Python 3 - Функции

Функция - это блок организованного многократно используемого кода, который используется для выполнения одного связанного действия. Функции обеспечивают лучшую модульность вашего приложения и высокую степень повторного использования кода.

Как вы уже знаете, Python предоставляет множество встроенных функций, таких как print () и т. Д., Но вы также можете создавать свои собственные функции. Эти функции называются пользовательскими функциями.

Определение функции

Вы можете определять функции для обеспечения необходимой функциональности. Вот простые правила для определения функции в Python.

• Функциональные блоки начинаются с ключевого слова def за которым следует имя функции и круглые скобки (()).

• Все входные параметры или аргументы должны быть заключены в эти круглые скобки. Вы также можете определить параметры внутри этих скобок.

• Первое утверждение функции может быть необязательное заявление - документация строка функции или строки документации .

• Блок кода внутри каждой функции начинается с двоеточия (:) и имеет отступ.

• Оператор return [выражение] завершает функцию, опционально передавая выражение вызывающей стороне. Оператор return без аргументов аналогичен return None.

Синтаксис

def functionname( parameters ):
   "function_docstring"
   function_suite
   return [expression]

По умолчанию параметры имеют позиционное поведение, и вам нужно сообщить им в том же порядке, в котором они были определены.

пример

Следующая функция принимает строку в качестве входного параметра и выводит ее на стандартный экран.

def printme( str ):
   "This prints a passed string into this function"
   print (str)
   return

Вызов функции

Определение функции дает ей имя, определяет параметры, которые должны быть включены в функцию, и структурирует блоки кода.

Как только базовая структура функции завершена, вы можете выполнить ее, вызвав ее из другой функции или непосредственно из командной строки Python. Ниже приведен пример вызоваprintme() функция -

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
def printme( str ):
   "This prints a passed string into this function"
   print (str)
   return

# Now you can call printme function
printme("This is first call to the user defined function!")
printme("Again second call to the same function")

Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:

This is first call to the user defined function!
Again second call to the same function

Передача по ссылке против значения

Все параметры (аргументы) на языке Python передаются по ссылке. Это означает, что если вы изменяете то, на что ссылается параметр в функции, это изменение также отражается в вызывающей функции. Например -

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
def changeme( mylist ):
   "This changes a passed list into this function"
   print ("Values inside the function before change: ", mylist)
   
   mylist[2]=50
   print ("Values inside the function after change: ", mylist)
   return

# Now you can call changeme function
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("Values outside the function: ", mylist)

Здесь мы поддерживаем ссылку на переданный объект и добавляем значения в один и тот же объект. Следовательно, это приведет к следующему результату -

Values inside the function before change:  [10, 20, 30]
Values inside the function after change:  [10, 20, 50]
Values outside the function:  [10, 20, 50]

Есть еще один пример, когда аргумент передается по ссылке, а ссылка перезаписывается внутри вызываемой функции.

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
def changeme( mylist ):
   "This changes a passed list into this function"
   mylist = [1,2,3,4] # This would assi new reference in mylist
   print ("Values inside the function: ", mylist)
   return

# Now you can call changeme function
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("Values outside the function: ", mylist)

Параметр mylistявляется локальным для функции changeme. Изменение mylist внутри функции не влияет на mylist. Функция ничего не делает, и, наконец, это приведет к следующему результату:

Values inside the function:  [1, 2, 3, 4]
Values outside the function:  [10, 20, 30]

Аргументы функций

Вы можете вызвать функцию, используя следующие типы формальных аргументов:

• Обязательные аргументы
• Аргументы ключевого слова
• Аргументы по умолчанию
• Аргументы переменной длины

Обязательные аргументы

Обязательные аргументы - это аргументы, переданные функции в правильном позиционном порядке. Здесь количество аргументов в вызове функции должно точно совпадать с определением функции.

Чтобы вызвать функцию printme(), вам обязательно нужно передать один аргумент, иначе он выдаст следующую синтаксическую ошибку:

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
def printme( str ):
   "This prints a passed string into this function"
   print (str)
   return

# Now you can call printme function
printme()

Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:

Traceback (most recent call last):
   File "test.py", line 11, in <module>
      printme();
TypeError: printme() takes exactly 1 argument (0 given)

Аргументы ключевых слов

Аргументы ключевых слов связаны с вызовами функций. Когда вы используете аргументы ключевого слова в вызове функции, вызывающая сторона идентифицирует аргументы по имени параметра.

Это позволяет пропускать аргументы или размещать их не по порядку, поскольку интерпретатор Python может использовать предоставленные ключевые слова для сопоставления значений с параметрами. Вы также можете использовать ключевые слова дляprintme() функционируют следующими способами -

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
def printme( str ):
   "This prints a passed string into this function"
   print (str)
   return

# Now you can call printme function
printme( str = "My string")

Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:

My string

Следующий пример дает более ясную картину. Обратите внимание, что порядок параметров не имеет значения.

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
def printinfo( name, age ):
   "This prints a passed info into this function"
   print ("Name: ", name)
   print ("Age ", age)
   return

# Now you can call printinfo function
printinfo( age = 50, name = "miki" )

Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:

Name:  miki
Age  50

Аргументы по умолчанию

Аргумент по умолчанию - это аргумент, который принимает значение по умолчанию, если значение не указано в вызове функции для этого аргумента. Следующий пример дает представление об аргументах по умолчанию, он печатает возраст по умолчанию, если он не передан -

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
def printinfo( name, age = 35 ):
   "This prints a passed info into this function"
   print ("Name: ", name)
   print ("Age ", age)
   return

# Now you can call printinfo function
printinfo( age = 50, name = "miki" )
printinfo( name = "miki" )

Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:

Name:  miki
Age  50
Name:  miki
Age  35

Аргументы переменной длины

Возможно, вам потребуется обработать функцию для большего количества аргументов, чем вы указали при определении функции. Эти аргументы называются аргументами переменной длины и не упоминаются в определении функции, в отличие от обязательных аргументов и аргументов по умолчанию.

Синтаксис для функции с аргументами, не являющимися ключевыми словами, приведен ниже -

def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
   "function_docstring"
   function_suite
   return [expression]

Звездочка (*) помещается перед именем переменной, которая содержит значения всех аргументов переменных, не являющихся ключевыми словами. Этот кортеж остается пустым, если во время вызова функции не указаны дополнительные аргументы. Ниже приводится простой пример -

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
def printinfo( arg1, *vartuple ):
   "This prints a variable passed arguments"
   print ("Output is: ")
   print (arg1)
   
   for var in vartuple:
      print (var)
   return

# Now you can call printinfo function
printinfo( 10 )
printinfo( 70, 60, 50 )

Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:

Output is:
10
Output is:
70
60
50

Анонимные функции

Эти функции называются анонимными, потому что они не объявляются стандартным образом с использованием defключевое слово. Вы можете использоватьlambda ключевое слово для создания небольших анонимных функций.

• Лямбда-формы могут принимать любое количество аргументов, но возвращать только одно значение в форме выражения. Они не могут содержать команды или несколько выражений.

• Анонимная функция не может быть прямым вызовом print, потому что лямбда требует выражения.

• Лямбда-функции имеют собственное локальное пространство имен и не могут обращаться к переменным, отличным от тех, которые находятся в их списке параметров и в глобальном пространстве имен.

• Хотя кажется, что лямбда-выражения являются однострочной версией функции, они не эквивалентны встроенным операторам в C или C ++, целью которых является выделение в стеке путем передачи функции во время вызова из соображений производительности.

Синтаксис

Синтаксис lambda functions содержит только один оператор, который выглядит следующим образом:

lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

Ниже приведен пример, показывающий, как lambda форма работы -

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2

# Now you can call sum as a function
print ("Value of total : ", sum( 10, 20 ))
print ("Value of total : ", sum( 20, 20 ))

Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:

Value of total :  30
Value of total :  40

Заявление о возврате

Оператор return [выражение] завершает функцию, опционально передавая выражение вызывающей стороне. Оператор return без аргументов аналогичен return None.

Все приведенные ниже примеры не возвращают никакого значения. Вы можете вернуть значение из функции следующим образом:

#!/usr/bin/python3

# Function definition is here
def sum( arg1, arg2 ):
   # Add both the parameters and return them."
   total = arg1 + arg2
   print ("Inside the function : ", total)
   return total

# Now you can call sum function
total = sum( 10, 20 )
print ("Outside the function : ", total )

Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:

Inside the function :  30
Outside the function :  30

Объем переменных

Все переменные в программе могут быть доступны не во всех местах этой программы. Это зависит от того, где вы объявили переменную.

Объем переменной определяет часть программы, в которой вы можете получить доступ к определенному идентификатору. В Python есть два основных набора переменных:

• Глобальные переменные
• Локальные переменные

Глобальные и локальные переменные

Переменные, которые определены внутри тела функции, имеют локальную область видимости, а те, которые определены снаружи, имеют глобальную область.

Это означает, что к локальным переменным можно получить доступ только внутри функции, в которой они объявлены, тогда как к глобальным переменным можно получить доступ по всему телу программы для всех функций. Когда вы вызываете функцию, переменные, объявленные внутри нее, попадают в область видимости. Ниже приводится простой пример -

#!/usr/bin/python3

total = 0   # This is global variable.
# Function definition is here
def sum( arg1, arg2 ):
   # Add both the parameters and return them."
   total = arg1 + arg2; # Here total is local variable.
   print ("Inside the function local total : ", total)
   return total

# Now you can call sum function
sum( 10, 20 )
print ("Outside the function global total : ", total )

Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:

Inside the function local total :  30
Outside the function global total :  0