переменную и повторять ее имя всякий раз, когда вы ее используете.

класс данных Person (имя переменной: строка, возраст переменной: Int, город переменной: строка) { весело moveTo (новый город: строка) { город = новый город } весело incrementAge () { возраст ++ } } веселая главная () { // начало выборки val alice = Person(«Алиса», 20, «Амстердам») println(Алиса) alice.moveTo(«Лондон») alice.incrementAge() println(Алиса) //конец выборки }

Функции области действия не привносят никаких новых технических возможностей, но они могут сделать ваш код более кратким и читабельным.

Из-за большого сходства между функциями области видимости выбор правильной функции для вашего случая использования может быть непростым. Выбор в основном зависит от ваших намерений и согласованности использования в вашем проекте. Ниже мы приводим подробное описание различий между функциями области видимости и их соглашениями.

Выбор функции

Чтобы помочь вам выбрать правильную функцию осциллографа для ваших целей, мы предоставляем эту таблицу, в которой обобщаются основные различия между ними.

9027 78

let

8 90808 лямбда результат

Нет: вызывается без объекта контекста

Функция	Ссылка на объект	Возвращаемое значение	Является функцией расширения
it	Лямбда-результат	Да
запуск	это	2 результат лямбда0009	Да
запуск	—
с	this	Результат Lambda	Нет: принимает объект контекста в качестве аргумента.
применить	this	Контекстный объект	Да
также 0283	it	Объект контекста	Да

Подробная информация об этих функциях приведена в соответствующих разделах ниже.

Вот краткое руководство по выбору функций прицела в зависимости от цели:

• Выполнение лямбда-выражения на ненулевых объектах: let

• Введение выражения в виде переменной в локальной области видимости: let

•  03 03 конфигурация объекта: 09

• Конфигурация объекта и вычисление результата: run

• Запуск операторов, где требуется выражение: без расширения run

• Дополнительные эффекты: также

• Группировка вызовов функций для объекта: с

Сценарии использования различных функций области перекрываются, поэтому вы можете выбрать, какие функции использовать, на основе конкретных соглашений, используемых в вашем проекте или команде.

Хотя функции области видимости могут сделать ваш код более кратким, избегайте их чрезмерного использования: это может затруднить чтение кода и привести к ошибкам. Мы также рекомендуем вам избегать вложенных функций области и быть осторожным при их цепочке, потому что легко запутаться в текущем объекте контекста и значении 9.0003 это или это .

Различия

Поскольку функции области действия схожи по своей природе, важно понимать различия между ними. Между каждой функцией области видимости есть два основных различия:

Объект контекста: this или it

Внутри лямбда-функции, переданной функции области видимости, объект контекста доступен по короткой ссылке вместо его фактического имени. Каждая функция области действия использует один из двух способов ссылки на объект контекста: как лямбда-приемник ( это ) или как лямбда-аргумент ( это ). Оба предоставляют одинаковые возможности, поэтому мы описываем плюсы и минусы каждого из них для разных вариантов использования и даем рекомендации по их использованию.

весело main() { val ул = "Привет" // этот ул.выполнить { println("Длина строки: $length") //println("Длина строки: ${this.length}") // делает то же самое } // это ул.лет { println("Длина строки ${it.length}") } }

this

запустить , с и применить ссылку на объект контекста как на лямбда-приемник по ключевому слову this . Следовательно, в их лямбда-выражениях объект доступен так же, как и в обычных функциях класса.

В большинстве случаев вы можете опустить это при доступе к членам объекта получателя, что сделает код короче. С другой стороны, если и опущены, может быть трудно отличить члены-получатели от внешних объектов или функций. Таким образом, имея объект контекста в качестве получателя ( это ) рекомендуется для лямбда-выражений, которые в основном работают с членами объекта, вызывая его функции или присваивая значения свойствам.

