Как определить функцию в Python?

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.

Последняя строка в блоке инструкций может начинаться с return , если нужно вернуть какое-то значение. Если инструкции return нет, тогда по умолчанию функция будет возвращать объект None . Как в этом примере:

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

Аргументы можно использовать для изменения ввода и таким образом получать вывод функции. Но куда удобнее использовать инструкцию return , примеры которой уже встречались ранее. Если ее не написать, функция вернет значение None .

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

Иногда количество позиционных аргументов может быть переменным. Примерами таких функций могут быть max() и min() . Синтаксис для определения таких функций следующий:

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

Если изучить ее, обнаружатся два скрытых метода (которые начинаются с двух знаков нижнего подчеркивания), среди которых есть __doc__ . Он нужен для настройки документации функции. Документация в Python называется docstring и может быть объединена с функцией следующим образом:

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

Рекурсия — это не особенность Python. Это общепринятая и часто используемая техника в Computer Science, когда функция вызывает сама себя. Самый известный пример — вычисление факториала n! = n * n — 1 * n -2 * … 2 *1. Зная, что 0! = 1, факториал можно записать следующим образом:

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.

Если рекурсия содержит баги (например, длится бесконечно), функции может не хватить памяти. Задать максимальное значение рекурсий можно с помощью модуля sys .

Глобальная переменная

Вот уже знакомый пример с глобальной переменной:

Здесь функция увеличивает на 1 значение глобальной переменной i . Это способ изменять глобальную переменную, определенную вне функции. Без него функция не будет знать, что такое переменная i . Ключевое слово global можно вводить в любом месте, но переменную разрешается использовать только после ее объявления.

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.

Практический пример — рефакторинг существующего кода. Например, есть функция sq , которая вычисляет квадрат значения:

Позже ее можно переименовать, используя более осмысленное имя. Первый вариант — просто сменить имя. Проблема в том, что если в другом месте кода используется sq , то этот участок не будет работать. Лучше просто добавить следующее выражение:

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

Лямбда-функция — это короткая однострочная функция, которой даже не нужно имя давать. Такие выражения содержат лишь одну инструкцию, поэтому, например, if , for и while использовать нельзя. Их также можно присваивать переменным:

В отличие от функций, здесь не используется ключевое слово return . Результат работы и так возвращается.

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:

Функции Python

Как определить функцию в Python?

Мы можем определить функцию в Python, используя ключевое слово def. Давайте посмотрим на пару примеров функции в Python.

Основываясь на приведенных выше примерах, мы можем определить структуру функции как this.

Как вызвать функцию в Python?

Мы можем вызвать функцию по ее имени. Если функция принимает параметры, мы должны передать их при вызове функции.

Мы вызываем определенные нами функции hello() и add(). Мы также вызываем функцию print(), которая является одной из встроенных функций в Python.

В Python есть два типа функций.

  1. встроенные: функции, предоставляемые языком Python, такие как print (), len (), str () и т. д.
  2. пользовательские: функции, определенные нами в программе Python.

Может ли функция иметь значение параметра по умолчанию?

Python допускает значения по умолчанию для параметров функции. Если вызывающий абонент не передает параметр, используется значение по умолчанию.

Можем ли мы иметь несколько операторов возврата внутри функции?

Да, функция может иметь несколько операторов возврата. Однако при достижении одного из операторов возврата выполнение функции прекращается, и значение возвращается вызывающей стороне.

Может ли функция Python возвращать несколько значений одно за другим?

Функция Python может возвращать несколько значений одно за другим. Это реализовано с использованием ключевого слова yield. Это полезно, когда вы хотите, чтобы функция возвращала большое количество значений и обрабатывала их. Мы можем разделить возвращаемые значения на несколько частей, используя оператор yield. Этот тип функции также называется функцией генератора.

Аргументы

Python допускает три типа параметров в определении функции.

