Язык программирования Python

Вызов функции синтаксически выглядит как объект–функция(фактические параметры). Обычно объект–функция — это просто имя функции, хотя это может быть и любое выражение, которое в результате вычисления дает исполняемый объект.

Функция одного аргумента:

Листинг

def swapcase(s):

return s.swapcase()

print swapcase(«ABC»)

Функция двух аргументов, один из которых необязателен и имеет значение по умолчанию:

Листинг

def inc(n, delta=1):

return n+delta

print inc(12)

print inc(12, 2)

Функция с одним обязательным аргументом, с одним, имеющим значение по умолчанию и неопределенным числом именованных аргументов:

Листинг

def wrap(text, width=70, **kwargs):

from textwrap import TextWrapper

# kwargs — словарь с именами и значениями аргументов

w = TextWrapper(width=width, **kwargs)

return w.wrap(text)

print wrap(«my long text …», width=4)

Функция произвольного числа аргументов:

Листинг

def max_min(*args):

# args — список аргументов в порядке их указания при вызове

return max(args), min(args)

print max_min(1, 2, — 1, 5, 3)

Функция с обычными (позиционными) и именованными аргументами:

Листинг

def swiss_knife(arg1, *args, **kwargs):

print arg1

print args

print kwargs

return None

print swiss_knife(1)

print swiss_knife(1, 2, 3, 4, 5)

print swiss_knife(1, 2, 3, a='abc', b='sdf')

# print swiss_knife(1, a='abc', 3, 4) # !!! ошибка

lst = [2, 3, 4, 5]

dct = {'a': 'abc', 'b': 'sdf'}

print swiss_knife(1, *lst, **dct)

Пример определения функции с помощью lambda–выражения дан ниже:

Листинг

func = lambda x, y: x + y

В результате lambda–выражения получается безымянный объект–функция, которая затем используется, например, для того, чтобы связать с ней некоторое имя. Однако, как правило, определяемые lambda–выражением функции, применяются в качестве параметров функций.

В языке Python функция может возвратить только одно значение, которое может быть кортежем. В следующем примере видно, как стандартная функция divmod() возвращает частное и остаток от деления двух чисел:

Листинг

def bin(n):

«"«Цифры двоичного представления натурального числа """

digits = []

while n > 0:

n, d = divmod(n, 2)

digits = [d] + digits

return digits

print bin(69)

Примечание:

Важно понять, что за именем функции стоит объект. Этот объект можно связать с другим именем:

def add(x, y):

return x + y

addition = add # теперь addition и add — разные имена одного и того же объекта

Пример, в котором в качестве значения по умолчанию аргумента функции используется изменчивый объект (список). Этот объект — один и тот же для всех вызовов функций, что может привести к казусам:

Листинг

def mylist(val, lst=[]):

lst.append(val)

return lst

print mylist(1),

print mylist(2)

Вместо ожидаемого [1] [2] получается [1] [1, 2], так как добавляются элементы к «значению по умолчанию».

Правильный вариант решения будет, например, таким:

Листинг

def mylist(val, lst=None):

lst = lst or []

lst.append(val)

return lst

Конечно, приведенная выше форма может использоваться для хранения в функции некоторого состояния между ее вызовами, однако, практически всегда вместо функции с таким побочным эффектом лучше написать класс и использовать его экземпляр.

Рекурсия

В некоторых случаях описание функции элегантнее всего выглядит с применением вызова этой же функции. Такой прием, когда функция вызывает саму себя, называется рекурсией. В функциональных языках рекурсия обычно используется много чаще, чем итерация (циклы).

В следующем примере переписывается функция bin() в рекурсивном варианте:

Листинг

def bin(n):

«"«Цифры двоичного представления натурального числа """

if n == 0:

return []

n, d = divmod(n, 2)

return bin(n) + [d]

print bin(69)

Здесь видно, что цикл while больше не используется, а вместо него появилось условие окончания рекурсии: условие, при выполнении которого функция не вызывает себя.

Конечно, в погоне за красивым рекурсивным решением не следует упускать из виду эффективность реализации. В частности, пример реализации функции для вычисления n–го числа Фибоначчи это демонстрирует:

Листинг

def Fib(n):

if n < 2:

return n

else:

return Fib(n–1) + Fib(n–2)

В данном случае количество рекурсивных вызовов растет экспоненциально от числа n, что совсем не соответствует временной сложности решаемой задачи.

В качестве упражнения предлагается написать итеративный и рекурсивный варианты этой функции, которые бы требовали линейного времени для вычисления результата.

Предупреждение:

При работе с рекурсивными функциями можно легко превысить глубину допустимой в Python рекурсии. Для настройки глубины рекурсии следует использовать функцию setrecursionlimit(N) из модуля sys, установив требуемое значение N.

Функции как параметры и результат

Как уже не раз говорилось, функции являются такими же объектами Python как числа, строки или списки. Это означает, что их можно передавать в качестве параметров функций или возвращать из функций.

Функции, принимающие в качестве аргументов или возвращающие другие функции в результате, называют функциями высшего порядка. В Python функции высшего порядка применяются программистами достаточно часто. В большинстве случаев таким образом строится механизм обратных вызовов (callbacks), но встречаются и другие варианты. Например, алгоритм поиска может вызывать переданную ему функцию для каждого найденного объекта.

Функция apply()

Функция apply() применяет функцию, переданную в качестве первого аргумента, к параметрам, которые переданы вторым и третьим аргументом. Эта функция в Python устарела, так как вызвать функцию можно с помощью обычного синтаксиса вызова функции. Позиционные и именованные параметры можно передать с использованием звездочек:

Листинг

>>> lst = [1, 2, 3]

>>> dct = {'a': 4, 'b': 5}

>>> apply(max, lst)

3

>>> max(*lst)

3

>>> apply(dict, [], dct)

{'a': 4, 'b': 5}

>>> dict(**dct)

{'a': 4, 'b': 5}

Обработка последовательностей

Многие алгоритмы сводятся к обработке массивов данных и получению новых массивов данных в результате. Среди встроенных функций Python есть несколько для работы с последовательностями.

Под последовательностью в Python понимается любой тип данных, который поддерживает интерфейс последовательности (это несколько специальных методов, реализующих операции над последовательностями, которые в данном курсе обсуждаться не будут).

Следует заметить, что тип, основной задачей которого является хранение, манипулирование и обеспечение доступа к самостоятельным данным называется контейнерным типом или просто контейнером. Примеры контейнеров в Python — списки, кортежи, словари.

Функции range() и xrange()

Функция range() уже упоминалась при рассмотрении цикла for. Эта функция принимает от одного до трех аргументов. Если аргумент всего один, она генерирует список чисел от 0 (включительно) до заданного числа (исключительно). Если аргументов два, то список начинается с числа, указанного первым аргументом. Если аргументов три — третий аргумент задает шаг

Листинг

>>> print range(10)