Python Урок 3. Функции и процедуры
Пример: Создать процедуру для вывода сообщения об ошибке. Запрашивать у пользователя ввести положительное число, в случае ввода отрицательного числа, вызывать процедуру для вывода сообщения об ошибке.
def Err(): # определение процедуры print ( "Ошибка: неверные данные" ) n = int ( input('введите положительное число') ) if n 0: Err() # вызов процедуры
def Err(): # определение процедуры print ( «Ошибка: неверные данные» ) n = int ( input(‘введите положительное число’) ) if n < 0: Err() # вызов процедуры
- Процедура — вспомогательный алгоритм, выполняющий некоторые действия.
- Это поименованный фрагмент программы, который можно вызвать.
- Процедура должна быть определена к моменту её вызова. Определение процедуры начинается со служебного слова def.
- Вызов процедуры осуществляется по ее имени, за которым следуют круглые скобки, например, Err().
- В одной программе может быть сколько угодно много вызовов одной и той же процедуры.
- Использование процедур сокращает код и повышает удобочитаемость.
Процедура с параметрами
Как используются в Python параметры процедуры, рассмотрим на примере.
Пример: Написать процедуру, которая печатает 60 раз указанный символ (введенный с клавиатуры), каждый с новой строки.
def printChar(s): for i in range(60): print (s) sim = input('введите символ') printChar(sim)
def printChar(s): for i in range(60): print (s) sim = input(‘введите символ’) printChar(sim)
- Глобальная переменная — если ей присвоено значение в основной программе (вне процедуры).
- Локальная переменная (внутренняя) известна только на уровне процедуры, обратиться к ней из основной программы и из других процедур нельзя.
- Параметры процедуры — локальные переменные. В программе s — локальная переменная.
Задание Python 3_0:
Создать процедуру, которая вычисляет разность двух вводимых пользователем числа. Выполнить задание двумя способами: 1) процедура без параметров: числа — глобальные переменные, определенные в основной программе; 2) процедура с параметрами: числа — параметры процедуры.
Локальные и глобальные переменные
Примеры использования локальных и глобальных переменных:
x = 3 # глобальная переменная def pr(): # процедура без параметров print (x) # вывод значения глобальной переменной pr()
x = 3 # глобальная переменная def pr(): # процедура без параметров print (x) # вывод значения глобальной переменной pr()
x = 3 # глобальная переменная def pr(a): # процедура с параметром a = 4 # локальная переменная print (a) # 4 pr(x) # передача параметра глобальной переменной (3)
x = 3 # глобальная переменная def pr(a): # процедура с параметром a = 4 # локальная переменная print (a) # 4 pr(x) # передача параметра глобальной переменной (3)
x = 3 # глобальная переменная def pr(): # процедура без параметров global x x = 1 print (x) # вывод измененного значения глобальной переменной (1) pr(x)
x = 3 # глобальная переменная def pr(): # процедура без параметров global x x = 1 print (x) # вывод измененного значения глобальной переменной (1) pr(x)
Задание Python 3_1:
Напишите процедуру, которая выводит на экран в столбик все цифры переданного ей числа, начиная с последней:
число: 4673 результат: 3 7 6 4
Задание Python 3_2:
Напишите процедуру, которая выводит на экран все делители переданного ей числа (в одну строчку).
Задание Python 3_3:
Составить программу с процедурой для вычисления степени числа (входные параметры: число и степень).
Рекомендации: для вычисления степени числа можно использовать функцию pow(число, степень)
Задание Python 3_4:
Напишите процедуру, которая принимает параметр – натуральное число N – и выводит первые N чисел Фибоначчи.
def Swap(): global x,y t = x x = y y = t x=3 y=5 Swap() print(x,y)
def Swap(): global x,y t = x x = y y = t x=3 y=5 Swap() print(x,y)
def Swap(): global x,y (x, y) = (y, x) (x,y)=(3,5) Swap() print(x,y)
def Swap(): global x,y (x, y) = (y, x) (x,y)=(3,5) Swap() print(x,y)
Задание Python 3_5:
Создайте процедуру без параметров AddLeftDigit() , которая добавляет введенную цифру K (0 D (0 global для работы с глобальными переменными.
Ожидаемый результат:
введите D (0<=D<=9) и K(0<=K<=9): >>>2 >>>4 результат: 42
Язык Python функции
Часть функций языка Python являются встроенными функциями, которые обеспечены синтаксисом самого языка. Например, int, input, randint.
Рассмотрим пример создания пользовательских функций.
- Функция — это поименованный фрагмент программы, который можно вызвать.
- Как и процедура, функция должна быть определена к моменту её вызова (служебное слово def).
- Функция в отличии от процедуры возвращает значение.
- Для возврата значения функции используется оператор return.
- Вызов функции осуществляется по ее имени и обычно сопровождается выводом значения.
def max(a,b): if(a>b): return a else: return b x=int(input()) y=int(input()) print('max = ',max(x,y))
def max(a,b): if(a>b): return a else: return b x=int(input()) y=int(input()) print(‘max = ‘,max(x,y))
Задание Python 3_6:
Создайте функцию для поиска минимума среди трех чисел (три параметра функции).
def sumD(n): # определение функции с параметром sum = 0 while n!= 0: sum += n % 10 n = n // 10 return sum # возврат значения функции # основная программа print (sumD(1075)) # вызов функции с параметром
def sumD(n): # определение функции с параметром sum = 0 while n!= 0: sum += n % 10 n = n // 10 return sum # возврат значения функции # основная программа print (sumD(1075)) # вызов функции с параметром
Задание Python 3_8:
Создайте функцию, которая вычисляет сумму всех чисел от 1 до N . N — параметр функции.
Параметры и аргументы функции
В программировании функции могут не только возвращать данные, но также принимать их, что реализуется с помощью так называемых параметров, которые указываются в скобках в заголовке функции. Количество параметров может быть любым.
Параметры представляют собой локальные переменные, которым присваиваются значения в момент вызова функции. Конкретные значения, которые передаются в функцию при ее вызове, будем называть аргументами. Следует иметь в виду, что встречается иная терминология. Например, формальные параметры и фактические параметры. В Python же обычно все называют аргументами.
Рассмотрим схему и поясняющий ее пример:
Когда функция вызывается, то ей передаются аргументы. В примере указаны глобальные переменные num1 и num2 . Однако на самом деле передаются не эти переменные, а их значения. В данном случае числа 100 и 12. Другими словами, мы могли бы писать mathem(100, 12) . Разницы не было бы.
Когда интерпретатор переходит к функции, чтобы начать ее исполнение, он присваивает переменным-параметрам переданные в функцию значения-аргументы. В примере переменной a будет присвоено 100, b будет присвоено 12.
Изменение значений a и b в теле функции никак не скажется на значениях переменных num1 и num2 . Они останутся прежними. В Python такое поведение характерно для неизменяемых типов данных, к которым относятся, например, числа и строки. Говорят, что в функцию данные передаются по значению. Можно сказать, когда a присваивалось число 100, то это было уже другое число, не то, на которое ссылается переменная num1 . Число 100 было скопировано и помещено в отдельную ячейку памяти для переменной a .
На самом деле переменная a в момент присваивания значения может указывать на то же число 100, что и переменная num1 . Однако, когда a в результате вычислений в теле функции получает новое значение, то связывается с другой ячейкой памяти, потому что числа относятся к неизменяемым типам данных, то есть нельзя переписать значение содержащей их ячейки. При этом переменная num1 остается связанной со старым значением.
Существуют изменяемые типы данных. Для Питона, это, например, списки и словари. В этом случае данные передаются по ссылке. В функцию передается ссылка на них, а не сами данные. И эта ссылка связывается с локальной переменной. Изменения таких данных через локальную переменную обнаруживаются при обращении к ним через глобальную. Это есть следствие того, что несколько переменных ссылаются на одни и те же данные, на одну и ту же область памяти.
Необходимость передачи по ссылке связана в первую очередь с экономией памяти. Сложные типы данных, по сути представляющие собой структуры данных, обычно копировать не целесообразно. Однако, если надо, всегда можно сделать это принудительно.
Произвольное количество аргументов
Обратим внимание еще на один момент. Количество аргументов и параметров совпадает. Нельзя передать три аргумента, если функция принимает только два. Нельзя передать один аргумент, если функция требует два обязательных. В рассмотренном примере они обязательные.
Однако в Python у функций бывают параметры, которым уже присвоено значение по-умолчанию. В таком случае, при вызове можно не передавать соответствующие этим параметрам аргументы. Хотя можно и передать. Тогда значение по умолчанию заменится на переданное.
def cylinder(h, r = 1): side = 2 * 3.14 * r * h circle = 3.14 * r**2 full = side + 2 * circle return full figure1 = cylinder(4, 3) figure2 = cylinder(5) print(figure1) print(figure2)
При втором вызове cylinder() мы указываем только один аргумент. Он будет присвоен переменной-параметру h . Переменная r будет равна 1.
Согласно правилам синтаксиса Python при определении функции параметры, которым присваивается значение по-умолчанию должны следовать (находиться сзади) за параметрами, не имеющими значений по умолчанию.
А вот при вызове функции, можно явно указывать, какое значение соответствует какому параметру. В этом случае их порядок не играет роли:
… figure3 = cylinder(10, 2) figure4 = cylinder(r=2, h=10) print(figure3) print(figure4)
В данном случае оба вызова – это вызовы с одними и теми же аргументами-значениями. Просто в первом случае сопоставление параметрам-переменным идет в порядке следования. Во-втором случае – по ключам, которыми выступают имена параметров.
В Python определения и вызовы функций имеют и другие нюансы, рассмотрение которых мы пока опустим, так как они требуют более глубоких знаний, чем у нас есть на данный момент. Скажем лишь, что функции может быть определена так, что в нее можно передать хоть ни одного аргумента, хоть множество:
def few_or_many(*a): print(a) few_or_many(1) few_or_many('1', 1, 2, 'abc') few_or_many()
Опять же, судя по скобкам, здесь возникает упомянутый в прошлом уроке кортеж.
Практическая работа
Напишите программу, в которой определена функция int_test , имеющая один параметр. Функция проверяет, можно ли переданное ей значение преобразовать к целому числу. Если можно, возвращает логическое True . Если нельзя – False .
В основной ветке программы присвойте переменной s то, что пользователь вводит с клавиатуры. Вызовите функцию int_test() , передав ей значение s . Если функция возвращает истину, преобразуйте строку s в число n и выведите на экран значение n + 10 .
Примеры решения и дополнительные уроки в pdf-версии курса
Python. Введение в программирование