Python: συναρτήσεις και βιβλιοθήκες

Γιατί συναρτήσεις

Έχεις ήδη χρησιμοποιήσει πολλές συναρτήσεις: print(), len(), int(), sum(). Καθεμιά κάνει μία δουλειά, και την καλείς με το όνομά της χωρίς να ξέρεις πώς είναι γραμμένη μέσα.

Μπορείς να φτιάξεις και δικές σου. Μια συνάρτηση είναι ένα κομμάτι κώδικα με όνομα, που γράφεται μία φορά και καλείται όσες φορές χρειαστεί. Είναι η αποσύνθεση του πρώτου μαθήματος, γραμμένη σε κώδικα: κάθε υποπρόβλημα γίνεται μία συνάρτηση.

Ορισμός και κλήση

def area(width, height):
    return width * height

print(area(3, 4))
total = area(5, 2) + area(1, 1)
print(total)

12
11

Ο ορισμός από μόνος του δεν εκτελεί τίποτα. Απλώς λέει στην Python «όταν σου ζητήσω area, κάνε αυτό». Ο κώδικας μέσα τρέχει μόνο όταν η συνάρτηση καλείται, και κάθε φορά με τα ορίσματα της συγκεκριμένης κλήσης.

return ή print;

def show_area(width, height):
    print(width * height)

x = show_area(3, 4)
print(x)

12
None

Το 12 εμφανίστηκε από την print μέσα στη συνάρτηση. Η x όμως πήρε None: έτσι λέγεται στην Python το «καμία τιμή», και αυτό επιστρέφει κάθε συνάρτηση που τελειώνει χωρίς return.

Μια συνάρτηση μπορεί να έχει περισσότερα από ένα return. Το πρώτο που εκτελείται την τερματίζει αμέσως:

def is_even(n):
    if n % 2 == 0:
        return True
    return False

print(is_even(4), is_even(7))

True False

Προκαθορισμένες τιμές παραμέτρων

Μια παράμετρος μπορεί να έχει τιμή που χρησιμοποιείται όταν το όρισμα λείπει:

def greet(name, greeting="Γεια"):
    return greeting + ", " + name

print(greet("Άννα"))
print(greet("Νίκο", "Καλημέρα"))

Γεια, Άννα
Καλημέρα, Νίκο

Εμβέλεια: τοπικές και καθολικές μεταβλητές

Η εμβέλεια (scope) μιας μεταβλητής είναι το κομμάτι του προγράμματος όπου αυτή υπάρχει.

• Τοπική είναι μια μεταβλητή που δημιουργείται μέσα σε συνάρτηση, μαζί με τις παραμέτρους της. Υπάρχει μόνο όσο τρέχει η συνάρτηση, και δεν φαίνεται έξω από αυτήν.
• Καθολική (global) είναι μια μεταβλητή που δημιουργείται έξω από κάθε συνάρτηση. Φαίνεται παντού, και οι συναρτήσεις μπορούν να τη διαβάσουν.

counter = 10

def change():
    counter = 99
    print("μέσα:", counter)

change()
print("έξω:", counter)

μέσα: 99
έξω: 10

Η εκχώρηση counter = 99 μέσα στη συνάρτηση δεν άλλαξε την καθολική. Δημιούργησε μια νέα, τοπική μεταβλητή με το ίδιο όνομα, που χάθηκε όταν τελείωσε η συνάρτηση. Αντίστροφα, μια τοπική μεταβλητή δεν φαίνεται απ' έξω. Η Python σταματά με σφάλμα, και η τελευταία γραμμή του μηνύματος λέει τι έγινε:

def f():
    y = 5

f()
print(y)

NameError: name 'y' is not defined

Βιβλιοθήκες: import

Η Python έρχεται με έτοιμες βιβλιοθήκες (modules): αρχεία γεμάτα συναρτήσεις που έγραψαν άλλοι. Για να τις χρησιμοποιήσεις, τις εισάγεις με import.

Η math

import math

print(math.sqrt(16), math.floor(3.7), math.ceil(3.2))
print(round(math.pi, 2))
print(math.ceil(120 / 50))

4.0 3 4
3.14
3

Μετά το import math, κάθε συνάρτηση γράφεται με το όνομα της βιβλιοθήκης μπροστά: math.sqrt. Η ceil στρογγυλεύει προς τα πάνω, και λύνει το πρόβλημα των λεωφορείων του πρώτου μαθήματος: $120$ μαθητές θέλουν $3$ λεωφορεία των $50$ θέσεων, όχι $2$.

Αν χρειάζεσαι μόνο μία συνάρτηση, μπορείς να την εισαγάγεις χωριστά, και τότε γράφεται χωρίς πρόθεμα:

from math import sqrt
print(sqrt(2))

1.4142135623730951

Η random

Η random δίνει ψευδοτυχαίους αριθμούς: μοιάζουν τυχαίοι, αλλά παράγονται από αλγόριθμο.

import random

die = random.randint(1, 6)
coin = random.choice(["κορόνα", "γράμματα"])
p = random.random()
print(die, coin, p)

Κάθε εκτέλεση δίνει άλλα αποτελέσματα, γι' αυτό δεν υπάρχει μία «σωστή» έξοδος. Η randint(1, 6) δίνει ακέραιο από το $1$ ως το $6$, μαζί με το $6$, σε αντίθεση με τη range(). Η choice διαλέγει ένα στοιχείο από λίστα, και η random() δίνει πραγματικό αριθμό από το $0$ ως λίγο κάτω από το $1$.

Λυμένα παραδείγματα

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση