что такое аргумент в питоне
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:
Большая история аргументов функций в Python
Ну, на самом деле, история аргументов в Python не такая уж и большая.
Большинству читателей этой статьи, полагаю, понятна сущность аргументов функций. Для начинающих поясню, что это — объекты, отправляемые функции инициатором её вызова. При передаче аргументов функции выполняется множество действий, зависящих от того, объекты какого типа отправляют функции (изменяемые или неизменяемые объекты). Инициатор вызова функции — это сущность, которая вызывает функцию и передаёт ей аргументы. Говоря о вызове функций, стоит поразмыслить над некоторыми вещами, которые мы сейчас обсудим.
В аргументы, имена которых заданы при объявлении функции, записываются объекты, передаваемые функциям при вызове. При этом, если соответствующим локальным переменным функций, их параметрам, что-то присваивают, эта операция не влияет на передаваемые функциям неизменяемые объекты. Например:
А если же функциям передают изменяемые объекты, то можно столкнуться с поведением системы, которое отличается от вышеописанного.
Заметили ли вы тут что-то новое? Если вы ответите «Нет», то будете правы. Но если как-то повлиять на элементы изменяемого объекта, переданного функции, мы станем свидетелями кое-чего другого.
Это вас ещё не удивило? Если нет — тогда хотелось бы мне сделать так, чтобы вы, пропустив то, что вам известно, сразу же перешли к новому для вас материалу. А если да — то, помяните мои слова, вы, ближе знакомясь с аргументами, узнаете ещё много интересного.
Итак, вот что следует знать об аргументах функций:
1. Порядок передачи функциям позиционных аргументов
Позиционные аргументы обрабатываются слева направо. То есть оказывается, что позиция аргумента, переданного функции, находится в прямом соответствии с позицией параметра, использованного в заголовке функции при её объявлении.
2. Порядок передачи функциям именованных аргументов
Именованные аргументы передают функциям с указанием имён этих аргументов, соответствующих тем именам, которые им назначены при объявлении функции.
Обратите внимание на то, что здесь продолжают действовать механизмы, описанные в пункте №1.
3. Назначение значений аргументов, применяемых по умолчанию
Именованным аргументам можно назначать значения, применяемые по умолчанию. При использовании этого механизма в функции определённые аргументы становятся необязательными. Объявление подобных функций выглядит как то, что мы рассматривали в пункте №2. Единственное различие заключается в том, как именно вызываются эти функции.
Обратите внимание на то, что в этом примере мы не передаём функции все аргументы, описанные при её объявлении. В этих случаях соответствующим параметрам назначаются значения, заданные по умолчанию. Продолжим этот пример:
Это — простые и понятные примеры использования вышеописанных механизмов вызова функций с передачей ей именованных аргументов. А теперь давайте усложним наши эксперименты, объединив то, о чём мы до сих пор говорили в пунктах №1, №2 и №3:
Тут при вызове функции использованы и позиционные и именованные аргументы. При использовании позиционных аргументов порядок их указания играет, как и прежде, важнейшую роль в правильной передаче функции входных данных.
Здесь мне хотелось бы обратить ваше внимание на одну примечательную деталь. Она заключается в том, что позиционные аргументы нельзя указывать после именованных аргументов. Вот пример, который позволит вам лучше понять эту идею:
Вы можете воспринимать это как правило. Позиционные аргументы не должны следовать за именованными аргументами при вызове функции.
4. Организация обработки наборов аргументов переменной длины
Этот код доказывает то, что в параметре args хранится кортеж, содержащий то, что передано функции при её вызове.
В вышеприведённом коде показано то, что в параметре kwargs хранится словарь, состоящий из пар ключ-значение и представляющий именованные аргументы, переданные функции при вызове.
Но надо отметить, что функции, рассчитанной на приём позиционных аргументов, нельзя передавать именованные аргументы (и наоборот).
А теперь давайте соберём вместе всё то, что мы разобрали в пунктах №1, №2, №3 и №4, и со всем этим поэкспериментируем, исследовав разные комбинации аргументов, которые можно передавать функциям при их вызове.
То же самое правило распространяется и на порядок указания аргументов при вызове функций. Позиционные аргументы не должны следовать за именованными.
При объявлении функций можно комбинировать позиционные аргументы, *args и *kwagrs следующим образом:
При объявлении функции foo мы исходили из того, что у неё должен быть один обязательный позиционный аргумент. За ним следует набор позиционных аргументов переменной длины, а за этим набором идёт набор именованных аргументов переменной длины. Зная это, мы легко сможем «расшифровать» каждый из вышеприведённых вызовов функции.
Для того чтобы правильно вызвать эту функцию, мы должны передать ей, как минимум, один позиционный аргумент. В противном случае мы столкнёмся с ошибкой.
Ещё одной разновидностью подобной функции может стать функция, в объявлении которой указано, что она принимает один обязательный позиционный аргумент и один именованный аргумент, за которыми следуют наборы позиционных и именованных аргументов переменной длины.
Вызовы этой функции можно «расшифровать» так же, как это делалось при анализе предыдущей функции.
При вызове этой функции ей надо передавать, как минимум, один позиционный аргумент. Иначе мы столкнёмся с ошибкой:
Обратите внимание на то, что вызов foo(1) работает нормально. Дело тут в том, что в том случае, если функцию вызывают, не указывая значение для именованного аргумента, значение ему назначается автоматически.
А вот ещё некоторые ошибки, с которыми можно столкнуться при неправильном вызове этой функции:
5. Распаковка аргументов
В предыдущих разделах мы говорили о том, как собирать в кортежи и словари наборы аргументов, передаваемых функциям. А здесь мы обсудим обратную операцию. А именно, разберём механизм, позволяющий распаковывать аргументы, подаваемые на вход функции.
Экспериментируя с распаковкой аргументов, можно столкнуться с новой ошибкой:
6. Использование аргументов, которые можно передавать только по имени (keyword-only)
В некоторых случаях нужно сделать так, чтобы функция принимала бы обязательные именованные аргументы. Если при объявлении функции описывают аргументы, которые можно передавать только по имени, то такие аргументы должны передаваться ей при любом её вызове.
Функция, объявленная в предыдущем примере, принимает один позиционный аргумент и два именованных аргумента, которые можно передавать только по имени. Это приводит к тому, что для правильного вызова функции ей необходимо передавать оба именованных аргумента. После * можно описывать и именованные аргументы, которым заданы значения, применяемые по умолчанию. Это даёт нам определённую свободу при вызове подобных функций.
Итоги
Пожалуй, у нас, и правда, получилась очень длинная история об аргументах. Надеюсь, читатели этого материала узнали что-то новое для себя. И, кстати, историю об аргументах функций в Python можно продолжать. Возможно, мы ещё о них поговорим.
Узнали ли вы из этого материала что-то новое об аргументах функций 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:
Функции и их аргументы в Python 3
Встроенные функции в Python позволяют осуществлять самые разные операции. Каждая из них решает какую-то особую задачу. Но кроме них есть еще функции, которые пишут сами программисты.
В этой статье мы рассмотрим, как создавать и вызывать функции в Python. Также мы коснемся темы передачи параметров и аргументов в функцию.
Что такое функция?
Функция – это изолированный блок кода, который решает отдельную задачу.
Смысл функций в том, что они позволяют избежать ненужного повторения кода. Если какое-то действие повторяется часто и в разных местах, это хороший показатель того, что код для этого действия можно выделить в отдельную функцию.
Функции также помогают организовать ваш код.
Если нужно внести какое-то изменение в код функции, обновить придется только ее. Без функций у вас были бы многократно повторяющиеся куски одинакового кода в разных местах, и обновлять этот код пришлось бы повсюду.
Если говорить о принципах программирования, использование функций — это следование принципу DRY (Don’t Repeat Yourself — «не повтоярйся»).
Код внутри функции запускается только тогда, когда функцию вызывают.
Функции могут принимать аргументы и значения по умолчанию. При вызове они могут возвращать какое-то значение в вызвавший их код, но могут и не возвращать ничего.
Определение функции в Python
Базовый синтаксис определения функции выглядит так:
Итак, давайте разберемся:
Определение и вызов простой функции в Python
Ниже приведен пример базовой функции. В ней нет оператора return, и никаких параметров она тоже не принимает.
Эта функция просто выводит hello world при каждом вызове.
Когда функция определена, код в ней не запускается сам по себе. Для его выполнения необходимо сделать вызов функции.
Вызывать функцию можно столько раз, сколько вам нужно.
Для вызова функции используется следующий синтаксис:
Сначала пишется имя функции. За ним пишутся круглые скобки. Если функция имеет обязательные аргументы, они должны быть перечислены в скобках. Если аргументов у функции нет, скобки все равно нужно написать, просто они останутся пустыми.
Для вызова функции из нашего примера пишем следующий код:
Как определять и вызывать функции с параметрами в Python
Пока что мы рассмотрели самый базовый вариант функции. Она лишь выводит что-то в консоль.
Но что, если в функцию нужно передать какие-то дополнительные данные?
Здесь мы используем такие термины, как параметры и аргументы.
Параметры – это именованные заполнители. Они работают как переменные, определенные локально в строке объявления функции.
Для форматирования строки мы могли бы использовать f-строки. Код, приведенный ниже, работает точно так же, как и приведенный выше:
Мы можем передать функции столько параметров, сколько душе угодно, разделив их запятыми:
При вызове функции в нее передаются аргументы.
Аргументы — это информация, переданная в функцию. Они представляют собой настоящие значения, соответствующие параметрам, которые были указаны при объявлении функции.
Марк Лутц «Изучаем Python»
Скачивайте книгу у нас в телеграм
Вызов функции из предыдущего примера и передача аргументов будет выглядеть так:
Функцию можно вызывать многократно, каждый раз передавая разные значения в качестве аргументов:
Аргументы, которые мы рассматривали до сих пор, называются позиционными. Все позиционные аргументы являются обязательными.
Количество позиционных аргументов имеет значение
Когда мы вызываем наши функции, мы должны передавать правильное количество аргументов, иначе мы получим ошибку.
Число передаваемых аргументов при вызове функции должно быть равным числу параметров, указанных при объявлении этой функции. Нельзя ни убавить, ни прибавить.
Скажем, у нас есть функция с двумя параметрами:
Если мы попробуем вызвать эту функцию, передав всего один аргумент, мы получим ошибку:
Если передать три аргумента вместо двух, опять получим ошибку:
И если вообще не передать аргументов, это тоже вызовет ошибку:
Порядок позиционных аргументов тоже важен
В том, что касается позиционных аргументов, значение имеет не только количество, но и порядок следования.
Аргументы должны передаваться в том же порядке, в котором были объявлены параметры при определении функции.
Это работает так же, как присваивание значений переменным.
Первый аргумент в вызове функции используется в качестве значения для первого параметра, второй аргумент – для второго параметра и так далее.
Если порядок будет нарушен, мы можем получить не тот результат, который хотели.
Использование именованных аргументов в функциях в Python
Пока что мы имели дело только с позиционными аргументами. При вызове функций в них передавались только значения. Все эти значения идут по порядку и соответствуют параметрам, указанным при определении функции.
Но в Python есть еще и именованные аргументы.
В этом случае при вызове функции не просто передаются значения. Вы указываете имя параметра, за затем значение, которое хотите ему присвоить (в формате ключ = значение ).
Все ключи совпадают с параметрами, указанными при определении функции.
Явное указание имен параметров и их значений помогает внести дополнительную ясность и избежать возможных недоразумений.
Именованные аргументы, как видим, могут идти в том же порядке, что указан при определении функции. Но в этом плане они гибче позиционных: их порядок не имеет большого значения.
То есть, вы могли бы написать код следующим образом, и это не вызвало бы ошибок:
Но количество передаваемых аргументов имеет значение.
При вызове функции можно использовать одновременно и позиционные, и именованные аргументы. В следующем примере есть один позиционный и один именованный аргумент:
В этом случае порядок опять-таки имеет значение.
Позиционные аргументы всегда идут первыми. Все именованные аргументы должны следовать за позиционными. В противном случае будет ошибка:
Как определять параметр со значением по умолчанию
Аргументы функции также могут иметь значения по умолчанию.
Чтобы аргумент функции имел дефолтное значение, нужно назначить это самое значение параметру при определении функции.
Ранее мы видели, что можем определять функции со значением по умолчанию. Аргументы со значением по умолчанию называются аргументами по умолчанию.
Мы можем вызвать такую функцию, не передавая ей никаких аргументов. Тогда она будет использовать значение по умолчанию, которое мы присвоили при определении функции.
Значения по умолчанию при желании можно легко перезаписать, указав другое значение при вызове функции:
В функции может быть и несколько значений по умолчанию.
При вызове функции мы можем передать какой-нибудь один аргумент, несколько или даже ни одного. Порядок передачи аргументов не имеет значения.
Аргументы со значениями по умолчанию можно комбинировать с оыбчными.
Давайте рассмотрим другой пример. На этот раз наша функция принимает два аргумента: один позиционный, без значения по умолчанию ( name ), и один необязательный, со значением по умолчанию ( language ).