  1. Формальные аргументы: те, которые мы видели в примерах до сих пор.
  2. Переменное количество аргументов без ключевых слов: например, def add(*args)
  3. Переменное количество аргументов ключевых слов или именованных аргументов: например, def add(**kwargs)

Некоторые важные моменты относительно переменных аргументов в Python:

  • Порядок аргументов должен быть формальным, * args и ** kwargs.
  • Не обязательно использовать имена параметров переменных как args и kwargs. Однако лучше всего использовать их для лучшей читаемости кода.
  • Тип args — кортеж. Таким образом, мы можем передать кортеж для отображения с переменной * args.
  • Тип кваргов — дикт. Таким образом, мы можем передать словарь для сопоставления с переменной ** kwargs.
Читайте также  Как включить вай фай директ на телевизоре LG?

Вот простой пример.

Рекурсивная функция Python

Когда функция вызывает сама себя, она называется рекурсивной функцией. В программировании этот сценарий называется рекурсией.

Вы должны быть очень осторожны при использовании рекурсии, потому что есть вероятность, что функция никогда не завершится и перейдет в бесконечный цикл. Вот простой пример печати ряда Фибоначчи с использованием рекурсии.

Полезно знать о рекурсии, но в большинстве случаев при программировании это не нужно. То же самое можно сделать с помощью цикла for или while.

Тип данных функции

Функции Python являются экземплярами класса «функция». Мы можем проверить это с помощью функции type().

Сравнение функции с методом

  • Функция Python является частью файла сценария Python, в котором она определена, тогда как методы определены внутри определения класса.
  • Мы можем вызвать функцию напрямую, если она находится в том же модуле. Если функция определена в другом модуле, мы можем импортировать модуль, а затем вызвать функцию напрямую. Нам нужен класс или объект класса для вызова методов.
  • Функция Python может обращаться ко всем глобальным переменным, тогда как методы класса Python могут обращаться к глобальным переменным, а также к атрибутам и функциям класса.
  • Тип данных функций Python — это «функция», а тип данных методов Python — «метод».

Давайте посмотрим на простой пример функций и методов в Python.

Преимущества

  • Возможность повторного использования кода, потому что мы можем вызывать одну и ту же функцию несколько раз
  • Модульный код, поскольку мы можем определять разные функции для разных задач
  • Улучшает ремонтопригодность кода
  • Абстракция, поскольку вызывающему абоненту не нужно знать реализацию функции

Анонимная функция

Анонимные функции не имеют имени. Мы можем определить анонимную функцию в Python, используя ключевое слово lambda.

Как определяются функции Python 3

Функции Python 3 — введение

В Python есть известные для многих функции:

  • функция Python print() выводит объект на печать в терминале;
  • int() превращает данные в целое число;
  • len() возвращает длину объекта.

В этой статье мы рассмотрим, как определять функции, чтобы их можно было использовать в собственных проектах.

Определение функции Python 3

Начнем с превращения в функцию классический « Hello, World! ». Создадим в текстовом редакторе новый файл и назовем его hello.py . Затем определим функцию.

Функция определяется с помощью ключевого слова def , за которым следует название и параметры функции в круглых скобках ( могут быть пустыми ). Строку заканчиваем двоеточием.

В нашем случае определяем функцию с названием hello() :

Мы создали начальную инструкцию для создания функции Python 3.

Теперь добавляем вторую строку, в которой устанавливаем инструкции для функции. В примере мы будем печатать в консоли « Hello, World »!

Теперь строковая функция Python полностью определена, но если мы запустим программу, ничего не произойдет, так как мы не вызвали ее. Поэтому вызовем функцию с помощью hello() :

Должно получиться следующее:

Функции могут быть и сложнее, чем hello() . В блоке функции Python 3 можно использовать циклы for , условные инструкции и другое.

Например, следующая функция использует условную инструкцию для проверки того, содержит ли значение переменной name гласную, а затем применяет цикл for для итерации по буквам.

Вызов функции Python names() , которую мы определили, задает условную инструкцию и цикл for . Из этого примера видно, как можно организовать код в пределах функции. Также можно определить условное выражение и цикл for как две отдельные функции.

