Самоучитель
Функции в Python для начинающих
В этой части мы изучим функции — составные инструкции, которые могут принимать данные ввода, выполнять указания и возвращать данные вывода. Функции позволяют определять и повторно использовать определенную функциональность в компактной форме.
Вызвать функцию — значит передать ей входные данные, необходимые для выполнения и возвращения результата. Когда вы передаете функции входные данные, это называется передача параметра функции.
Функции в Python похожи на математические функции из алгебры. Например, в алгебре функция определяется как‑то так:
Левая часть определяет функцию f, принимающую один параметр, x. А правая часть — это определение функции, которое использует переданный параметр x, чтобы произвести вычисление и вернуть результат. В этом случае значением функции является ее параметр, умноженный на два.
Как в Python функция записывается следующим образом: имя_функции (параметры_через_запятую). Чтобы вызвать функцию, после ее имени нужно указать круглые скобки и поместить внутрь параметры, отделив каждый из них запятой. Для создания функций в Python выберите ее имя, определите параметры, укажите, что функция должна делать и какое значение возвращать.
Математическая функция f(x) = x * 2 в Python будет выглядеть вот так:
Ключевое слово def сообщает Python, что вы определяете функцию. После def вы указываете имя функции; оно должно отвечать тем же правилам, что и имена переменных. Согласно конвенции, в имени функции нельзя использовать заглавные буквы, а слова должны быть разделены подчеркиванием вот_так.
Как только вы присвоили своей функции имя, укажите после него круглые скобки. Внутри скобок должен содержаться один или несколько параметров.
После скобок ставится двоеточие, а новая строка начинается с отступа в четыре пробела. Любой код с отступом в четыре пробела после двоеточия является телом функции. В этом случае тело нашей функции состоит только из одной строки:
Ключевое слово return используется для определения значения, которое функция возвращает при вызове.
Чтобы вызвать функцию в Python, мы используем синтаксис имя_функции (параметры, через, запятую).
Ниже описан вызов функции f из предыдущего примера с параметром 2.
Консоль ничего не вывела. Можно сохранить вывод вашей функции в переменной и передать ее функции print.
Вы можете сохранить результат, возвращаемый вашей функцией, в переменной и использовать это значение в программе позднее.
У функции может быть один параметр, несколько параметров или вообще их не быть. Чтобы определить функцию, не требующую параметров, оставьте круглые скобки пустыми.
Если хотите, чтобы функция принимала больше одного параметра, отделите каждый параметр в скобках запятой.
Наконец, функция не обязана содержать инструкцию return. Если функции нечего возвращать, она возвращает значение None.
Обязательные и необязательные параметры
Функция может принимать параметры двух типов. Те, что встречались вам до этого, называются обязательными параметрами. Когда пользователь вызывает функцию, он должен передать в нее все обязательные параметры, иначе Python сгенерирует исключение.
В Python есть и другой вид параметров — опциональные. Опциональные параметры определяются с помощью следующего синтаксиса: имя_функции(имя_параметра = значение_параметра). Как и обязательные, опциональные параметры нужно отделять запятыми. Ниже приведен пример функции, в коде которой используется опциональный параметр.
Сначала функция вызывается без передачи параметра. Так как параметр необязательный, x автоматически становится равен 2, и функция возвращает 4.
Затем та же функция вызывается с параметром 4. То есть x будет равен 4 и функция вернет 16. Вы можете определить функцию, которая принимает как обязательные, так и опциональные параметры, но обязательные нужно определять в первую очередь.
Функции в Python
Функция позволяет использовать в программе один и тот же фрагмент кода несколько раз.
Oбъявление функции в Python выглядит так:
# Объявление функции
def hello (name):
print ( ‘Hello, ‘ + name)
# Вызовы функции
hello ( ‘Max’ )
hello ( ‘Ivan’ )
hello ( ‘Alex’ )
hello ( ‘Kate’ )
# Вывод
>> Hello, Max
>> Hello, Ivan
>> Hello, Alex
>> Hello, Kate
Оператор return возвращает значение из функции.