Важно помнить, что в этом случае порядок опять же имеет значение. Сначала идут позиционные аргументы, а за ними — аргументы с дефолтными значениями.
Вот такой код не сработал бы:
Заключение
В этой статье мы рассмотрели, как объявлять функции в Python и как вызывать их с параметрами.
Мы также разобрали тему позиционных и именованных аргументов и использование значений аргументов по умолчанию.
Спасибо за прочтение и успехов в написании кода!
Функции в Python — синтаксис, аргументы, вызов, выход
Функция — это фрагмент программного кода, который решает какую-либо задачу.
Его можно вызывать в любом месте основной программы. Функции помогают избегать дублирования кода при многократном его использовании. А также имеют ряд других преимуществ, описанных ниже.
Синтаксис
💁♀️ Простой пример: Вы торгуете мёдом, и после каждой продажи вам нужно печатать чек. В нём должно быть указано: название фирмы, дата продажи, список наименований проданных товаров, их количество, цены, общая сумма, а также сакраментальная фраза «Спасибо за покупку!».
Если не пользоваться функциями, всё придётся прописывать вручную. В простейшем случае программа будет выглядеть так:
print(«ООО Медовый Гексагон») print(«Мёд липовый», end=» «) print(1, end=»шт «) print(1250, end=»р») print(«\nCумма», 1250, end=»р») print(«\nСпасибо за покупку!»)
А теперь представьте, что произойдёт, когда вы раскрутитесь, и покупатели станут приходить один за другим. В таком случае, чеки надо будет выдавать очень быстро. Но что делать, если вдруг нагрянет ваш любимый клиент и купит 10 сортов мёда в разных количествах? Далеко не все в очереди согласятся ждать, пока вы посчитаете общую сумму и внесёте её в чек.
Хорошо, что данный процесс можно легко оптимизировать с использованием функций.
Встаёт резонный вопрос: где же обещанное упрощение и куда подевались товары? Как раз для этого, мы и будем описывать состав покупки не напрямую в функции, а в отдельном списке кортежей. Каждый кортеж состоит из трёх элементов: название товара, количество и цена.
# (название, количество, цена за штуку) honey_positions = [ («Мёд липовый», 3, 1250), («Мёд цветочный», 7, 1000), («Мёд гречишный», 6, 1300), («Донниковый мёд», 1, 1750), («Малиновый мёд», 10, 2000), ]
Теперь этот список передадим в функцию как аргумент, и самостоятельно считать больше не придётся.
Да, код стал более массивным. Однако теперь для печати чека вам не придётся самостоятельно вычислять итог. Достаточно лишь изменить количество и цену товаров в списке. Существенная экономия времени! Слава функциям!
Термины и определения
Ключевое слово def в начале функции сообщает интерпретатору о том, что следующий за ним код — есть её определение. Всё вместе — это объявление функции.
# объявим функцию my_function() def my_function(): # тело функции
Аргументы часто путают с параметрами:
Ключевая особенность функций — возможность возвращать значение
# она будет принимать два множителя, а возвращать их округленное # до целого числа произведение def int_multiple(a, b): product = a * b # возвращаем значение return int(product) print(int_multiple(341, 2.7)) > 920
☝️ Главная фишка возвращаемых значений в том, что их можно использовать в дальнейшем коде: присваивать переменным, совершать с ними разные операции и передавать как аргументы в другие функции.
# найдём квадратный корень из возврата функции int_multiple # во встроенную функцию sqrt() мы передали вызов int_multiple print(math.sqrt(int_multiple(44, 44))) > 44
Важность функций
Абстракция
Человек бежит, машина едет, корабль плывёт, а самолёт летит. Всё это — объекты реального мира, которые выполняют однотипные действия. В данном случае, они перемещаются во времени и пространстве. Мы можем абстрагироваться от их природы, и рассматривать эти объекты с точки зрения того, какое расстояние они преодолели, и сколько времени на это ушло.
Мы можем написать функцию, которая вычисляет скорость в каждом конкретном случае. Нам не важно, кто совершает движение: и для человека и для самолёта средняя скорость будет рассчитываться одинаково.
def calculate_speed(distance, time): return distance / time
Это простой пример и простая функция, но абстракции могут быть куда более сложными. И именно тогда раскрывается настоящая сила функций. Вместо того чтобы решать задачу для каждого конкретного случая, проще написать функцию, которая находит решение для целого ряда однотипных, в рамках применяемой абстракции, объектов. В случае сложных и длинных вычислений, это повлечёт за собой значительное сокращение объёмов кода, а значит и времени на его написание.
