Процедуры и функции в питоне. Функции

Функция в программировании представляет собой обособленный участок кода, который можно вызывать, обратившись к нему по имени, которым он был назван. При вызове происходит выполнение команд тела функции.

Функции можно сравнить с небольшими программками, которые сами по себе, т. е. автономно, не исполняются, а встраиваются в обычную программу. Нередко их так и называют – подпрограммы. Других ключевых отличий функций от программ нет. Функции также при необходимости могут получать и возвращать данные. Только обычно они их получают не с ввода (клавиатуры, файла и др.), а из вызывающей программы. Сюда же они возвращают результат своей работы.

Существует множество встроенных в язык программирования функций. С некоторыми такими в Python мы уже сталкивались. Это print(), input(), int(), float(), str(), type(). Код их тела нам не виден, он где-то "спрятан внутри языка". Нам же предоставляется только интерфейс – имя функции.

С другой стороны, программист всегда может определять свои функции. Их называют пользовательскими. В данном случае под "пользователем" понимают программиста, а не того, кто пользует программу. Разберемся, зачем нам эти функции, и как их создавать.

Предположим, надо три раза подряд запрашивать на ввод пару чисел и складывать их. С этой целью можно использовать цикл:

i = 0 while i < 3 : a = int (input () ) b = int (input () ) print (a+b) i += 1

Однако, что если перед каждым запросом чисел, надо выводить надпись, зачем они нужны, и каждый раз эта надпись разная. Мы не можем прервать цикл, а затем вернуться к тому же циклу обратно. Придется отказаться от него, и тогда получится длинный код, содержащий в разных местах одинаковые участки:

print () a = int (input () ) b = int (input () ) print ("Всего" , a+b, "шт." ) print () a = int (input () ) b = int (input () ) print ("Всего" , a+b, "шт." )

Пример исполнения программы:

Сколько бананов и ананасов для обезьян? 15 5 Всего 20 шт. Сколько жуков и червей для ежей? 50 12 Всего 62 шт. Сколько рыб и моллюсков для выдр? 16 8 Всего 24 шт.

Внедрение функций позволяет решить проблему дублирования кода в разных местах программы. Благодаря им можно исполнять один и тот же участок кода не сразу, а только тогда, когда он понадобится.

Определение функции. Оператор def

В языке программирования Python функции определяются с помощью оператора def. Рассмотрим код:

def countFood() : a = int (input () ) b = int (input () ) print ("Всего" , a+b, "шт." )

Это пример определения функции. Как и другие сложные инструкции вроде условного оператора и циклов функция состоит из заголовка и тела. Заголовок оканчивается двоеточием и переходом на новую строку. Тело имеет отступ.

Ключевое слово def сообщает интерпретатору, что перед ним определение функции. За def следует имя функции. Оно может быть любым, также как и всякий идентификатор, например, переменная. В программировании весьма желательно давать всему осмысленные имена. Так в данном случае функция названа "посчитатьЕду" в переводе на русский.

После имени функции ставятся скобки. В приведенном примере они пустые. Это значит, что функция не принимает никакие данные из вызывающей ее программы. Однако она могла бы их принимать, и тогда в скобках были бы указаны так называемые параметры.

После двоеточия следует тело, содержащее инструкции, которые выполняются при вызове функции. Следует различать определение функции и ее вызов. В программном коде они не рядом и не вместе. Можно определить функцию, но ни разу ее не вызвать. Нельзя вызвать функцию, которая не была определена. Определив функцию, но ни разу не вызвав ее, вы никогда не выполните ее тела.

Вызов функции

Рассмотрим полную версию программы с функцией:

def countFood() : a = int (input () ) b = int (input () ) print ("Всего" , a+b, "шт." ) print ("Сколько бананов и ананасов для обезьян?" ) countFood() print ("Сколько жуков и червей для ежей?" ) countFood() print ("Сколько рыб и моллюсков для выдр?" ) countFood()

После вывода на экран каждого информационного сообщения осуществляется вызов функции, который выглядит просто как упоминание ее имени со скобками. Поскольку в функцию мы ничего не передаем скобки опять же пустые. В приведенном коде функция вызывается три раза.

Когда функция вызывается, поток выполнения программы переходит к ее определению и начинает исполнять ее тело. После того, как тело функции исполнено, поток выполнения возвращается в основной код в то место, где функция вызывалась. Далее исполняется следующее за вызовом выражение.

В языке Python определение функции должно предшествовать ее вызовам. Это связано с тем, что интерпретатор читает код строка за строкой и о том, что находится ниже по течению, ему еще неизвестно. Поэтому если вызов функции предшествует ее определению, то возникает ошибка (выбрасывается исключение NameError):

print ("Сколько бананов и ананасов для обезьян?" ) countFood() print ("Сколько жуков и червей для ежей?" ) countFood() print ("Сколько рыб и моллюсков для выдр?" ) countFood() def countFood() : a = int (input () ) b = int (input () ) print ("Всего" , a+b, "шт." )

Результат:

Сколько бананов и ананасов для обезьян? Traceback (most recent call last ) : File "test.py" , line 2 , in < module> countFood() NameError: name "countFood" is not defined

Для многих компилируемых языков это не обязательное условие. Там можно определять и вызывать функцию в произвольных местах программы. Однако для удобочитаемости кода программисты даже в этом случае предпочитают соблюдать определенные правила.

Функции придают программе структуру

Польза функций не только в возможности многократного вызова одного и того же кода из разных мест программы. Не менее важно, что благодаря им программа обретает истинную структуру. Функции как бы разделяют ее на обособленные части, каждая из которых выполняет свою конкретную задачу.

Пусть надо написать программу, вычисляющую площади разных фигур. Пользователь указывает, площадь какой фигуры он хочет вычислить. После этого вводит исходные данные. Например, длину и ширину в случае прямоугольника. Чтобы разделить поток выполнения на несколько ветвей, следует использовать оператор if-elif-else:

figure = input () if figure == "1" : a = float (input ("Ширина: " ) ) b = float (input ("Высота: " ) ) print ("Площадь: %.2f" % (a*b) ) elif figure == "2" : a = float (input ("Основание: " ) ) h = float (input ("Высота: " ) ) print ("Площадь: %.2f" % (0.5 * a * h) ) elif figure == "3" : r = float (input ("Радиус: " ) ) print ("Площадь: %.2f" % (3.14 * r**2 ) ) else : print ("Ошибка ввода" )

Здесь нет никаких функций, и все прекрасно. Но напишем вариант с функциями:

def rectangle() : a = float (input ("Ширина: " ) ) b = float (input ("Высота: " ) ) print ("Площадь: %.2f" % (a*b) ) def triangle() : a = float (input ("Основание: " ) ) h = float (input ("Высота: " ) ) print ("Площадь: %.2f" % (0.5 * a * h) ) def circle() : r = float (input ("Радиус: " ) ) print ("Площадь: %.2f" % (3.14 * r**2 ) ) figure = input ("1-прямоугольник, 2-треугольник, 3-круг: " ) if figure == "1" : rectangle() elif figure == "2" : triangle() elif figure == "3" : circle() else : print ("Ошибка ввода" )

Он кажется сложнее, а каждая из трех функций вызывается всего один раз. Однако из общей логики программы как бы убраны и обособлены инструкции для нахождения площадей. Программа теперь состоит из отдельных "кирпичиков Лего". В основной ветке мы можем комбинировать их как угодно. Она играет роль управляющего механизма.

Если нам когда-нибудь захочется вычислять площадь треугольника по формуле Герона, а не через высоту, то не придется искать код во всей программе (представьте, что она состоит из тысяч строк кода как реальные программы). Мы пойдем к месту определения функций и изменим тело одной из них.

Если понадобиться использовать эти функции в какой-нибудь другой программе, то мы сможем импортировать их туда, сославшись на данный файл с кодом (как это делается в Python, будет рассмотрено позже).

Практическая работа

В программировании можно из одной функции вызывать другую. Для иллюстрации этой возможности напишите программу по следующему описанию.

Основная ветка программы, не считая заголовков функций, состоит из одной строки кода. Это вызов функции test(). В ней запрашивается на ввод целое число. Если оно положительное, то вызывается функция positive(), тело которой содержит команду вывода на экран слова "Положительное". Если число отрицательное, то вызывается функция negative(), ее тело содержит выражение вывода на экран слова "Отрицательное".

Напоминалка по использованию параметров (аргументов) функций в Python.

Позиционные параметры

Замечания:

Все как обычно.
При вызове указывать обязательно все позиционные аргументы.

Произвольное количество аргументов

Замечания:

Обозначается звездочкой перед аргументом - *args
Внутри функции выглядит как кортеж, элементы кортежа расположены в том же порядке, что и аргументы функции, указанные при вызове.
Передать список при вызове функции как набор аргументов можно, приписав к обозначению списка спереди звездочку

Пример 1. Определение функции с переменным количеством аргументов:

Пример 2. Передача списка в функцию, как набора аргументов:

Комментарии к примеру 2:

Строка 8: Переменное к-во аргументов
Строка 9: Список (передается как один аргумент)
Строка 10: Список со звездочкой (передается как переменное к-во аргументов)

Именованные аргументы

Замечания:

При вызове указывать необязательно. Если не указаны, им присваиваются дефолтные значения.

Примечания:

При работе программы значения именованным параметрам присваиваются один раз, в месте определения функции. Если присваемый объект изменяемый, то измененный во время работы функции, он при в следующих вызовах будет иметь не то, значение, которое указано как значение в определении функции, а то, которое было присвоено во время предыдущего вызова.

Пример к примечанию:

Произвольное количество именованных аргументов

Замечания:

Обозначается двумя звездочками перед аргументом - **kwargs
Внутри функции выглядит как словарь, с ключами, соответствующими именам аргументов, указанными при вызове функции.
Передать словарь при вызове функции как набор именованных аргументов можно, приписав две звездочки перед обозначением словаря. Напримиер так: **kwargs

Пример 1. Определение функции с произвольным количество именованных аргументов:

Пример 2. Передача словаря в функцию как произвольного количества именованных аргументов:

Комментарии к примеру 2:

Строка 9: Словарь передан как один именованный аргумент.
Строка 10: Словарь передан как произвольное количество именованных аргументов.

Все виды параметров вместе

Передача параметра по ссылке (изменение параметра внутри функции)

Если при вызове функции подставим в качестве значения аргумента переменную, а в теле функции мы меняем значение аргумента, то то, что произойдет, зависит от того, с каким значение связана наша переменная. Если переменная связана с неизменяемым значением, например int, str, tulpe, то естественно, это значение не изменится. А вот если переменная связана со списком, словарем или классом, то значение связанного с переменной объекта изменится.

Не изменяется:

Изменяется:

Следствие 1: если нам нужно "передать параметр по ссылке", как в Си, делать этого не следует, может получиться не то, что хотим. Цель передачи параметра по ссылке в Си - вернуть несколько значений из функции, путем изменения значений по ссылкам внутри функции. В питоне можно возвращать кортеж, поэтому, если нужно вернуть нескоько значений, нужно возвращать кортеж и присваивать его значения переменным.

Следствие 2: во избежание "боковых эффектов", значениями по умолчанию лучше делать неизменяемые типы (None, int, str, tulpe)

Жаль, что такое большое количество примеров нельзя использовать в СРР Ибо фитонки я не знаю. А ведь тема интересная и очень хотелось бы знать, как её применять на практике, а не просто 1,2,3. Например если есть задача воплотить идею в атмегу8 На срр [это индекс массива] = {Привет мир} =)
индекс++ и каждый цикл выводим по букве.

Имя: Denis

При работе программы значения именованным параметрам присваиваются один раз, в месте определения функции. Если присваемый объект изменяемый, то измененный во время работы функции, он при в следующих вызовах будет иметь не то, значение, которое указано как значение в определении функции, а то, которое было присвоено во время предыдущего вызова.

То о чем вы упомянули относиться только к спискам.
Потому, что присваивая параметру список, и параметр и список создаются в одной ячейке и имеют один id. При изменении параметра меняется список и сохраняется все в той же ячейке.

Вообщем как-то так!

Имя: Asya

def even(x):
if x%2==0:
print("Yes")
____?
print("No")

Что поставить в предпоследне

Имя: Asya

def even(x):
if x%2==0:
print("Yes")
____?
print("No")

Что поставить в предпоследней строчке???

Имя: Shitz

Имя: aaa

Имя: Alesha

Asya, тупая!

