Funkcje w Pythonie: jak wywoływać i pisać funkcje

Argumenty domyślne

Argumenty domyślne to te, które przyjmują wartość domyślną, jeśli podczas wywołania funkcji nie zostanie przekazana żadna wartość argumentu. Możesz przypisać tę wartość domyślną operatorem =, tak jak w poniższym przykładzie:

Argumenty wymagane

Jak sama nazwa wskazuje, wymagane argumenty UDF to te, które muszą się znaleźć. Należy je przekazać podczas wywołania funkcji i w dokładnie właściwej kolejności, tak jak w poniższym przykładzie:

Potrzebujesz argumentów odwzorowujących się na parametry a oraz b, aby wywołać funkcję bez błędów. Jeśli zamienisz miejscami a i b, wynik nie będzie inny, ale może się zmienić, jeśli zmienisz plus() na następujące:

Argumenty słowne (keyword)

Jeśli chcesz mieć pewność, że wywołujesz wszystkie parametry we właściwej kolejności, możesz użyć w wywołaniu funkcji argumentów słownych. Używasz ich, aby zidentyfikować argumenty po nazwie parametru. Weźmy przykład z góry, by to lepiej zobrazować:

Zauważ, że używając argumentów słownych, możesz też zamienić kolejność parametrów i nadal otrzymasz ten sam wynik przy wykonaniu funkcji:

Zmienna liczba argumentów

Gdy nie znasz dokładnej liczby argumentów, które chcesz przekazać do funkcji, możesz użyć poniższej składni z *args:

Gwiazdka (*) jest umieszczona przed nazwą zmiennej, która przechowuje wartości wszystkich niesłownych argumentów zmiennej długości. Zauważ, że równie dobrze mogłeś przekazać *varint, *var_int_args lub inną nazwę do funkcji plus().

Wskazówka: spróbuj zastąpić *args inną nazwą z gwiazdką. Zobaczysz, że powyższy kod nadal działa!

Widzisz, że powyższa funkcja używa wbudowanej funkcji Pythona sum() do zsumowania wszystkich argumentów przekazanych do plus(). 

Zmienne globalne a lokalne

Ogólnie rzecz biorąc, zmienne zdefiniowane wewnątrz ciała funkcji mają zasięg lokalny, a te zdefiniowane na zewnątrz — zasięg globalny. Oznacza to, że zmienne lokalne są zdefiniowane w bloku funkcji i można się do nich odwołać tylko wewnątrz tej funkcji, podczas gdy zmienne globalne są dostępne dla wszystkich funkcji w twoim skrypcie:

Zobaczysz, że otrzymasz NameError mówiący, że name 'total' is not defined, gdy spróbujesz wypisać zmienną lokalną total zdefiniowaną wewnątrz ciała funkcji. Zmienna init natomiast może zostać wypisana bez problemów.

Parametry tylko pozycyjne i tylko słowne

Od Pythona 3.8 możesz lepiej kontrolować sposób przekazywania argumentów, używając dwóch specjalnych znaczników w sygnaturze funkcji: / i *. Wszystko przed / może być przekazywane wyłącznie pozycyjnie; wszystko po * może być przekazywane wyłącznie słownie (przez keyword).

def greet(name, /, greeting="Hello", *, punctuation="!"):
    print(f"{greeting} {name}{punctuation}")

 Oto jak to wygląda przy wywołaniu:

greet("Alice")                          # działa
greet("Alice", greeting="Hi")           # działa
greet("Alice", "Hi", punctuation="?")   # działa

greet(name="Alice")                     # TypeError: name is positional-only
greet("Alice", "Hi", "?")               # TypeError: punctuation is keyword-only

Po co ci to? Z dwóch głównych powodów.

Po pierwsze, parametry tylko pozycyjne pozwalają ci później zmienić ich nazwy bez psucia niczyjego kodu — ponieważ nikt nie może używać nazwy parametru jako słowa kluczowego, możesz ją swobodnie zmienić.

Po drugie, parametry tylko słowne zmuszają wywołujących do bycia jednoznacznymi w tym, co przekazują, co zwiększa czytelność wywołań, gdy masz kilka opcjonalnych flag lub ustawień.

Krótko mówiąc, to czysty sposób na egzekwowanie intencji.

Funkcje anonimowe w Pythonie

Funkcje anonimowe w Pythonie nazywa się też funkcjami lambda, ponieważ zamiast deklarować je standardowym słowem kluczowym def, używasz słowa lambda.

W powyższym bloku DataCamp Light lambda x: x*2 to funkcja anonimowa, czyli lambda. x to argument, a x*2 to wyrażenie lub instrukcja, która jest obliczana i zwracana. Cechą szczególną tej funkcji jest to, że nie ma nazwy, w przeciwieństwie do przykładów z pierwszej części tego samouczka. Gdybyś miał zapisać powyższą funkcję jako UDF, rezultat byłby następujący:

def double(x):
  return x*2

Rozważmy jeszcze przykład funkcji lambda z dwoma argumentami:

Używasz funkcji anonimowych, gdy potrzebujesz bezimiennej funkcji na krótko, tworzonej w czasie wykonywania. Konteksty, w których jest to przydatne, to praca z filter(), map() i reduce():

Funkcja filter() filtruje, jak sama nazwa wskazuje, oryginalną listę wejściową my_list na podstawie kryterium >10. Z kolei map() stosuje funkcję do wszystkich elementów listy my_list. W tym przypadku mnożysz wszystkie elementy przez 2.

Zauważ, że funkcja reduce() jest częścią biblioteki functools. Używasz jej kumulacyjnie do elementów listy my_list, od lewej do prawej, i redukujesz sekwencję do pojedynczej wartości, w tym przypadku 55.

Używanie main() jako funkcji w Pythonie

Jeśli masz doświadczenie z innymi językami programowania, takimi jak Java, wiesz, że funkcja main jest wymagana do wykonywania funkcji. Jak widziałeś w powyższych przykładach, w Pythonie nie jest to konieczne. Jednak uwzględnienie funkcji main() w twoim programie w Pythonie może pomóc logicznie uporządkować kod — wszystkie najważniejsze elementy zawierasz w tej funkcji main().

Możesz łatwo zdefiniować funkcję main() i wywołać ją tak samo, jak inne funkcje powyżej:

Jednak w obecnej postaci kod twojej funkcji main() zostanie wywołany, gdy zaimportujesz go jako moduł. Aby mieć pewność, że tak się nie stanie, wywołujesz funkcję main(), gdy __name__ == '__main__'.

Oznacza to, że kod z powyższego bloku staje się:

Uwaga, że oprócz funkcji __main__ masz też funkcję __init__, która inicjalizuje instancję klasy lub obiekt. Mówiąc prościej, działa jak konstruktor lub inicjalizator i jest automatycznie wywoływana, gdy tworzysz nową instancję klasy. Dzięki tej funkcji nowo utworzony obiekt jest przypisany do parametru self, który widziałeś wcześniej w tym samouczku. Spójrz na poniższy przykład:

class Dog:
    """A simple Dog class.

    Args:
        legs: Number of legs so that the dog can walk.
        color: The color of the fur.
    """

    def __init__(self, legs: int, color: str) -> None:
        self.legs = legs
        self.color = color

    def bark(self) -> str:
        return "bark" * 2

if __name__ == "__main__":
    dog = Dog(4, "brown")
    print(dog.bark())