Представьте себе обычный калькулятор. Вы вводите первое число, операцию и второе число. Калькулятор возвращает нам результат операции над этими числами. Всё просто, не так ли? Функции точно так же умеют возвращать значение с помощью специального оператора return.
print ( f ‘s1 =
print ( f ‘s2 =
print ( f ‘s3 =
>> s1 = 12
>> s2 = 208
>> s3 = 4
print ( f ‘m1 =
print ( f ‘m2 =
print ( f ‘m3 =
>> m1 = 20
>> m2 = 10800
>> m3 = 3
Для параметров функции можно указывать значения по умолчанию. Это дает возможность вызывать функцию с меньшим числом параметров.
# Аргумент name по умолчанию равен ‘world’
def hello ( name = ‘world’ ):
print ( ‘Hello, ‘ + name)
hello ()
hello ( ‘Ivan’ )
>> Hello, world
>> Hello, Ivan
Примеры
# Написать функцию square(), вычисляющую квадрат числа.
def square ( number ):
return number * number # Возвращаем результат работы функции обратно в программу
a = square ( 2 )
print (a)
print ( isEven ( 10 ))
print ( isEven ( 11 ))
# Напишите функцию amountList, которая возвращает сумму всех элементов списка.
def amountList ( lst ):
amount = 0
f or x in lst:
amount += x
return amount
print ( f ‘Сумма списка ‘ )
print ( fib ( 2 ))
print ( fib ( 3 ))
print ( fib ( 4 ))
print ( fib ( 5 ))
print ( fib ( 10 ))
print ( fact ( 2 ))
print ( fact ( 3 ))
print ( fact ( 4 ))
print ( fact ( 5 ))
Решение задач
Напишите функцию, которая получает в качестве аргумента радиус круга и находит его площадь.
# Не забудьте написать функцию circle.
print ( circle ( 4 ))
print ( circle ( 1 ))
# Не забудьте написать функцию three.
print ( three ( 4 ))
print ( three ( 3 ))
3. Максимум в списке
Напишите функцию, которая возвращает максимальный элемент из переданного в нее списка.
Напишите функцию, которая возвращает количество четных элементов в списке.
Напишите функцию, которая возвращает список с уникальными (неповторяющихся) элементам.
Введение в Python
Поиск
Новое на сайте
Функции в Python
Функция это блок организованного, многократно используемоего кода, который используется для выполнения конкретного задания. Функции обеспечивают лучшую модульность приложения и значительно повышают уровень повторного использования кода.
Создание функции
Существуют некоторые правила для создания функций в Python.
Пример функции в Python:
Вызов функции
После создания функции, ее можно исполнять вызывая из другой функции или напрямую из оболочки Python. Для вызова функции следует ввести ее имя и добавить скобки.
Аргументы функции в Python
Вызывая функцию, мы можем передавать ей следующие типы аргументов:
Обязательные аргументы функции:
Если при создании функции мы указали количество передаваемых ей аргументов и их порядок, то и вызывать ее мы должны с тем же количеством аргументов, заданных в нужном порядке.
Аргументы, заданные по-умолчанию
Аргумент по умолчанию, это аргумент, значение для которого задано изначально, при создании функции.
Аргументы произвольной длины
Иногда возникает ситуация, когда вы заранее не знаете, какое количество аргументов будет необходимо принять функции. В этом случае следует использовать аргументы произвольной длины. Они задаются произвольным именем переменной, перед которой ставится звездочка (*).
Ключевое слово return
Выражение return прекращает выполнение функции и возвращает указанное после выражения значение. Выражение return без аргументов это то же самое, что и выражение return None. Соответственно, теперь становится возможным, например, присваивать результат выполнения функции какой либо переменной.
Область видимости
Некоторые переменные скрипта могут быть недоступны некоторым областям программы. Все зависит от того, где вы объявили эти переменные.
В Python две базовых области видимости переменных:
Переменные объявленные внутри тела функции имеют локальную область видимости, те что объявлены вне какой-либо функции имеют глобальную область видимости.
Это означает, что доступ к локальным переменным имеют только те функции, в которых они были объявлены, в то время как доступ к глобальным переменным можно получить по всей программе в любой функции.
Рекурсия
Рекурсией в программировании называется ситуация, в которой функция вызывает саму себя. Классическим примером рекурсии может послужить функция вычисления факториала числа.
Напомним, что факториалом числа, например, 5 является произведение всех натуральных (целых) чисел от 1 до 5. То есть, 1 * 2 * 3 * 4 * 5
Рекурсивная функция вычисления факториала на языке Python будет выглядеть так:
Рецепт создания функции в Python
Как видно, при вызове команды help() с именем нашей функции в качестве аргумента мы получаем написанную нами документацию.