Имя: Pavlo

Именные функции, инструкция def

Функция в python - объект, принимающий аргументы и возвращающий значение. Обычно функция определяется с помощью инструкции def.

Определим простейшую функцию:

Инструкция return говорит, что нужно вернуть значение. В нашем случае функция возвращает сумму x и y.

Теперь мы ее можем вызвать:

>>> add(1, 10)

>>> add("abc", "def")

Функция может быть любой сложности и возвращать любые объекты (списки, кортежи, и даже функции!):

>>> def newfunc(n):

Def myfunc(x):

Return x + n

Return myfunc

>>> new = newfunc(100) # new - это функция

>>> new(200)

Функция может и не заканчиваться инструкцией return, при этом функция вернет значениеNone:

>>> def func():

>>> print(func())

Аргументы функции

Функция может принимать произвольное количество аргументов или не принимать их вовсе. Также распространены функции с произвольным числом аргументов, функции с позиционными и именованными аргументами, обязательными и необязательными.

>>> def func(a, b, c=2): # c - необязательный аргумент

Return a + b + c

>>> func(1, 2) # a = 1, b = 2, c = 2 (по умолчанию)

>>> func(1, 2, 3) # a = 1, b = 2, c = 3

>>> func(a=1, b=3) # a = 1, b = 3, c = 2

>>> func(a=3, c=6) # a = 3, c = 6, b не определен

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in

TypeError: func() takes at least 2 arguments (2 given)

Функция также может принимать переменное количество позиционных аргументов, тогда перед именем ставится *:

>>> def func(*args):

>>> func(1, 2, 3, "abc")

(1, 2, 3, "abc")

>>> func(1)

Как видно из примера, args - это кортежиз всех переданных аргументов функции, и с переменной можно работать также, как и с кортежем.

Функция может принимать и произвольное число именованных аргументов, тогда перед именем ставится **:

>>> def func(**kwargs):

Return kwargs

>>> func(a=1, b=2, c=3)

{"a": 1, "c": 3, "b": 2}

>>> func(a="python")

В переменной kwargs у нас хранится словарь, с которым мы, опять-таки, можем делать все, что нам заблагорассудится.

Анонимные функции, инструкция lambda

Анонимные функции могут содержать лишь одно выражение, но и выполняются они быстрее. Анонимные функции создаются с помощью инструкции lambda. Кроме этого, их не обязательно присваивать переменной, как делали мы инструкцией def func():

>>> func = lambda x, y: x + y

>>> func(1, 2)

>>> func("a", "b")

>>> (lambda x, y: x + y)(1, 2)

>>> (lambda x, y: x + y)("a", "b")

lambda функции, в отличие от обычной, не требуется инструкция return, а в остальном, ведет себя точно так же:

>>> func = lambda *args: args

>>> func(1, 2, 3, 4)

19. Понятие рекурсии, реализация в языке Python

В программировании рекурсия - вызов функции (процедуры) из неё же самой, непосредственно (простая рекурсия) или через другие функции (сложная или косвенная рекурсия), например, функция вызывает функцию, а функция- функцию. Количество вложенных вызовов функции или процедуры называется глубиной рекурсии.

Проще сказать нельзя. Про рекурсии есть известная поговорка:

Чтобы понять рекурсию, нужно сперва понять рекурсию

Итак, питон позволяет работать с рекурсиями легко и непринужденно. Самый первый пример рекурсии, с которой сталкиваются большинство программистов - это нахождение факториала. Код может быть таким:

def factorial(n):

if n <= 1: return 1

else: return n * factorial(n - 1)

Как видно, мы записали инструкцию if else слегка необычным для питона способом, но это позволяется в данном случаее, ввиду того, что читабельность здесь не ухудшается, но не следует злоупотреблять таким стилем. И вообще, PEP8всех рассудит. :)

Теперь проясним несколько важных особенностей, о которых всегда нужно помнить при работе с рекурсиями.

Существует ограничение на глубину рекурсии. По умолчанию оно равно 1000.

Для того, чтобы изменить это ограничение нужно вызвать функцию sys.setrecursionlimit(), а для просмотра текущего лимита sys.getrecursionlimit().

Не смотря на это - существует ограничение размером стека, который устанавливается операционной системой.

Рекурсия в Python не может использоваться в функциях-генераторах и сопрограммах. Однако, можно это поведение исправить, но лучше не стоит.

И последнее - применение декораторов к рекурсивным функциям может приводить к неожиданным результатам, поэтому будьте очень осторожны декорируя рекурсивные функции.

Также, всегда следует определять точки выхода из рекурсивных функций. Это как с циклами - бесконечный цикл может здорово «просадить» вашу операционную систему. И наконец, где лучше применять рекурсию, а где лучше воздержаться и обойтись, например циклами. Конечно, здесь многое зависит от задачи, но всегда следует помнить, что рекурсия в разы медленнее цикла. Так уж устроен питон, что вызов функции дорого вам обходится:) Вообще, в циклах не стоит вызывать функции, а уж рекурсивные функции и подавно.

Рекурсия хорошо подходит там, где производительность не слишком важна, а важнее читабельность и поддержка кода. К примеру, напишите две функции для обхода дерева каталогов, одну рекурсивную, другую с циклами.

В этой статье я планирую рассказать о функциях, именных и анонимных, инструкциях def, return и lambda, обязательных и необязательных аргументах функции, функциях с произвольным числом аргументов.

Именные функции, инструкция def

Функция в python - объект, принимающий аргументы и возвращающий значение. Обычно функция определяется с помощью инструкции def .

Определим простейшую функцию:

def add (x , y ): return x + y

Инструкция return говорит, что нужно вернуть значение. В нашем случае функция возвращает сумму x и y.

Теперь мы ее можем вызвать:

>>> add (1 , 10 ) 11 >>> add ("abc" , "def" ) "abcdef"

Функция может быть любой сложности и возвращать любые объекты (списки, кортежи, и даже функции!):

>>> def newfunc (n ): ... def myfunc (x ): ... return x + n ... return myfunc ... >>> new = newfunc (100 ) # new - это функция >>> new (200 ) 300

Функция может и не заканчиваться инструкцией return, при этом функция вернет значение :

>>> def func (): ... pass ... >>> print (func ()) None

Аргументы функции

>>> def func (a , b , c = 2 ): # c - необязательный аргумент ... return a + b + c ... >>> func (1 , 2 ) # a = 1, b = 2, c = 2 (по умолчанию) 5 >>> func (1 , 2 , 3 ) # a = 1, b = 2, c = 3 6 >>> func (a = 1 , b = 3 ) # a = 1, b = 3, c = 2 6 >>> func (a = 3 , c = 6 ) # a = 3, c = 6, b не определен Traceback (most recent call last): File "", line 1, in func(a=3, c=6) TypeError : func() takes at least 2 arguments (2 given)

Функция также может принимать переменное количество позиционных аргументов, тогда перед именем ставится *:

>>> def func (* args ): ... return args ... >>> func (1 , 2 , 3 , "abc" ) (1, 2, 3, "abc") >>> func () () >>> func (1 ) (1,)

Как видно из примера, args - это из всех переданных аргументов функции, и с переменной можно работать также, как и с кортежем.

Функция может принимать и произвольное число именованных аргументов, тогда перед именем ставится **:

>>> def func (** kwargs ): ... return kwargs ... >>> func (a = 1 , b = 2 , c = 3 ) {"a": 1, "c": 3, "b": 2} >>> func () {} >>> func (a = "python" ) {"a": "python"}

В переменной kwargs у нас хранится , с которым мы, опять-таки, можем делать все, что нам заблагорассудится.

Анонимные функции, инструкция lambda

Анонимные функции могут содержать лишь одно выражение, но и выполняются они быстрее. Анонимные функции создаются с помощью инструкции lambda . Кроме этого, их не обязательно присваивать переменной, как делали мы инструкцией def func():

>>> func = lambda x , y : x + y >>> func (1 , 2 ) 3 >>> func ("a" , "b" ) "ab" >>> (lambda x , y : x + y )(1 , 2 ) 3 >>> (lambda x , y : x + y )("a" , "b" ) "ab"

lambda функции, в отличие от обычной, не требуется инструкция return, а в остальном, ведет себя точно так же:

>>> func = lambda * args : args >>> func (1 , 2 , 3 , 4 ) (1, 2, 3, 4)

Процедуры и функции в питоне. Функции

Определение функции. Оператор def

Вызов функции

Функции придают программе структуру