Функции python 3 — работа с параметрами

До сих пор мы рассматривали функции без аргументов. Но в скобках можно определять параметры для функций.
Параметр — это переменная в определении функции, указывающая аргумент, который функция должна принять.

Создадим небольшую программу с параметрами x , y и z . Определим функцию, которая суммирует параметры в различных конфигурациях. Она возвращает их сумму. Затем мы вызовем функцию и передадим в нее числа.

Мы передали число 1 в параметр x , число 2 в параметр y , и число 3 в параметр z . Эти значения соответствуют каждому параметру в том порядке, в котором они приведены.

Программа выполняет математические вычисления на основе значений параметров:

Функция Python 3 выводит результаты математических расчетов a , b , и c , где a должно равняться 3 , b — 4 и c — 5 . Запускаем программу:

Когда значения 1 , 2 и 3 мы передаем в качестве параметров функции add_numbers() , то получаем ожидаемый результат.

Параметры — это аргументы, которые выступают в качестве переменных в определениях функций. Им можно задать значения при запуске метода для передачи аргументов в функцию.

Функции Python 3 — именованные аргументы

Кроме вызова параметров по порядку, в вызове функций можно использовать именные аргументы. В них элемент, вызывающий функцию, определяет аргументы по имени параметра.

Применяя именные аргументы, параметры можно задействовать не по порядку, потому что интерпретатор Python будет использовать ключевые слова, соответствующие значениям параметров.

Создадим Python математическую функцию, которая будет отображать информацию о профиле пользователя. Передадим параметры в функцию в виде username ( строка ) и followers ( число ).

В определении функции username и followers находятся в скобках. Блок функции выводит информацию о пользователе в виде строк с применением двух параметров.

Теперь можем вызвать функцию и назначить ей параметры:

При первом вызове функции Python мы ввели имя пользователя sammyshark и его 945 подписчиков. При втором вызове функции мы использовали именованные аргументы, присваивая значения переменным аргументов.

В результате получаем имена пользователей и количество их подписчиков.

Из следующего примера видим, что для той же программы, но с другим вызовом, можно менять последовательность параметров:

При использовании именованных аргументов функции Python последовательность их передачи при вызове функции не имеет значения.

Функции Python 3 — значения аргументов по умолчанию

Также можно указать значения по умолчанию для обоих параметров. Создадим значение по умолчанию для параметра followers со значением 1 :

Теперь можно запустить функцию с параметром username , а число подписчиков по умолчанию будет 1 . При желании можно изменить количество пользователей:

Запустив программу командой python profile.py , получаем следующее:

Определяя начальные параметры, не нужно устанавливать значения для каждого аргумента.

Функции Python 3 — возврат значения

Можно передавать значение аргумента функции в Python. При этом функция также может возвращать значение с помощью инструкции return , которая завершит выполнение функции и передаст значения к месту ее вызова. Используя return без аргументов, функция будет возвращать None .

До сих пор мы использовали print() , а не return . Создадим программу, которая вместо вывода в терминал будет возвращать переменную.

В новом текстовом файле создадим программу, которая будет возводить в квадрат параметр x и возвращать переменную y . Выполняем вызов, чтобы вывести переменную result после запуска функции square() с аргументом 3 :

Запускаем программу, чтобы увидеть результат:

В качестве выходных данных получаем число 9 , что и является результатом возведения в квадрат числа 3 . Рассмотрим действие инструкции return в программе:

Снова запускаем программу:

Без return программа не может вернуть значение, поэтому оно равно None .

В следующем примере математической функции в Python заменим print() из программы add_numbers.py на инструкцию return :

Вне функции объявляем переменную sums , которая равна результату действия функции для чисел 1 , 2 и 3 из примера, приведенного выше. Затем выводим переменную sums . Снова запускаем программу, теперь уже с инструкцией return :

На выходе получаем те же числа, что и с использованием инструкции print() . Теперь результат предоставлен в виде кортежа, так как в списке выражений инструкции return имеется запятая.