Сопровождайте ваши функции качественной документацией и программисты, которые будут работать с вашим кодом после вас будут вам благодарны.
Функции в Python
Дана строка.
Функция позволяет использовать в программе один и тот же фрагмент кода несколько раз. Разберем следующую задачу:
Дана строка, вместо пробелов у которой стоит специальный символ, например, *, необходимо заменить все специальные символы на пробелы.
У нас есть строки вида:
И код, решающий эту задачу:
Оба этих способа прекрасно работают до тех пор, пока у нас одна входная строка. А если строк несколько?
Можно, конечно, обрабатывать строки в цикле. Например, вот так:
lines = [text1, text2, text3]
А если «лишний символ» для каждой строки будет различным? Тогда придется обрабатывать каждую строку отдельно. Чтобы сделать код, приведенный выше, универсальным нам необходимы функции.
Объявление функции
Рассмотрим синтаксис объявления функции:
def greeting (name):
print ( ‘Hello, ‘ + name)
# Вызываем функцию
greeting( ‘Max’ )
# Hello, Max
greeting( ‘Ivan’ )
# Hello, Ivan
greeting( ‘Alex’ )
# Hello, Alex
greeting( ‘Kate’ )
# Hello, Kate
Типичное объявление функции в Python выглядит так:
Проиллюстрируем это на примере функции сложения двух чисел:
def add ( a, b ):
return a + b
# Вызовем нашу функцию
s1 = add (10, 2)
s2 = add (108, 100)
s3 = add (3, 1)
print (s1, s2, s3)
# 12 208 4
Напишем функцию умножения двух чисел:
def mult ( a, b ):
return a * b
# Вызовем нашу функцию
m1 = mult (10, 2)
m2 = mult (108, 100)
m3 = mult (3, 1)
print (m1, m2, m3)
# 20 10800 3
Решение задачи «лишнего символа»
Аргументы по умолчанию
def greeting (name):
return ‘Hello, ‘ + name
print (greeting( ‘Alex’ ))
# Hello, Alex
Теперь функция greeting возвращает строковое значение, которое мы можем присвоить какой-нибудь переменной
helloMax = greeting ( ‘Max’ )
print (helloMax)
# Hello, Max
Но если мы приветствовать каждого пользователя по-своему? Тогда нам нужно передать в greeting еще один аргумент
def greeting (name, hello):
return hello + ‘, ‘ + name
А что если пользователю неважно, как мы его поприветствуем? Тогда логично было бы по умолчанию использовать какое-то одно приветствие и иногда его изменять. В программировании эта концепция называется «аргумент по умолчанию». Если в вызов функции не передали одного или нескольких аргументов, то будут использованы аргументы по умолчанию.
def greeting (name, hello= ‘hello’ ):
return hello + ‘, ‘ + name
Функции в Python
Введение
Определение
Вот пример простой функции:
Для определения функции нужно всего лишь написать ключевое слово def перед ее именем, а после — поставить двоеточие. Следом идет блок инструкций.
Функция инкрементирует глобальную переменную i и возвращает None (по умолчанию).
Вызовы
Для вызова функции, которая возвращает переменную, нужно ввести:
Для вызова функции, которая ничего не возвращает:
Функцию можно записать в одну строку, если блок инструкций представляет собой простое выражение:
Функции могут быть вложенными:
Функции — это объекты, поэтому их можно присваивать переменным.
Инструкция return
Возврат простого значения
Возврат нескольких значений
Пока что функция возвращала только одно значение или не возвращала ничего (объект None). А как насчет нескольких значений? Этого можно добиться с помощью массива. Технически, это все еще один объект. Например:
Аргументы и параметры
В функции можно использовать неограниченное количество параметров, но число аргументов должно точно соответствовать параметрам. Эти параметры представляют собой позиционные аргументы. Также Python предоставляет возможность определять значения по умолчанию, которые можно задавать с помощью аргументов-ключевых слов.
Параметр — это имя в списке параметров в первой строке определения функции. Он получает свое значение при вызове. Аргумент — это реальное значение или ссылка на него, переданное функции при вызове. В этой функции:
x и y — это параметры, а в этой:
При определении функции параметры со значениями по умолчанию нужно указывать до позиционных аргументов:
Если использовать необязательный параметр, тогда все, что указаны справа, должны быть параметрами по умолчанию.
Выходит, что в следующем примере допущена ошибка:
Для вызовов это работает похожим образом. Сначала нужно указывать все позиционные аргументы, а только потом необязательные:
На самом деле, следующий вызов корректен (можно конкретно указывать имя позиционного аргумента), но этот способ не пользуется популярностью:
А этот вызов некорректен:
При вызове функции с аргументами по умолчанию можно указать один или несколько, и порядок не будет иметь значения:
Можно не указывать ключевые слова, но тогда порядок имеет значение. Он должен соответствовать порядку параметров в определении:
Если ключевые слова не используются, тогда нужно указывать все аргументы:
Второй аргумент можно пропустить:
Чтобы обойти эту проблему, можно использовать словарь:
Значение по умолчанию оценивается и сохраняется только один раз при определении функции (не при вызове). Следовательно, если значение по умолчанию — это изменяемый объект, например, список или словарь, он будет меняться каждый раз при вызове функции. Чтобы избежать такого поведения, инициализацию нужно проводить внутри функции или использовать неизменяемый объект:
Еще один пример изменяемого объекта, значение которого поменялось при вызове:
Дабы не допустить изменения оригинальной последовательности, нужно передать копию изменяемого объекта:
Указание произвольного количества аргументов
Позиционные аргументы
При вызове функции нужно вводить команду следующим образом:
Python обрабатывает позиционные аргументы следующим образом: подставляет обычные позиционные аргументы слева направо, а затем помещает остальные позиционные аргументы в кортеж (*args), который можно использовать в функции.
Если лишние аргументы не указаны, значением по умолчанию будет пустой кортеж.
Произвольное количество аргументов-ключевых слов
Как и в случае с позиционными аргументами можно определять произвольное количество аргументов-ключевых слов следующим образом (в сочетании с произвольным числом необязательных аргументов из прошлого раздела):
При вызове функции нужно писать так:
Python обрабатывает аргументы-ключевые слова следующим образом: подставляет обычные позиционные аргументы слева направо, а затем помещает другие позиционные аргументы в кортеж (*args), который можно использовать в функции (см. предыдущий раздел). В конце концов, он добавляет все лишние аргументы в словарь (**kwargs), который сможет использовать функция.
Важно, что пользователь также может использовать словарь, но перед ним нужно ставить две звездочки (**):
Порядок вывода также не определен, потому что словарь не отсортирован.
Документирование функции
Команда docstring должна быть первой инструкцией после объявления функции. Ее потом можно будет извлекать или дополнять:
Методы, функции и атрибуты, связанные с объектами функции
Если поискать доступные для функции атрибуты, то в списке окажутся следующие методы (в Python все является объектом — даже функция):
И несколько скрытых методов, функций и атрибутов. Например, можно получить имя функции или модуля, в котором она определена:
Есть и другие. Вот те, которые не обсуждались:
Рекурсивные функции
Другой распространенный пример — определение последовательности Фибоначчи:
Важно, чтобы в ней было была конечная инструкция, иначе она никогда не закончится. Реализация вычисления факториала выше, например, не является надежной. Если указать отрицательное значение, функция будет вызывать себя бесконечно. Нужно написать так:
Важно!
Рекурсия позволяет писать простые и элегантные функции, но это не гарантирует эффективность и высокую скорость исполнения.
Глобальная переменная
Вот уже знакомый пример с глобальной переменной:
За редкими исключениями глобальные переменные лучше вообще не использовать.
Присвоение функции переменной
С существующей функцией func синтаксис максимально простой:
Переменным также можно присваивать встроенные функции. Таким образом позже есть возможность вызывать функцию другим именем. Такой подход называется непрямым вызовом функции.
Менять название переменной также разрешается:
В этом примере a1, a2 и func имеют один и тот же id. Они ссылаются на один объект.
Последний пример. Предположим, встроенная функция была переназначена:
Теперь к ней нельзя получить доступ, а это может стать проблемой. Чтобы вернуть ее обратно, нужно просто удалить переменную:
Анонимная функция: лямбда
С помощью type() можно проверить тип:
На практике эти функции редко используются. Это всего лишь элегантный способ записи, когда она содержит одну инструкцию.
Изменяемые аргументы по умолчанию
Вместо этого нужно использовать значение «не указано» и заменить на изменяемый объект по умолчанию: