语句和函数之间的区别

Question

现在快到午夜了，我突然有一个问题出现在脑海里，那就是“for循环”是语句还是函数。

我一直认为它是语句，但是我在谷歌上搜寻时发现也有称其为函数的结果。那么它到底是什么？在这种情况下，函数和语句之间有什么区别呢？

- Sasha Kolsky

---

这真的取决于你使用的编程语言。是 Ruby、Python 还是 Javascript？ - deceze

好问题——这表明你已经做了大量的研究，这非常重要。 - Purag

@deceze 这三种语言中不都是语句吗？ - Corey Farwell

@Corey 如果我没记错的话，Ruby 中几乎所有的东西都是表达式。而在 Ruby 中最惯用的循环方法通常是使用对象的方法。但由于问题本身没有指定语言，我猜这应该是无关语言的，那么你会发现许多语言都不是上述情况。 - deceze

Answer 1

一个 for 循环不是通常意义下的函数，它是一种特殊的语句，称为流程控制结构。

语句 是一条命令。它执行某些操作。在大多数编程语言中，语句不返回值。例如：

print "Hello World"

函数是程序中的子程序，可以在程序的其他地方调用。函数通常（但不一定）返回值。例如：

function(a) { return a * 2 }

一个控制结构，也被称为复合语句，是用于指导执行流程的语句。例如：

if (condition) then { branch_1 } else { branch_2 }

for (i = 0; i < 10; i += 1) { ... }

值得注意的是，表达式是一段代码，它会求出一个值。例如：

2 + 2

所有示例均为伪代码，不与任何特定语言相关。还要注意这些不是互斥的类别，它们可以重叠。

- Ben Lee

---

按照这个逻辑，那么for循环既是语句又是控制结构，对吗？函数并不需要返回值——它也可以用于简单执行，但是以某种方式进行，其中某些内容是可变的，并且产品基于特定情况。 - Purag

错误地说一个for循环既不是语句也不是函数是不正确的（并不是它不能用作控制结构）。在大多数编程语言中，for循环是一个复合语句，尽管它也可以是表达式或函数。在Javascript、Python和Ruby中，它是一个语句。 - Zach Kelling

复合语句和函数有什么区别？ - madLokesh

@madLokesh，“复合语句”只是“控制结构”的另一个名称。它只是控制执行流程的语句（之所以称为“复合”，是因为它与普通语句不同--控制结构的主体由更多语句组成）。 - Ben Lee

@GeorginaDavenport 函数的定义作为从域到范围的映射更多地是一个严格的数学定义。在计算机科学中，“函数”通常只是“子例程”的同义词，具体取决于语言是否返回任何值。此外，与数学函数不同，在大多数语言中，没有限制给定输入将始终返回相同的输出。实际上，对于某些函数来说，这就是它们的明确目的（例如，“Time.now()”函数可能会根据一天中的时间返回不同的值）。 - Ben Lee

Answer 2

您选择的三个语言标签中，我只熟悉Python，但我相信许多其他编程语言对这些概念有类似的看法。这里的所有示例代码都是Python。

语句是一个被执行的东西;一种语言实现可以理解的“做某事的指令”。例如：

print "Hello World"

pass

def foo(n):
    return n + 1

if condition:
    print 'yay'
else:
    print 'doh'

上面的代码块包含一个打印语句，一个pass语句，一个函数定义语句和一个if/else语句。注意，函数定义和if/else语句都是复合语句；它们包含其他语句（可能有许多语句，也可能有其他复合语句）。

表达式是可以求值以产生值的东西。例如：

1

"foo"

2 * 6

function(argument)

None

以上内容包含数字字面表达式、字符串字面表达式、涉及数字运算符的表达式、函数调用表达式和字面None表达式。除了字面量和变量，表达式由其他表达式组成。在function(argument)中，function和argument也都是表达式。

关键的区别在于语句是指示语言实现去执行某些操作的指令。表达式则被计算出一个值（这可能需要语言实现在过程中去执行某些操作）。

这导致了一个后果，即你可以在任何看到值的地方（包括表达式），替换为任何其他表达式，你仍然会得到某种有意义的东西。它可能无法编译，或在运行时抛出异常，但至少在某种程度上你可以理解发生了什么。

语句绝对不能出现在表达式中（我认为在Ruby和Javascript中，它们允许使用代码块和函数作为整体值的文字，函数和代码块包含语句；但这与我的讨论有所不同）。表达式必须有一个值（即使它是像None这样毫无趣味的值）。语句是一条命令，它没有值，因此它在表达式的一部分中是没有意义的。

许多语言也允许将表达式用作语句。通常的含义是“计算此表达式以获取一个值，然后丢弃它”。在Python中，总是返回None的函数通常以这种方式使用：

write_to_disk(result)

它被用作“命令”，看起来像一个语句，但从技术上讲，它是一个表达式，我们只是不使用它计算的值。你可以认为“裸表达式”是语言中可能的语句之一（它们通常这样解析）。

有些语言区分必须像没有返回值的语句一样使用的函数（通常称为过程）和像表达式一样使用的函数，并且对于将函数用作语句，会给出错误或警告，并且绝对会因使用过程作为表达式而出错。

因此，如果foo是一个表达式，我可以写1 + foo，虽然它可能会导致类型错误，但至少意义上是正确的。如果foo是一个语句，那么1 + foo通常是一个解析错误。语言实现甚至无法理解你试图说什么。

---

另一方面，函数是可以调用的东西。它本身既不是表达式也不是语句。在Python中，您使用def语句创建一个函数，函数调用是一个表达式。创建函数后绑定到函数的名称也是一个表达式。但是函数本身是一个值，从技术上讲它不完全是一个表达式，但肯定不是语句。

---

那么，对于循环。这是Python中的一个for循环：

for thing in collection:
    do_stuff(thing)

看起来像是一个语句（复合语句，比如if语句）。为了证明这一点，以下内容毫无意义（并且是解析错误）：

1 + for thing in collection:
    do_stuff(thing)

在某些语言中，for循环的等价物是一个表达式，并且具有一个值，您可以尝试将其加1。在某些语言中，它甚至是一个函数，而不是内置于语言中的特殊语法。

- Ben

---

“一个语句永远不可能出现在表达式中（我相信这在 Ruby 中不是真的[...]）” - Ruby 没有语句，只有表达式。 - Jörg W Mittag

@JörgWMittag 那么for循环的价值是什么？快速谷歌了一下Ruby语法，似乎没有返回值，除了作为代码块的意义外。一个表达式被评估为“代码值”，而要执行的声明似乎是不同的东西，即使是相同的原始文本在源代码中也可能表示任一内容，具体取决于上下文； 我现在正在处理这个问题，在一个我平常开发的玩具语言中。 - Ben

@JörgWMittag 我又读了一些资料，我发现你说的并不是那个意思。Ruby确实会给循环、条件语句等赋值。很棒！但是还有一些东西在语义上确实是语句，比如break（有时候Ruby会因为将它们用作表达式而给出解析错误，但并非总是：http://carboni.ca/blog/p/Statements-in-Ruby）。 - Ben

Answer 3

这篇答案与Python 2.7.2相关。摘自python教程：

"4. 更多控制流工具

4.2. for语句： Python中的for语句与C或Pascal中您可能习惯的有些不同。Python的for语句迭代任何序列（列表或字符串）中出现的项目，按它们在序列中出现的顺序进行迭代，而不总是迭代数字的算术进度（如Pascal中），或者给用户定义迭代步骤和停止条件的能力（如C中）。

- Zain Khan