Что такое def в питоне
Что такое def в питоне
В функцию могут быть переданы ноль и более аргументов, которые могут использоваться в теле функции.
Первой инструкцией в теле может быть литерал строки, который будет являться документацией для данной функции (строка документации — «docstring»). Некоторые утилиты и среды разработки используют такие строки для формирования интерактивной справки. Документировать код считается хорошим тоном.
Определение функции описывает пользовательский «объект функции» и является исполняемой инструкцией. В ходе исполнения происходит связывание имени функции в текущем локальном пространстве имён (локальной символьной таблице) с «объектом функции» — обёрткой вокруг исполняемого кода функции. Объект функции содержит ссылку на текущее глобальное пространство имён, которое будет использовано при вызове функции. Объект функции может быть в последующем связан и с другим именем (это можно использовать для переименования функций и создания псевдонимов).
Более того, ничто не мешает использовать «объект функции» как любой другой объект (например: передавать в функцию, использовать в качестве значения в словаре и т.п.).
В ходе исполнения функции формируется новая символьная таблица с локальными переменными функции: все назначения переменных оказываются в ней. При обращении к переменной, сначала производится попытка отыскать её в локальной символьной таблице, далее в таблицах обрамляющих функций, далее в глобальной таблице, и, наконец, в таблице встроенных имён.
Аргументы, с которыми была вызвана функция, также оказываются в её локальной символьной таблице.
Когда функция вызывает другую функцию, для вызова создаётся новая локальная символьная таблица.
В Питоне можно вкладывать одно в другое не только определения функций (этим приёмом, в частости, пользуются при создании декораторов), но и классов (в случае необходимости).
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:
Как задать функцию в Python? Что за def.
Что такое функции?
Как вы пишете функции в Python?
Как мы видели в предыдущих уроках, Python использует блоки.
Функции в Python определяются с помощью ключевого слова «def», за которым следует имя функции в качестве имени блока. Например:
Функции также могут получать аргументы (переменные, передаваемые вызывающим в функцию). Например:
Функции могут возвращать значение вызывающей стороне, используя ключевое слово ‘return’. Например:
Как вы вызываете функции в Python?
Просто напишите имя функции, а затем (), поместив все необходимые аргументы в скобки. Например, давайте вызовем функции, написанные выше (в предыдущем примере):
Упражнение
В этом упражнении вы будете использовать существующую функцию и одновременно добавлять свою собственную для создания полнофункциональной программы.
Добавьте функцию с именем list_benefits (), которая возвращает следующий список строк: «Более организованный код», «Более читаемый код», «Более простое повторное использование кода», «Предоставление программистам возможности совместно использовать и соединять код вместе»
Добавьте функцию с именем build_sentence (info), которая получает единственный аргумент, содержащий строку, и возвращает предложение, начинающееся с данной строки и заканчивающееся строкой «это преимущество функций!»
Запустите и убедитесь, что все функции работают вместе!
Научим основам Python и Data Science на практике
Это не обычный теоритический курс, а онлайн-тренажер, с практикой на примерах рабочих задач, в котором вы можете учиться в любое удобное время 24/7. Вы получите реальный опыт, разрабатывая качественный код и анализируя реальные данные.
Функции: объявление и вызов
Вот мы с вами и подошли к одному из фундаментальных моментов в изучении языка Python – функциям. Что это такое? Смотрите. Например, уже знакомая вам функция
выводит сообщения в консоль. Фактически же при ее вызове выполняется определенный фрагмент программы, результатом которого и является вывод информации в заданном виде. И это очень удобно. Благодаря наличию таких функций нам не нужно каждый раз писать дублирующие инструкции для выполнения типовых операций. Собственно, это главное предназначение функций – многократное выполнение определенного фрагмента программы.
Язык Python позволяет программисту создавать свои собственные функции. Для этого используется следующий синтаксис:
def ([список аргументов]):
оператор 1
оператор 2
…
оператор N
Здесь имя функции придумывается программистом подобно именам переменных и, так как функция – это определенное действие, то ее имя следует выбирать как глагол, например:
go, show, get, set и т.п.
Далее, идет набор операторов, которые образуют тело функции. Именно они начинают выполнятся при ее вызове.
Давайте зададим простейшую функцию, которая будет выводить «hello» в консоль:
Смотрите, мы здесь придумали имя функции «sayHello», записали пустые круглые скобки без аргументов и через двоеточие определили тело функции в виде конструкции print(«hello»). Но это лишь определение функции. Самого вызова здесь еще нет и если запустить программу, то ничего не произойдет.
Чтобы вызвать эту функцию, нужно указать ее имя и в конце обязательно поставить круглые скобки даже если мы не передаем ей никаких аргументов:
Эти круглые скобки являются оператором вызова функции с указанным именем. Теперь, при запуске программы в консоли появится сообщение «hello».
