Для чего нужны функции 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.

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:

Источник

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:

В этом руководстве мы обсудим функции, определяемые пользователем.

Преимущество функций в Python

У функций Python есть следующие преимущества:

Создание

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

Давайте разберемся с синтаксисом определения функций.

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».

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.

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.

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:
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:

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

Источник

Функция в Python: руководство для начинающих

Мир IT меняется очень быстро, и успевать за ним нелегко. Но если вы хорошо разбираетесь в какой-нибудь технологии, это дает вам определенные преимущества.

Python – широко используемый язык, открывающий множество возможностей. Научиться правильно использовать функции – важный навык для любого Python-разработчика. Поэтому мы и решили написать это руководство по функциям Python для начинающих.

Цель этой статьи – дать вам знания, необходимые для начала работы с функциями в Python.

Итак, давайте начнем!

Зачем нужны функции Python?

Функции управляют входными и выходными данными в компьютерных программах. Языки программирования предназначены прежде всего для работы с данными. А функции — эффективный способ управления этими данными и их преобразованиями.

Модификации данных обычно нужны для получения каких-то результатов, вроде выполнения действий или поиска. Набор операций и инструкций, которые нужны для этого, выполняется из основного кода программы.

Фактически, основной (main) код — это тоже функция, просто очень важная. Все другие функции логически выстраиваются, чтобы выполняться из основного кода.

Но если функция не была объявлена ранее, вам придется сперва ее объявить. Дело в том, что в объявлении перечисляются шаги, которые выполняет функция.

Итак, функции – это не что иное, как задачи, которые хочет выполнять пользователь. И если вы пропишете нужную функциональность один раз и дадите ей имя, вы сможете использовать ее повторно, не превращая свою программу в огромного монстра. Это значительно сокращает количество строк кода и даже упрощает отладку.

Мы скоро поговорим об этом, но первая причина, по которой стоит использовать функцию, – это возможность ее повторного использования.

Функции как средство повторного использования кода

Даже сложные операции вполне могут быть набором нескольких не слишком сложных. А для осуществления каждой небольшой операции можно создать отдельную функцию и вызывать ее по имени. Такой подход сделал современные программы куда более понятными.

Все языки программирования позволяют создавать и использовать функции для решения различных задач. И самое главное — вызывать каждую функцию можно сколько угодно раз.

При этом вам не приходится каждый раз беспокоиться, как код функции встроится в основной код программы. Важно лишь осознавать, что функция выполняется так, как прописано в инструкциях внутри нее.

У машин могут быть разные функции. Калькулятор, вероятно, самый распространенный пример. В нем предусмотрены функции сложения, вычитания, умножения, деления и пр. Все его функции явно предопределены, но он выполняет только те, которые вы выбираете для вызова, нажимая соответствующую кнопку.

Благодаря использованию функций программисты сокращают время на написание кода и отладку, тем самым ускоряя разработку ПО.

Марк Лутц «Изучаем Python»

Скачивайте книгу у нас в телеграм

Что собой представляет функция в Python?

Функция в Python – классический пример многократного использования кода.

Чтобы обслуживать широкий спектр приложений, от GUI и математических вычислений до веб-разработки и тестирования, интерпретатор Python оснащен многочисленными функциями, готовыми к использованию.

Вы также можете добавлять в свою программу библиотеки или модули, содержащие дополнительные функции. Все, что вам нужно для этого сделать — загрузить необходимые пакеты, в соответствии с их документацией. После этого вы сможете свободно использовать все полезные функции, просто импортировав их в свой код.

Итак, однажды определенная функция может использоваться любое количество раз в любой точке любого вашего кода.

Дело в том, что Python придерживается принципа DRY. Аббревиатура расшифровывается как Don’t Repeat Yourself («Не повторяйся»).

Это один из принципов разработки ПО. Он направлен на замену дубликатов кода абстракциями. Это позволяет избежать избыточности и гарантировать, что абстрагированный код сможет свободно использоваться, не раскрывая внутренних деталей реализации.

Таким образом, все, что вам понадобится для использования функции, это знать ее имя, назначение, аргументы (если она их принимает) и тип ее результата (если она его возвращает).

Определение функции

Функция – это подпрограмма, которая работает с данными и производит некоторый вывод.

Чтобы определить функцию Python, вам нужно будет использовать ключевое слово def перед именем вашей функции. Сразу за именем добавляются круглые скобки, за которыми следует двоеточие.

Python для обозначения блоков использует отступы вместо скобок, чтобы код был более читабельным.

После выполнения оператора return поток программы возвращается в состояние, следующее за вызовом вашей функции, и продолжает выполнение оттуда.