Возможность повторного использования
Функции были созданы ради возможности их многократного применения. Код без функций превратился бы в огромное нечитаемое полотно, на порядки превышающее по длине аналогичную программу с их использованием.
Например, при работе с массивами чисел, вам нужно часто их сортировать. Вместо того чтобы реализовать простой алгоритм сортировки (или использовать встроенную функцию), вам пришлось бы каждый раз перепечатывать тело этой или похожей функции:
Всего 10 таких сортировок, и привет, лишние 60 строк кода.
Модульность
Разбитие больших и сложных процессов на простые составляющие — важная часть, как кодинга, так и реальной жизни. В повседневности мы занимаемся этим неосознанно. Когда убираемся в квартире, мы пылесосим, моем полы и окна, очищаем поверхности от пыли и наводим блеск на всё блестящее. Всё это — составляющие одного большого процесса под названием «уборка», но каждую из них также можно разбить на более простые подпроцессы.
В программировании модульность строится на использовании функций. Для каждой подзадачи — своя функция. Такая компоновка в разы улучшает читабельность кода и уменьшает сложность его дальнейшей поддержки.
Допустим, мы работаем с базой данных. Нам нужна программа, которая считывает значения из базы, обрабатывает их, выводит результат на экран, а затем записывает его обратно в базу.
Без применения модульности получится сплошная последовательность инструкций:
Но если вынести каждую операцию в отдельную функцию, то текст главной программы получится маленьким и аккуратным.
Это и называется модульностью.
Пространство имен
Концепция пространства имён расширяет понятие модульности. Однако цель — не облегчить читаемость, а избежать конфликтов в названиях переменных.
💁♀️ Пример из жизни: в ВУЗе учатся два человека с совпадающими ФИО. Их нужно как-то различать. Если сделать пространствами имён группы этих студентов, то проблема будет решена. В рамках своей группы ФИО этих студентов будут уникальными.
Объявление и вызов функций
def hello(): print(‘Adele is cute’)
После того как мы это сделали, функцию можно вызвать в любой части программы, но ниже самого объявления.
# код выполняется последовательно, поэтому сейчас интерпретатор # не знает о существовании функции hello hello() def hello(): print(‘Adele is cute’) > NameError: name ‘hello’ is not defined
Поэтому стоит лишь поменять объявление и вызов местами, и всё заработает:
def hello(): print(‘Adele is cute’) hello() > Adele is cute
Область видимости функций
Рассмотрим подробнее области видимости:
Локальная (L)
Локальная область видимости находится внутри def :
def L(): # переменная i_am_local является локальной внутри L() i_am_local = 5
Область объемлющих функций (E)
def e(): x = 5 def inner_e(): nonlocal x x = x + 1 return x return inner_e() print(e()) > 6
Глобальная (G)
# G num = 42 def some_function(n): res = n + num return res print(some_function(1)) > 43
Аргументы
Позиционные
Вспомним, аргумент — это конкретное значение, которое передаётся в функцию. Аргументом может быть любой объект. Он может передаваться, как в литеральной форме, так и в виде переменной.
Значения в позиционных аргументах подставляются согласно позиции имён аргументов:
Именованные
Пусть есть функция, принимающая три аргумента, а затем выводящая их на экран. Python позволяет явно задавать соответствия между значениями и именами аргументов.
def print_trio(a, b, c): print(a, b, c) print_trio(c=4, b=5, a=6) > 6 5 4
При вызове соответствие будет определяться по именам, а не по позициям аргументов.
Необязательные параметры (параметры по умолчанию)
Python позволяет делать отдельные параметры функции необязательными. Если при вызове значение такого аргумента не передается, то ему будет присвоено значение по умолчанию.
def not_necessary_arg(x=’My’, y=’love’): print(x, y) # если не передавать в функцию никаких значений, она отработает со значениями по умолчанию not_necessary_arg() > My love # переданные значения заменяют собой значения по умолчанию not_necessary_arg(2, 1) > 2 1
Аргументы переменной длины (args, kwargs)
Когда заранее неизвестно, сколько конкретно аргументов будет передано в функцию, мы пользуемся аргументами переменной длины. Звёздочка «*» перед именем параметра сообщает интерпретатору о том, что количество позиционных аргументов будет переменным:
def infinity(*args): print(args) infinity(42, 12, ‘test’, [6, 5]) > (42, 12, ‘test’, [6, 5])
Переменная args составляет кортеж из переданных в функцию аргументов.
Функции в питоне могут также принимать и переменное количество именованных аргументов. В этом случае перед названием параметра ставится » ** «:
def named_infinity(**kwargs): print(kwargs) named_infinity(first=’nothing’, second=’else’, third=’matters’) >
Здесь kwargs уже заключает аргументы не в кортеж, а в словарь.
Передача по значению и по ссылке
В Python аргументы могут быть переданы, как по ссылке, так и по значению. Всё зависит от типа объекта.
Изменяемые объекты передаются в функцию по ссылке. Изменяемыми они называются потому что их содержимое можно менять, при этом ссылка на сам объект остается неизменной.
В Python изменяемые объекты это:
Будьте внимательны при передаче изменяемых объектов. Одна из частых проблем новичков.
💭 В функциональном программировании существует понятие «функциями с побочными эффектами» — когда функция в процессе своей работы изменяет значения глобальных переменных. По возможности, избегать таких функций.
Словарь в качестве аргументов (упаковка)
Передаваемые в функцию аргументы можно упаковать в словарь при помощи оператора «**»:
def big_dict(**arguments): print(arguments) big_dict(key=’value’) >
Возвращаемые значения (return)
Что можно возвращать
Функции в Python способны возвращать любой тип объекта.
Распаковка возвращаемых значений
☝️ Обратите внимание, что количество возвращаемых значение в кортеже должно совпадать с количеством переменных при распаковке. Иначе произойдет ошибка:
Пустая функция
Иногда разработчики оставляют реализацию на потом, и чтобы объявленная функция не генерировала ошибки из-за отсутствия тела, в качестве заглушки используется ключевое слово pass :
Чистые функции и побочные эффекты
Немного функционального программирования. Есть такие функции, которые при вызове меняют файлы и таблицы баз данных, отправляют данные на сервер или модифицируют глобальные переменные. Всё это — побочные эффекты.
У чистых функций побочных эффектов нет. Такие функции не изменяют глобальные переменные в ходе выполнения, не рассылают и не выводят на печать никакие данные, не касаются объектов, и так далее.
Чистые функции производят вычисления по заданным аргументам и возвращают зависящий только от них самих результат.
Lambda функции
lambda_test = lambda a, b: pow(a, b) print(lambda_test(2, 4)) > 16
Docstring
Документировать код — особое искусство. Оно существует параллельно с разработкой и сопоставимо с ней по важности. Поэтому нередко документации в программе больше, чем самого кода.
Когда над проектом работает большая команда, а может и не одна, да и еще и много лёт подряд, то значение и важность документации возрастают прямо пропорционально.
Аннотация типов
Python — язык с динамической типизацией. По этой причине вполне возможны ситуации, когда вопреки ожиданиям разработчика в функцию подаются, например, не целые числа, а, допустим, строки. Чтобы отслеживать подобные случаи и сильнее контролировать процесс выполнения программы, была изобретена аннотация типов.
С помощью аннотации типов мы указываем, что параметры в функции имеют строго определенный тип.
При этом интерпретатор считывает аннотации типов, но никак их не обрабатывает.
Функции vs процедуры — в чем отличие?
Для языка нет различий между функциями и процедурами. Но с точки зрения программиста — это разные сущности.
Отличие в том, что функции возвращают значение, а процедуры — нет. Отсюда вытекают и разные области их применения и смысл использования. Скажем, производить некие вычисления в процедуре бессмысленно.
def proc(i, j): pow(i, j) proc(1, 200)
def func(i, j): return pow(i, j) print(func(3, 2)) > 9
И наоборот, оформлять набор инструкций, выполняющий некую обработку, в виде функции также лишено смысла:
def print_low_word(word): print(word.lower()) return 0 s = ‘GOOD’ print_low_word(s) > good
Возвращаемое значение не представляет собой никакой ценности, поэтому print_low_word(s) лучше оформить, как процедуру.
Время выполнения функции
Чтобы оценить время выполнения функции, можно поместить её вызов внутрь следующего кода:
Вложенные функции и рекурсия
Функции, которые объявляются и вызываются внутри других функций, называются вложенными.
def outerFunc(): def firstInner(): print(‘This is first inner function’) def secondInner(): print(‘This is second inner function’) firstInner() secondInner() outerFunc() > This is first inner function > This is second inner function
Рекурсия является частным случаем вложенной функции. Это функция, которая вызывает саму себя.