Имя функции без круглых скобок – это фактически ссылка на функцию:
то есть, ссылка на специальный объект, представляющий ту или иную функцию. А раз это ссылка, то мы можем выполнить такую операцию:
тем самым определить ее синоним и вызвать ее уже через это второе имя:
Как мы говорили в самом начале, функции, как правило, создаются для их многократного вызова. И действительно, мы теперь, можем ее вызывать в любом месте нашей программы необходимое число раз, например, так:
Здесь будет уже два вызова этой функции. И так далее. Причем, обратите внимание, мы вызываем функцию только после ее определения. То есть, если записать ее вызвать в самом начале программы, то возникнет ошибка, т.к. данная функция не была определена. Это вроде как:
«сначала нужно испечь пирог и только потом можно его есть.»
Также и с функциями: мы их сначала определяем и только потом можем вызывать. Поэтому определение функций обычно идет в самом начале, а потом уже их вызовы в основной программе.
Если нужно определить еще одну функцию, то мы ее можем записать после первой:
Имена функций должны быть уникальными (также как и имена переменных), поэтому я назвал ее myAbs, т.к. функция abs уже существует. И предполагаю, что она будет вычислять модуль переданного ей числа. Соответственно, в круглых скобках обозначаю этот аргумент. Если теперь мы ее вызовем:
то увидим значение None. Это произошло потому, что функция myAbs явно не возвращает никакого значения. По идее, мы ожидаем возврата переменной x. Для этого нужно записать оператор return, после которого через пробел указываем возвращаемую величину:
Если нужно создать функцию, принимающую два аргумента, например, для вычисления площади прямоугольника, то это делается так:
То есть, аргументы перечисляются через запятую, а тело функции состоит всего из одного оператора return, в котором сразу выполняются необходимые вычисления.
Вызовем эту функцию:
И увидим результат ее работы – значение 31,0. При этом, на первое значение 10 ссылается первый аргумент w, а на второе 5.5 – второй аргумент h. Вот так можно определять различное число аргументов у функций.
Далее, при вызове функций мы должны им передавать ровно столько параметров, сколько указано в их определении. Например, вот такие вызовы работать не будут:
Здесь указано или слишком много, или слишком мало фактических параметров.
Однако у любой функции можно добавить формальные параметры со значениями по умолчанию:
И теперь, можно вызвать эту функцию так:
Смотрите, если формальный параметр не указан, то берется его значение по умолчанию. Если же мы его явно задаем, то берется переданное значение. Здесь нужно помнить только одно правило: формальные аргументы должны быть записаны последними в списке аргументов функции. То есть, вот такая запись:
приведет к синтаксической ошибке.
Теперь, давайте добавим этой функции еще один вот такой формальный параметр:
И функция будет выводить сообщение в формате: «Message»+sep+msg+end. Вызвать эту функцию мы можем таким образом:
и каждому параметру здесь будет соответствовать свое значение в соответствии с указанным порядком. А можно ли вызвать эту функцию, указав только первый и последний аргумент? Оказывается да, Python позволяет это делать. Вот таким образом:
Мы здесь вторым аргументом явно указываем имя формального параметра и присваиваем ему желаемое значение. В результате аргументы msg и sep будут принимать переданные значения, а аргумент end – значение по умолчанию. Это называется именованные параметры, когда мы указываем не просто значение, но еще и имя параметра.
Если нам требуется сразу вернуть несколько значений, то это можно сделать так. Предположим наша функция будет сразу определять и периметр и площадь прямоугольника:
И, далее, вызываем ее:
получаем результат в виде кортежа из двух чисел. Или, так:
Аналогичным образом можно возвращать и списки и словари и вообще любые типы данных.
Далее, в теле функции можно записывать самые разные конструкции языка Python. Например, для возведения числа в целую степень, можно определить такую функцию:
И, затем, вызвать ее:
Интересной особенностью Python в определении функций является возможность переопределять уже существующие функции. Например, у нас задана вот такая функция:
Тогда ниже мы можем ее переопределить, если укажем то же самое имя:
Теперь, при ее вызове:
увидим выполнение последнего, переопределенного варианта. Если дальше ее переопределить вот так:
то все равно будет доступна только одна такая функция, но теперь уже с одним обязательным аргументом:
Когда это может пригодиться на практике? Например, если мы хотим определить некоторую функцию в зависимости от условия:
Здесь при значении переменной TYPE_FUNC равной True будет определен первый вариант функции, а иначе – второй вариант. Иногда это бывает полезно.
Элементы функционального подохда к программированию
При написании программ приветствуется такой подход, который называется функциональным программированием. Продемонстрирую его на следующем примере. Предположим, нам нужна функция, которая находит максимальное значение из двух чисел:
И вызвать мы ее можем так:
Затем, нам потребовалась функция, которая бы находила максимальное из трех чисел. Как ее можно реализовать? Используя идею функционального программирования, это можно сделать следующим образом:
Смотрите, здесь оператор return возвращает значение, которое возвращает функция max2. Но, прежде чем она будет выполнена, вызовется другая функция max2, которая определит максимальное среди чисел b и c. То есть, прежде чем вызвать первую функцию max2 необходимо вычислить ее параметры: первый просто берется их x, а второй вычисляется вложенной функцией max2. Вот так это работает и вот что из себя представляет элемент функционального подхода к программированию.
Причем, благодаря гибкости языка Python, мы можем вызвать эту функцию и для нахождения максимальной строки:
так как строки могут спокойно сравниваться между собой. И вообще, любые величины, которые можно сравнивать на больше и меньше, можно подставлять в качестве аргументов функции max3 и max2.
Задания для самоподготовки
1. Задайте и вызовите функцию, которая вычисляет площадь прямоугольника.
2. Необходимо создать функцию, которая в зависимости от значения формального параметра type будет вычислять или площадь или периметр прямоугольника.
3. Написать функцию поиска максимального значения из переданного ей списка значений.
4. Написать функцию вычисления произведения значений элементов переданного ей списка.
Видео по теме
#1. Первое знакомство с Python Установка на компьютер
#2. Варианты исполнения команд. Переходим в PyCharm
#3. Переменные, оператор присваивания, функции type и id
#4. Числовые типы, арифметические операции
#5. Математические функции и работа с модулем math
#6. Функции print() и input(). Преобразование строк в числа int() и float()
#7. Логический тип bool. Операторы сравнения и операторы and, or, not
#8. Введение в строки. Базовые операции над строками
#9. Знакомство с индексами и срезами строк
#10. Основные методы строк
#11. Спецсимволы, экранирование символов, row-строки
#12. Форматирование строк: метод format и F-строки
#14. Срезы списков и сравнение списков
#15. Основные методы списков
#16. Вложенные списки, многомерные списки
#17. Условный оператор if. Конструкция if-else
#18. Вложенные условия и множественный выбор. Конструкция if-elif-else
#19. Тернарный условный оператор. Вложенное тернарное условие
#20. Оператор цикла while
#21. Операторы циклов break, continue и else
#22. Оператор цикла for. Функция range()
#23. Примеры работы оператора цикла for. Функция enumerate()
#24. Итератор и итерируемые объекты. Функции iter() и next()
#25. Вложенные циклы. Примеры задач с вложенными циклами
#26. Треугольник Паскаля как пример работы вложенных циклов
#27. Генераторы списков (List comprehensions)
#28. Вложенные генераторы списков
#29. Введение в словари (dict). Базовые операции над словарями
#30. Методы словаря, перебор элементов словаря в цикле
#31. Кортежи (tuple) и их методы
#32. Множества (set) и их методы
#33. Операции над множествами, сравнение множеств
#34. Генераторы множеств и генераторы словарей
#35. Функции: первое знакомство, определение def и их вызов
#36. Оператор return в функциях. Функциональное программирование
#37. Алгоритм Евклида для нахождения НОД
#38. Именованные аргументы. Фактические и формальные параметры
#39. Функции с произвольным числом параметров *args и **kwargs
#40. Операторы * и ** для упаковки и распаковки коллекций
#41. Рекурсивные функции
#42. Анонимные (lambda) функции
#43. Области видимости переменных. Ключевые слова global и nonlocal
#44. Замыкания в Python
#45. Введение в декораторы функций
#46. Декораторы с параметрами. Сохранение свойств декорируемых функций
#47. Импорт стандартных модулей. Команды import и from
#48. Импорт собственных модулей
#49. Установка сторонних модулей (pip install). Пакетная установка
#50. Пакеты (package) в Python. Вложенные пакеты
#51. Функция open. Чтение данных из файла
#52. Исключение FileNotFoundError и менеджер контекста (with) для файлов
#53. Запись данных в файл в текстовом и бинарном режимах
#54. Выражения генераторы
#55. Функция-генератор. Оператор yield
#56. Функция map. Примеры ее использования
#57. Функция filter для отбора значений итерируемых объектов
#58. Функция zip. Примеры использования
#59. Сортировка с помощью метода sort и функции sorted
#60. Аргумент key для сортировки коллекций по ключу
#61. Функции isinstance и type для проверки типов данных
#62. Функции all и any. Примеры их использования
#63. Расширенное представление чисел. Системы счисления
#64. Битовые операции И, ИЛИ, НЕ, XOR. Сдвиговые операторы
#65. Модуль random стандартной библиотеки
© 2021 Частичное или полное копирование информации с данного сайта для распространения на других ресурсах, в том числе и бумажных, строго запрещено. Все тексты и изображения являются собственностью сайта