Итак, функция в Python может вызываться в любом месте кода. Для вызова вам нужно будет использовать ее имя и при необходимости передать в нее аргументы в круглых скобках.

Кроме того, хорошая практика — называть функцию Python в соответствии с тем, что она делает. Используйте docstring прямо под первой строкой объявления функции. Эта строка документации, объясняющая, что делает функция.

Типы функций в Python

В Python есть много видов функций. И каждый из них по-своему очень важен:

Давайте подробно рассмотрим эти функции, начиная со встроенных, поскольку их очень легко понять и реализовать.

Встроенные функции Python

Интерпретатор Python имеет ряд функций, которые всегда доступны для использования. Эти функции называются встроенными.

Например, функция print() выводит указанный объект на стандартное устройство вывода (экран) или в файл текстового потока.

В Python 3.6 есть 68 встроенных функций. Давайте рассмотрим несколько наиболее часто используемых.

Функция all()

Синтаксис метода all() :

Функция abs()

Метод abs() возвращает абсолютное значение заданного числа. Если число является комплексным, abs() возвращает его величину.

Синтаксис метода abs() :

Функция enumerate()

Метод enumerate() добавляет счетчик к итерируемому объекту и возвращает индексы элементов с их значениями.

Метод enumerate() принимает два параметра:

Также существует множество других встроенных функций, например:

Рекурсивные функции в Python

Рекурсия – это определение чего-либо в терминах самого себя.

Примером в физическом мире может быть размещение двух параллельных зеркал, обращенных друг к другу. Любой объект между ними будет отражаться рекурсивно.

Мы знаем, что функция в Python может вызывать другие функции. Но функция может вызывать и сама себя. Конструкции такого типа и называются рекурсивными функциями.

Ниже приведен пример рекурсивной функции для поиска факториала целого числа.

Факториал числа – это произведение всех целых чисел от 1 до этого числа. Например, факториал 5 (обозначается как 5!) это 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120.

В приведенном выше примере calc_factorial() является рекурсивной функцией, потому что она вызывает саму себя.

Когда мы вызываем эту функцию с положительным целым числом, она рекурсивно вызывает себя, уменьшая исходное число.

Наша рекурсия заканчивается, когда число уменьшается до 1. Это называется базовым случаем. Каждая рекурсивная функция должна иметь базовый случай, останавливающий рекурсию, потому что иначе функция будет вызывать себя бесконечно.

От редакции Pythonist. Больше примеров использования рекурсии можно найти в статье «Примеры программ с использованием рекурсии на языке Python».

Лямбда-функции в Python

В Python можно определить функцию, не давая ей имени. Такая функция называется анонимной.

Лямбда-функция в Python имеет следующий синтаксис:

Лямбда-функции могут иметь любое количество аргументов, но только одно выражение.

В приведенной выше программе lambda x: x * 2 – это лямбда-функция. Здесь x – аргумент, а x * 2 — выражение, которое вычисляется и возвращается.

Пользовательские функции Python

Функции, которые поставляются с Python, называются встроенными функциями. Если мы используем функции, написанные другими людьми и выложенные в форме библиотеки, это можно назвать библиотечными функциями.

Все остальные функции, которые мы пишем самостоятельно, относятся к пользовательским функциям. При этом наша пользовательская функция может быть библиотечной функцией для кого-то еще.

Преимущества пользовательских функций

Прежде всего, пользовательские функции помогают разбить большую программу на небольшие сегменты. Это упрощает понимание, поддержку и отладку кода.

Если в программе встречается повторяющийся код, его можно выделить в функцию и выполнять при необходимости путем вызова этой функции.

Кроме того, программисты, работающие над большим проектом, могут разделить рабочую нагрузку, занимаясь разными функциями.

Пример пользовательской функции

И в заключение давайте посмотрим, как с помощью функций Python создать простое приложение.

Создаем калькулятор на Python

В этом примере мы создадим простой калькулятор, умеющий складывать, вычитать, умножать или делить числа, введенные пользователем.

В результате получим следующее:

Заключение

Надеемся, вам понравилось это руководство по функциям. Теперь вы знаете, что из себя представляет функция в Python, какие функции бывают, как их писать и как ими пользоваться. Создание собственных функций поможет вам удобно добавлять нужный функционал в свои программы.

Источник

Функции и их аргументы

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

Определим простейшую функцию:

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

Теперь мы ее можем вызвать:

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

Функция может и не заканчиваться инструкцией return, при этом функция вернет значение None:

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.

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

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

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():

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

Источник