Функции Python немедленно завершаются, когда встречают инструкцию return , независимо от того, возвращают они значение или нет:

Инструкция return в цикле for завершает функцию, поэтому строка вне цикла не будет выполняться. При использовании инструкции break был бы завершен только цикл, и выполнялась последняя строка print() .

Инструкция return завершает функцию и может возвращать значение в случае применения параметров.

Использование main() в качестве функции

Хотя в Python можно вызывать функцию, которая находится в конце программы, во многих языках программирования ( таких как C++ и Java ) для выполнения программы требуется функция main . Применение функции main() не обязательно, но поможет организовать логику программы, помещая важные элементы в одну функцию.

Начнем с добавления Python функции main() в уже составленную программу hello.py . Оставляем функцию hello() и определяем функцию main() :

Применяем инструкцию print() , чтобы знать, что мы находимся в функции main() . Кроме этого вызовем функцию hello() внутри функции main() :

Ниже вызываем функцию main() :

Теперь запускаем программу:

Поскольку мы вызвали Python строковую функцию hello() внутри main() , а затем вызвали только функцию main() , то получили текст « Hello, World! » один раз после строки, которая сообщает, что мы находимся в главной функции.

Дальше мы будем работать с несколькими функциями, поэтому рассмотрим область видимости глобальных и локальных переменных. Если определяете переменную в пределах блока функции, то можете использовать переменную только в этой функции. Для применения в разных функциях лучше объявить глобальную переменную.

На языке Python ‘__main__’ — это имя области, в которой будет выполняться код верхнего уровня. Если программа запускается стандартным вводом или с помощью интерактивного запроса, то __name__ устанавливается равным ‘__main__’ .

В связи с этим существует соглашение о применении следующей конструкции:

Так мы получаем возможность использовать программные файлы в качестве:

  • главной программы и запускать ту часть, которая следует после инструкции if ;
  • модуля и не запускать то, что следует после инструкции if .

Любой код, не содержащийся в этой инструкции, будет выполняться после запуска. Если вы используете программный файл в качестве модуля, то код, не являющийся частью этой инструкции, будет выполнен при импорте вторичного файла.

Расширим программу names.py и создадим новый файл more_names.py . Объявим в этой программе глобальную переменную и изменим функцию names() так, чтобы инструкции находились в двух отдельных Python функциях.

Первая функция has_vowel() будет проверять, содержит ли строка name гласную. Вторая функция print_letters() выведет все буквы строки name :

Читайте также  Как открыть багажник изнутри Форд Мондео?

Определим main() , которая содержит вызов Python математических функций has_vowel() и print_letters() :

В конце файла добавляем конструкцию if __name__ == ‘__main__’: . Для запуска всех Python функций вызываем main() после инструкции if .

Программа генерирует тот же результат, что и программа names.py , но код в ней лучше организован, и его можно использовать в виде модуля без изменений.

Если не хотите объявлять Python функцию main() , то можете закончить программу так:

Применение main() в качестве функции в сочетании с инструкцией if __name__ == ‘__main__’ : поможет организовать код в логическом порядке, сделать его модульным и удобным для чтения.

Функции Python 3 — заключение

Функции — это блоки кода с инструкциями, которые выполняют действия в рамках программы, делают код модульным и дают возможность использовать его многократно.

Пожалуйста, оставьте ваши комментарии по текущей теме материала. За комментарии, лайки, отклики, дизлайки, подписки огромное вам спасибо!

Функции в Python, определение функций.

Функции в Python определяются с помощью инструкции def , которое вводит определение функции. За ним должно следовать имя функции и заключенный в скобки список формальных параметров аргументов. Операторы, которые формируют тело функции, начинаются со следующей строки и должны иметь отступ.

  • func_name — идентификатор, то есть переменная, которая при выполнении инструкции def связывается со значением в виде объекта функции.
  • param — это необязательный список формальных параметров аргументов, которые связываются со значениями, предоставляемыми при вызове функции. В простейшем случае функция может вообще не иметь параметров. Это означает, что при ее вызове она не получает никаких аргументов. В определении такой функций круглые скобки после ее имени остаются пустыми, такими же они должны оставаться при ее вызове.