класс данных Person (имя переменной: строка, возраст переменной: Int = 0, город переменной: строка = "") веселая главная () { // начало выборки val adam = Person("Адам").apply { age = 20 // то же, что this.age = 20 город = "Лондон" } println(адам) //конец выборки }

это

В свою очередь пусть и тоже ссылаются на объект контекста как на лямбда-аргумент. Если имя аргумента не указано, доступ к объекту осуществляется по неявному имени по умолчанию или . это короче чем это и выражения с это обычно легче читаются.

Однако при вызове функций или свойств объекта объект не доступен неявно, как this . Следовательно, доступ к объекту контекста через или лучше, когда объект в основном используется в качестве аргумента в вызовах функций. или также лучше, если вы используете несколько переменных в блоке кода.

импорт kotlin.random.Random весело writeToLog (сообщение: строка) { println("ИНФОРМАЦИЯ: $сообщение") } веселая главная () { // начало выборки весело getRandomInt(): Int { вернуть Random.nextInt(100).также { writeToLog("getRandomInt() генерирует значение $it") } } значение i = getRandomInt() println(я) //конец выборки }

В приведенном ниже примере показано обращение к объекту контекста как к лямбда-аргументу с именем аргумента: значение .

импорт kotlin.random.Random весело writeToLog (сообщение: строка) { println("ИНФОРМАЦИЯ: $сообщение") } веселая главная () { // начало выборки весело getRandomInt(): Int { вернуть Random.nextInt(100).также {значение -> writeToLog("getRandomInt() генерирует значение $value") } } значение i = getRandomInt() println(я) //конец выборки }

Возвращаемое значение

Функции области видимости отличаются возвращаемым результатом:

• применяются и также возвращают объект контекста.

• let , run , а с возвращают лямбда-результат.

Вы должны тщательно продумать, какое возвращаемое значение вы хотите, исходя из того, что вы хотите делать дальше в своем коде. Это поможет вам выбрать наилучшую функцию области видимости для использования.

Объект контекста

Возвращаемое значение apply и также является самим объектом контекста. Следовательно, они могут включаться в цепочки вызовов как побочные шаги : вы можете продолжать цепочку вызовов функций для одного и того же объекта один за другим.

весело main() { // начало выборки val numberList = mutableListOf() numberList.also { println("Заполнение списка") } .применять { добавить (2.71) добавить(3.14) добавить(1.0) } .also { println("Сортировка списка") } .Сортировать() //конец выборки println (список номеров) }

Их также можно использовать в операторах возврата функций, возвращающих объект контекста.

импорт kotlin.random.Random весело writeToLog (сообщение: строка) { println("ИНФОРМАЦИЯ: $сообщение") } веселая главная () { // начало выборки весело getRandomInt(): Int { вернуть Random.nextInt(100).также { writeToLog("getRandomInt() генерирует значение $it") } } значение i = getRandomInt() //конец выборки }

Результат лямбда

пусть , запустит , а с вернет результат лямбда. Таким образом, вы можете использовать их при присвоении результата переменной, цепочке операций над результатом и т.д.

весело main() { // начало выборки val number = mutableListOf("один", "два", "три") val countEndsWithE = numbers.run { добавить("четыре") добавить("пять") подсчет { it.endsWith("e") } } println("Есть элементы $countEndsWithE, оканчивающиеся на e." //конец выборки }

Кроме того, вы можете игнорировать возвращаемое значение и использовать функцию области для создания временной области для локальных переменных.

весело main() { // начало выборки val number = mutableListOf("один", "два", "три") с (числа) { val firstItem = первый() val lastItem = последний() println("Первый элемент: $firstItem, последний элемент: $lastItem") } //конец выборки }

Функции

Чтобы помочь вам выбрать правильную область действия для вашего варианта использования, мы подробно опишем их и предоставим рекомендации по использованию. Технически функции области действия во многих случаях взаимозаменяемы, поэтому в примерах показаны соглашения по их использованию.

let

let можно использовать для вызова одной или нескольких функций по результатам цепочек вызовов. Например, следующий код выводит результаты двух операций над коллекцией:

fun main() { // начало выборки val numbers = mutableListOf("один", "два", "три", "четыре", "пять") val resultList = numbers.map { it.length }.filter { it > 3 } println(результатлист) //конец выборки }

С помощью let вы можете переписать приведенный выше пример так, чтобы результат операций над списком не присваивался переменной:

fun main() { // начало выборки val numbers = mutableListOf("один", "два", "три", "четыре", "пять") number. map { it.length }.filter { it > 3 }.let { распечатать(это) // и другие вызовы функций, если это необходимо } //конец выборки }

Если кодовый блок передается на , пусть содержит одну функцию с в качестве аргумента, вы можете использовать ссылку на метод ( :: ) вместо лямбда-аргумента:

fun main() { // начало выборки val numbers = mutableListOf("один", "два", "три", "четыре", "пять") number.map { it.length }.filter { it > 3 }.let(::println) //конец выборки }

let часто используется для выполнения блока кода, содержащего ненулевые значения. Для выполнения действий над ненулевым объектом используйте оператор безопасного вызова ?. на него и звоните пусть с действиями в его лямбде.

забавный процессNonNullString(str: String) {} веселая главная () { // начало выборки val ул: Строка? = "Привет" //processNonNullString(str) // ошибка компиляции: строка может быть нулевой длина val = str?. let { println("let() вызвал $it") processNonNullString(it) // OK: 'it' не равно null внутри '?.let { }' ит.длина } //конец выборки }

Вы также можете использовать let , чтобы ввести локальные переменные с ограниченной областью действия, чтобы облегчить чтение кода. Чтобы определить новую переменную для объекта контекста, укажите ее имя в качестве лямбда-аргумента, чтобы ее можно было использовать вместо значения по умолчанию 9.0003 это .

весело main() { // начало выборки val number = listOf ("один", "два", "три", "четыре") val модифицированныйFirstItem = numbers.first().let { firstItem -> println("Первый элемент списка - '$firstItem'") if (firstItem.length >= 5) firstItem else "!" + первый элемент + "!" }.верхний регистр() println("Первый элемент после модификации: '$modifiedFirstItem'") //конец выборки }

с

Поскольку с не является функцией расширения: объект контекста передается как аргумент, но внутри лямбды он доступен как получатель ( это ).

Мы рекомендуем использовать с для вызова функций в объекте контекста, когда вам не нужно использовать возвращаемый результат. В коде с можно прочитать как " с этим объектом, сделайте следующее. "

fun main() { // начало выборки val number = mutableListOf("один", "два", "три") с (числа) { println("with" вызывается с аргументом $this") println("Содержит элементы $size") } //конец выборки }

Вы также можете использовать с , чтобы ввести вспомогательный объект, свойства или функции которого используются для вычисления значения.

весело main() { // начало выборки val number = mutableListOf("один", "два", "три") val firstAndLast = с (числа) { "Первый элемент ${first()}," + "последний элемент ${last()}" } println (первый и последний) //конец выборки }

run

run делает то же самое, что и с , но реализуется как функция расширения. Так вроде пусть , вы можете вызвать его в объекте контекста, используя запись через точку.

run полезен, когда ваша лямбда одновременно инициализирует объекты и вычисляет возвращаемое значение.

класс MultiportService (URL-адрес var: строка, порт var: Int) { fun prepareRequest(): String = "Запрос по умолчанию" забавный запрос (запрос: String): String = "Результат запроса '$ request'" } веселая главная () { // начало выборки val service = MultiportService("https://example.kotlinlang.org", 80) вал результат = service.run { порт = 8080 запрос (prepareRequest() + "для порта $port") } // тот же код, написанный с помощью функции let(): val letResult = service.let { ит.порт = 8080 it.query(it.prepareRequest() + "для порта ${it.port}") } //конец выборки println(результат) println(letResult) }

Вы также можете вызвать run как функцию без расширения. Вариант без расширения run не имеет объекта контекста, но по-прежнему возвращает лямбда-результат. Нерасширенный run позволяет выполнять блок из нескольких операторов, где требуется выражение.

весело main() { // начало выборки val hexNumberRegex = запустить { значные цифры = "0-9" val hexDigits = "A-Fa-f" знак val = "+-" Regex("[$sign]?[$digits$hexDigits]+") } for (совпадение в hexNumberRegex.findAll("+123 -FFFF !%*& 88 XYZ")) { println(соответствие.значение) } //конец выборки }

apply

Поскольку apply возвращает сам объект контекста, мы рекомендуем вам использовать его для блоков кода, которые не возвращают значение и в основном работают с элементами объекта-приемника. Наиболее распространенный вариант использования apply — настройка объекта. Такие вызовы можно прочитать как " применить к объекту следующие назначения. "

класс данных Person (var name: String, var age: Int = 0, var city: String = "") веселая главная () { // начало выборки val adam = Person("Адам"). apply { возраст = 32 город = "Лондон" } println(адам) //конец выборки }

Другим вариантом использования apply является включение apply в несколько цепочек вызовов для более сложной обработки.

также

также полезно для выполнения некоторых действий, которые принимают объект контекста в качестве аргумента. Используйте также для действий, которым нужна ссылка на объект, а не на его свойства и функции, или когда вы не хотите скрывать эту ссылку из внешней области.

Когда вы видите также в коде, вы можете прочитать это как " , а также сделать с объектом следующее. "

fun main() { // начало выборки val number = mutableListOf("один", "два", "три") числа .also { println("Элементы списка перед добавлением нового: $it") } .добавить("четыре") //конец выборки }

takeIf и takeUnless

В дополнение к функциям области действия стандартная библиотека содержит функции takeIf и takeUnless . Эти функции позволяют встраивать проверки состояния объекта в цепочки вызовов.

При вызове объекта вместе с предикатом takeIf возвращает этот объект, если он удовлетворяет заданному предикату. В противном случае возвращается null . Итак, takeIf — это функция фильтрации для одного объекта.

takeIf имеет логику, противоположную takeIf . При вызове объекта вместе с предикатом takeUnless возвращает null , если он удовлетворяет данному предикату. В противном случае он возвращает объект.

При использовании takeIf или takeUnless объект доступен как лямбда-аргумент ( вместо ).

импорт kotlin.random.* веселая главная () { // начало выборки число = Random.nextInt(100) val evenOrNull = number.takeIf { it % 2 == 0 } val oddOrNull = number.takeUnless { it % 2 == 0 } println("четное: $evenOrNull, нечетное: $oddOrNull") //конец выборки }

весело main() { // начало выборки val ул = "Привет" val caps = str. takeIf { it.isNotEmpty() }?.uppercase() //val caps = str.takeIf { it.isNotEmpty() }.uppercase() // ошибка компиляции println (заглавные буквы) //конец выборки }

takeIf и takeUnless особенно полезны в сочетании с функциями прицела. Например, вы можете связать takeIf и takeUnless с let для запуска блока кода на объектах, которые соответствуют заданному предикату. Для этого вызовите takeIf на объекте, а затем вызовите let с безопасным вызовом ( ? ). Для объектов, которые не соответствуют предикату, takeIf возвращает null и пусть не вызывается.

весело main() { // начало выборки весело displaySubstringPosition (ввод: строка, подстрока: строка) { input.indexOf(sub).takeIf { это >= 0 }?.let { println("Подстрока $sub найдена в $input." println("Начальная позиция $it.") } } displaySubstringPosition ("010000011", "11") displaySubstringPosition ("010000011", "12") //конец выборки }

Для сравнения ниже приведен пример того, как можно написать ту же функцию без использования takeIf или функции области видимости:

fun main() { // начало выборки весело displaySubstringPosition (ввод: строка, подстрока: строка) { val index = input.