Первым оператором тела функции может быть строка документации функции. Существуют инструменты, которые используют строки документации для автоматического создания интерактивной или печатной документации или для предоставления пользователю интерактивного просмотра кода. Хорошей практикой является включение строк документации в код.

Определение функции — это исполняемый оператор. Его выполнение связывает имя функции в текущем локальном пространстве имен с объектом функции (оболочка вокруг исполняемого кода функции). Этот объект функции содержит ссылку на текущее глобальное пространство имен, которое будет использоваться при вызове функции.

Определение функции не выполняет тело функции, а только вычисляет аргументы, если они присутствуют. Тело функции выполняется только при вызове.

При вызове функции создается область видимости для хранения локальных переменных этой функции и все созданные переменные внутри функции сохраняют свое значение только в этом пространство имен. Когда функция завершает выполнение, это пространство имен уничтожается.

Определение функции может быть заключено в одно или несколько выражений-декоратора. Выражения-декораторы оцениваются при определении функции в области, содержащей определение функции. Результатом должен быть вызываемый объект, который вызывается с объектом функции в качестве единственного аргумента. Возвращаемое значение привязывается к имени функции, а не к объекту функции. Несколько декораторов применяются вложенным образом. Например, следующий код

Эти два выражения эквивалентны за исключением того, что исходная функция временно не привязана к имени func .

Когда один или несколько параметров имеют выражение parameter=expression , говорят, что функция имеет значения параметров по умолчанию. Для параметра со значением по умолчанию, соответствующий аргумент может быть опущен в вызове. Если параметр имеет значение по умолчанию, то все последующие параметры также должны иметь значение по умолчанию — это синтаксическое ограничение.

Значения параметров по умолчанию оцениваются слева направо при определении функции. Это означает, что эти выражение вычисляется один раз, когда функция определена, и что для каждого вызова используется одно и то же предварительно вычисленное значение. Это особенно важно понимать, когда параметр по умолчанию является изменяемым объектом, таким как список или словарь

Семантика вызова функций более подробно описана в разделе «Что происходит в момент вызова функции?». Вызов функции всегда присваивает значения всем параметрам, упомянутым в списке параметров, либо из позиционных аргументов, из ключевых аргументов, либо из значений по умолчанию. Если присутствует форма *identifier , то она инициализируется кортежем, которая получает любые избыточные позиционные параметры, по умолчанию — пустой кортеж. Если присутствует форма **identifier , то она инициализируется новым упорядоченным словарем, получающим любые избыточные ключевые аргументы, по умолчанию используется новый пустой словарь.

Параметры аргументов, следующие после * или *identifier являются параметрами только ключевых слов и могут быть переданы только в качестве ключевых аргументов (более подробно в разделе «Варианты передачи аргументов в функцию Python»).

Параметры могут иметь аннотацию типов в форме :expression после имени аргумента. Любой параметр может иметь аннотацию, даже в форме *identifier или **identifier . Функции могут иметь аннотацию возвращаемого значения в форме -> expression , которое следует после списка параметров. Эти аннотации могут быть любым допустимым выражением Python. Наличие аннотаций не меняет семантику функции. Значения аннотации доступны в виде значений словаря с ключами по именам параметров в атрибуте объекта функции __annotations__ и оцениваются при выполнении определения функции. Если используется импорт аннотаций из __future__ , то аннотации сохраняются в виде строк во время выполнения, что позволяет отложить оценку. В этом случае аннотации могут оцениваться в другом порядке, чем они появляются в исходном коде.

Также возможно создавать анонимные функции (функции, не привязанные к имени) для немедленного использования в выражениях. Здесь используются лямбда-выражения, описанные в разделе «Анонимные функции (lambda-выражения) в Python». Обратите внимание, что лямбда-выражение — это просто сокращение для упрощенного определения функции. Функция, определенная в операторе def , может быть передана или присвоена другому имени, как функция, определенная лямбда-выражением. Форма def на самом деле более мощная, так как она позволяет выполнять несколько операторов и аннотаций.

Примечание для программиста: Функции Python — это объекты первого класса. Оператор def , выполняемый внутри определения функции, определяет локальную функцию, которая может быть возвращена или передана. Свободные переменные, используемые во вложенной функции, могут обращаться к локальным переменным функции, содержащей def . Подробнее смотрите в раздел Именование и привязка.

Так как функции в Python являются объектами первого класса, то значение имени функции имеет тип, который распознается интерпретатором как определяемая пользователем функция. Это значение может быть присвоено другому имени, которое затем может также использоваться как функция:

Исходя из других языков, можно возразить, что fib это не функция, а процедура, поскольку она не возвращает значение. На самом деле, даже функции без оператора return возвращают значение, хотя и довольно скучное. Это значение называется None (встроенное имя). Вывод значения None обычно подавляется интерпретатором, если это единственное возвращаемое значение. Вы можете увидеть это, используя команду print() :

Функция, которая возвращает список чисел ряда Фибоначчи, вместо того, чтобы печатать его:

Этот пример, демонстрирует некоторые новые возможности Python:

Введение в Python

Поиск

Новое на сайте

  • Пятнашки на Python
  • Паттерны проектирования в Python
  • Множественное наследование в Python
  • Абстрактные классы в Python
  • Сапер на Python

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.

  • Блок функции начинается с ключевого слова def, после которого следуют название функции и круглые скобки ( () ).
  • Любые аргументы, которые принимает функция должны находиться внутри этих скобок.
  • После скобок идет двоеточие ( : ) и с новой строки с отступом начинается тело функции.

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 (Required arguments)
  • Аргументы-ключевые слова (Keyword argument)
  • Аргументы по умолчанию (Default argument)
  • Аргументы произвольной длины (Variable-length argumens)

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 — ключевые слова

Аргументы — ключевые слова используются при вызове функции. Благодаря ключевым аргументам, вы можете задавать произвольный (то есть не такой каким он описа при создании функции) порядок аргументов.

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:

  • Глобальные переменные
  • Локальные переменные

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.

Важно помнить, что для того чтобы получить доступ к глобальной переменной, достаточно лишь указать ее имя. Однако, если перед нами стоит задача изменить глобальную переменную внутри функции — необходимо использовать ключевое слово global.

Рекурсия

Рекурсией в программировании называется ситуация, в которой функция вызывает саму себя. Классическим примером рекурсии может послужить функция вычисления факториала числа.

Читайте также  Как понять когда менять жидкость гур?

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:

Однако следует помнить, что использование рекурсии часто может быть неоправданным. Дело в том, что в момент вызова функции в оперативной памяти компьютера резервируется определенное количество памяти, соответственно чем больше функций одновременно мы запускаем — тем больше памяти потребуется, что может привести к переполнению стека (stack overflow) и программа завершится аварийно, не так как предполагалось. Учитывая это, там где это возможно, вместо рекурсии лучше применять циклы.

Рецепт создания функции в Python

Существует следующий алгоритм — рекомендация по созданию функции в Python. Например, мы создаем функцию вычисления площади прямоугольника.

  1. Начинать следует с примеров того, что делает функция, и подобрать подходящее название. В нашем случае это будет выглядеть так:
  2. Указать типы данных, которые принимает функция и тип данных, который она возвращает
  3. Подобрать подходящие названия для переменных
  4. Написать краткое, но содержательное описание функции
  5. Написать собственно тело функции
  6. Функция готова! Осталось вызвать ее с указанными в примерах аргументами

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 – руководство для начинающих

Python позволяет разделить большую программу на основные строительные блоки, известные как функции.

Что такое функция в Python?

Функции в Python – это организованный блок многократно используемого кода, который можно вызывать при необходимости.

Функция содержит набор программных операторов, заключенных в <>. Функцию можно вызывать несколько раз, чтобы обеспечить возможность повторного использования и модульность программы Python.

Функция помогает программисту разбить программу на более мелкие части. Она очень эффективно организует код и избегает повторения кода. По мере роста программы функция делает ее более организованной.

Python предоставляет нам различные встроенные функции, такие как range() или print(). Пользователь также может создавать свои функции, которые можно назвать пользовательскими функциями.

В основном есть два типа функций:

  • Функции, определяемые пользователем. Определяются пользователем для выполнения конкретной задачи.
  • Встроенные функции. Это те функции, которые предварительно определены в Python.

В этом руководстве мы обсудим функции, определяемые пользователем.

Преимущество функций в Python

У функций Python есть следующие преимущества:

  • Используя функции, мы можем избежать повторной перезаписи одной и той же логики / кода снова и снова в программе.
  • Мы можем вызывать функции Python несколько раз и в любом месте программы.
  • Мы можем легко отслеживать большую программу Python, если она разделена на несколько функций.
  • Возможность повторного использования – главное достижение.
  • Однако вызов функции всегда является накладным.

Создание

Python предоставляет ключевое слово def для определения функции. Синтаксис функции определения приведен ниже.

Давайте разберемся с синтаксисом определения функций.

  • Ключевое слово def вместе с именем функции используется для определения функции.
  • Правило идентификатора должно следовать за именем функции.
  • Функция принимает параметр(аргумент), и они могут быть необязательными.
  • Функциональный блок начинается с двоеточия(:), и операторы блока должны иметь такой же отступ.
  • Оператор return используется для возврата значения. Функция может иметь только один возврат.

Вызов функции

В Python после создания функции мы можем вызывать ее из другой функции. Перед вызовом функция должна быть определена; в противном случае интерпретатор Python выдает ошибку. Чтобы вызвать функцию, используйте имя функции, за которым следуют круглые скобки.

Рассмотрим простой пример, который выводит сообщение «Hello World».

Выход:
hello world

Оператор возврата return

Оператор return используется в конце функции и возвращает результат функции. Он завершает выполнение функции и передает результат туда, где функция вызывается. Оператор return не может использоваться вне функции.

Он может содержать выражение, которое оценивается, и значение возвращается вызывающей функции. Если оператор return не имеет выражения или не существует сам по себе в функции, он возвращает объект None.

Рассмотрим следующие примеры:

Выход:
The sum is: 30

В приведенном выше коде мы определили функцию с именем sum, и у нее есть оператор c = a + b, который вычисляет заданные значения, а результат возвращается оператором return вызывающей функции.

Пример 2. Создание функции без оператора возврата

В приведенном выше коде мы определили ту же функцию без оператора return, так как мы видим, что функция sum() вернула объект None вызывающей функции.

Аргументы в функции

Аргументы – это типы информации, которые можно передать функции. Аргументы указаны в скобках. Мы можем передать любое количество аргументов, но они должны быть разделены запятой.

Рассмотрим следующие примеры, содержащий функцию, которая принимает строку в качестве аргумента.

Вызов по ссылке в Python

В Python вызов по ссылке означает передачу фактического значения в качестве аргумента функции. Все функции вызываются по ссылке, т. е. все изменения, внесенные в ссылку внутри функции, возвращаются к исходному значению, на которое ссылается ссылка.

Пример 1. Передача неизменяемого объекта(списка)

Выход:
list inside function = [10, 30, 40, 50, 20, 30]
list outside function = [10, 30, 40, 50, 20, 30]

Пример 2. Передача изменяемого объекта(строки)

Выход:
печать строки внутри функции: Hi I am there Hows you
печать строки вне функции: Hi I am there.

Типы аргументов

Может быть несколько типов аргументов, которые могут быть переданы во время вызова функции.

  1. Обязательные аргументы.
  2. Аргументы ключевого слова.
  3. По умолчанию.
  4. Переменной длины.

Обязательные

Мы можем предоставить аргументы во время вызова функции. Обязательные аргументы – это аргументы, которые необходимо передать во время вызова функции с точным совпадением их позиций в вызове функции и определении функции. Если какой-либо из аргументов не указан в вызове функции или положение аргументов изменено, интерпретатор Python покажет ошибку.

Рассмотрим следующие примеры.

Выход:
Введите имя: Джон
привет, Джон

Пример 2.

Выход:
Введите основную сумму: 5000
Введите процентную ставку: 5
Введите время в годах: 3
Простой процент: 750,0

Пример 3

Выход:
TypeError: calculate() отсутствует 1 обязательный позиционный аргумент: ‘b’

Аргументы по умолчанию

Python позволяет нам инициализировать аргументы при определении функции. Если значение любого из аргументов не предоставляется во время вызова функции, то этот аргумент может быть инициализирован значением, указанным в определении, даже если аргумент не указан при вызове функции.

Выход:
My name is John and age is 22
Пример 2.

Выход:
My name is john and age is 22
My name is David and age is 10

Аргументы переменной длины(* args)

В больших проектах иногда мы можем не знать количество аргументов, которые нужно передать заранее. В таких случаях Python предоставляет нам гибкость, предлагая значения, разделенные запятыми, которые внутренне обрабатываются как кортежи при вызове функции. Используя аргументы переменной длины, мы можем передавать любое количество аргументов.

Однако при определении функции мы определяем аргумент переменной длины, используя * args(звездочку) как * .

Рассмотрим следующий пример:

Выход:
type of passed argument is
printing the passed arguments.
john
David
smith
nick

В приведенном выше коде мы передали * имена в качестве аргумента переменной длины. Мы вызвали функцию и передали значения, которые внутри обрабатываются как кортежи. Кортеж – это итеративная последовательность, такая же, как и список. Чтобы напечатать заданные значения, мы повторили имена * arg, используя цикл for в Python.

Аргументы ключевого слова(** kwargs)

Python позволяет нам вызывать функцию с аргументами ключевых слов. Такой вызов функции позволит нам передавать аргументы в случайном порядке.

Имя аргументов рассматривается как ключевое слово и сопоставляется при вызове и определении функции. Если такое же совпадение найдено, значения аргументов копируются в определение функции.

Рассмотрим следующие примеры.

Выход:
printing the message with John and hello

Пример 2. С указанием значений в другом порядке при вызове.

Выход:
Simple Interest: 1900.0
Если мы предоставим другое имя аргументов во время вызова функции, будет выдана ошибка.

Рассмотрим следующий пример.

Выход:
TypeError: simple_interest() got an unexpected keyword argument ‘time’

Python позволяет нам предоставлять сочетание необходимых аргументов и аргументов ключевого слова во время вызова функции. Однако обязательный аргумент не должен указываться после аргумента ключевого слова, т. е. после того, как аргумент ключевого слова встречается в вызове функции, следующие аргументы также должны быть аргументами ключевого слова.

Рассмотрим следующие примеры.

Выход:
printing the message with John , hello ,and David

Следующий пример вызовет ошибку из-за неправильного сочетания ключевого слова и требуемых аргументов, переданных в вызове функции.

Выход:
SyntaxError: positional argument follows keyword argument

Python предоставляет возможность передавать несколько аргументов ключевого слова, которые могут быть представлены как ** kwargs. Похож на * args, но сохраняет аргумент в формате словаря. Этот тип аргументов полезен, когда мы не знаем заранее количество аргументов.

Рассмотрим следующий пример:

Пример 6. Многие аргументы используют аргумент ключевого слова.

Объем переменных

Объем переменных зависит от места, где переменная объявляется. Переменная, объявленная в одной части программы, может быть недоступна для других частей.

В Python переменные определяются с двумя типами областей видимости:

  1. Глобальны.
  2. Локальные.

Известно, что переменная, определенная вне любой функции, имеет глобальную область видимости, тогда как переменная, определенная внутри функции, имеет локальную область видимости.

Рассмотрим следующий пример.

Пример 1. Локальная переменная

Выход:
hello !! I am going to print a message.
File «/root/PycharmProjects/PythonTest/Test1.py», line 5, in
print(message)
NameError: name ‘message’ is not defined

Пример 2. Глобальная переменная

Выход:
The sum is 60
Value of sum outside the function: 0

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: