Что такое параметры функции в python
Параметры (аргументы) функции
Функции могут не только возвращать данные, но также принимают их, что реализуется с помощью так называемых параметров, которые указываются в скобках в заголовке функции. Количество параметров может быть любым, так же существует несколько вариантов передачи аргументов в функцию
Параметры функции представляют собой локальные переменные, которым присваиваются значения в момент ее вызова. Иногда у параметрам задают значения (аргументы), используемые по умолчанию. Конкретные значения, которые передаются в функцию при ее вызове, называются аргументами.
Каждый раз, когда вызывается функция, создается новая область видимости для хранения локальных переменных этой функции и каждое имя передаваемого параметра связывается со значениями в новом локальном пространстве имен. Когда функция возвращает значение или завершает выполнение иным способом, это пространство имен уничтожается.
Параметры (аргументы) функции передаются в локальную область видимости с использованием вызова по значению, где значение всегда является ссылкой на объект, а не значением объекта.
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.
Какие бывают аргументы/параметры в функциях Python.
Есть два типа аргументов:
Например, 3 и 5 являются аргументами ключевого слова в следующих вызовах встроенной функции complex() :
Аргументы назначаются именованным локальным переменным в теле функции. Смотрите правила, регулирующие это назначение в разделе «Что происходит при вызове функции?».
Синтаксически, для представления аргумента может использоваться любое выражение, а оцененное значение присваивается локальной переменной.
Функции и их аргументы
В этой статье я планирую рассказать о функциях, именных и анонимных, инструкциях def, return и lambda, обязательных и необязательных аргументах функции, функциях с произвольным числом аргументов.
Именные функции, инструкция def
Определим простейшую функцию:
Инструкция return говорит, что нужно вернуть значение. В нашем случае функция возвращает сумму x и y.
Теперь мы ее можем вызвать:
Функция может быть любой сложности и возвращать любые объекты (списки, кортежи, и даже функции!):
Функция может и не заканчиваться инструкцией return, при этом функция вернет значение None:
Аргументы функции
Функция может принимать произвольное количество аргументов или не принимать их вовсе. Также распространены функции с произвольным числом аргументов, функции с позиционными и именованными аргументами, обязательными и необязательными.
Функция также может принимать переменное количество позиционных аргументов, тогда перед именем ставится *:
Функция может принимать и произвольное число именованных аргументов, тогда перед именем ставится **:
В переменной kwargs у нас хранится словарь, с которым мы, опять-таки, можем делать все, что нам заблагорассудится.
Анонимные функции, инструкция lambda
Анонимные функции могут содержать лишь одно выражение, но и выполняются они быстрее. Анонимные функции создаются с помощью инструкции lambda. Кроме этого, их не обязательно присваивать переменной, как делали мы инструкцией def func():
lambda функции, в отличие от обычной, не требуется инструкция return, а в остальном, ведет себя точно так же:
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 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.
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.
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:
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:
Опять же, судя по скобкам, здесь возникает упомянутый в прошлом уроке кортеж.
Практическая работа
Напишите программу, в которой определены следующие четыре функции:
Функция getInput не имеет параметров, запрашивает ввод с клавиатуры и возвращает в основную программу полученную строку.
Функция strToInt имеет один параметр. В теле преобразовывает переданное значение к целочисленному типу. Возвращает полученное число.
Функция printInt имеет один параметр. Она выводит переданное значение на экран и ничего не возвращает.
Примеры решения и дополнительные уроки в android-приложении и pdf-версии курса
Функции в Python
Введение
Определение
Вот пример простой функции:
Для определения функции нужно всего лишь написать ключевое слово def перед ее именем, а после — поставить двоеточие. Следом идет блок инструкций.
Функция инкрементирует глобальную переменную i и возвращает None (по умолчанию).
Вызовы
Для вызова функции, которая возвращает переменную, нужно ввести:
Для вызова функции, которая ничего не возвращает:
Функцию можно записать в одну строку, если блок инструкций представляет собой простое выражение:
Функции могут быть вложенными:
Функции — это объекты, поэтому их можно присваивать переменным.
Инструкция return
Возврат простого значения
Возврат нескольких значений
Пока что функция возвращала только одно значение или не возвращала ничего (объект None). А как насчет нескольких значений? Этого можно добиться с помощью массива. Технически, это все еще один объект. Например:
Аргументы и параметры
В функции можно использовать неограниченное количество параметров, но число аргументов должно точно соответствовать параметрам. Эти параметры представляют собой позиционные аргументы. Также Python предоставляет возможность определять значения по умолчанию, которые можно задавать с помощью аргументов-ключевых слов.
Параметр — это имя в списке параметров в первой строке определения функции. Он получает свое значение при вызове. Аргумент — это реальное значение или ссылка на него, переданное функции при вызове. В этой функции:
x и y — это параметры, а в этой:
При определении функции параметры со значениями по умолчанию нужно указывать до позиционных аргументов:
Если использовать необязательный параметр, тогда все, что указаны справа, должны быть параметрами по умолчанию.
Выходит, что в следующем примере допущена ошибка:
Для вызовов это работает похожим образом. Сначала нужно указывать все позиционные аргументы, а только потом необязательные:
На самом деле, следующий вызов корректен (можно конкретно указывать имя позиционного аргумента), но этот способ не пользуется популярностью:
А этот вызов некорректен:
При вызове функции с аргументами по умолчанию можно указать один или несколько, и порядок не будет иметь значения:
Можно не указывать ключевые слова, но тогда порядок имеет значение. Он должен соответствовать порядку параметров в определении:
Если ключевые слова не используются, тогда нужно указывать все аргументы:
Второй аргумент можно пропустить:
Чтобы обойти эту проблему, можно использовать словарь:
Значение по умолчанию оценивается и сохраняется только один раз при определении функции (не при вызове). Следовательно, если значение по умолчанию — это изменяемый объект, например, список или словарь, он будет меняться каждый раз при вызове функции. Чтобы избежать такого поведения, инициализацию нужно проводить внутри функции или использовать неизменяемый объект:
Еще один пример изменяемого объекта, значение которого поменялось при вызове:
Дабы не допустить изменения оригинальной последовательности, нужно передать копию изменяемого объекта:
Указание произвольного количества аргументов
Позиционные аргументы
При вызове функции нужно вводить команду следующим образом:
Python обрабатывает позиционные аргументы следующим образом: подставляет обычные позиционные аргументы слева направо, а затем помещает остальные позиционные аргументы в кортеж (*args), который можно использовать в функции.
Если лишние аргументы не указаны, значением по умолчанию будет пустой кортеж.
Произвольное количество аргументов-ключевых слов
Как и в случае с позиционными аргументами можно определять произвольное количество аргументов-ключевых слов следующим образом (в сочетании с произвольным числом необязательных аргументов из прошлого раздела):
При вызове функции нужно писать так:
Python обрабатывает аргументы-ключевые слова следующим образом: подставляет обычные позиционные аргументы слева направо, а затем помещает другие позиционные аргументы в кортеж (*args), который можно использовать в функции (см. предыдущий раздел). В конце концов, он добавляет все лишние аргументы в словарь (**kwargs), который сможет использовать функция.
Важно, что пользователь также может использовать словарь, но перед ним нужно ставить две звездочки (**):
Порядок вывода также не определен, потому что словарь не отсортирован.
Документирование функции
Команда docstring должна быть первой инструкцией после объявления функции. Ее потом можно будет извлекать или дополнять:
Методы, функции и атрибуты, связанные с объектами функции
Если поискать доступные для функции атрибуты, то в списке окажутся следующие методы (в Python все является объектом — даже функция):
И несколько скрытых методов, функций и атрибутов. Например, можно получить имя функции или модуля, в котором она определена:
Есть и другие. Вот те, которые не обсуждались:
Рекурсивные функции
Другой распространенный пример — определение последовательности Фибоначчи:
Важно, чтобы в ней было была конечная инструкция, иначе она никогда не закончится. Реализация вычисления факториала выше, например, не является надежной. Если указать отрицательное значение, функция будет вызывать себя бесконечно. Нужно написать так:
Важно!
Рекурсия позволяет писать простые и элегантные функции, но это не гарантирует эффективность и высокую скорость исполнения.
Глобальная переменная
Вот уже знакомый пример с глобальной переменной:
За редкими исключениями глобальные переменные лучше вообще не использовать.
Присвоение функции переменной
С существующей функцией func синтаксис максимально простой:
Переменным также можно присваивать встроенные функции. Таким образом позже есть возможность вызывать функцию другим именем. Такой подход называется непрямым вызовом функции.
Менять название переменной также разрешается:
В этом примере a1, a2 и func имеют один и тот же id. Они ссылаются на один объект.
Последний пример. Предположим, встроенная функция была переназначена:
Теперь к ней нельзя получить доступ, а это может стать проблемой. Чтобы вернуть ее обратно, нужно просто удалить переменную:
Анонимная функция: лямбда
С помощью type() можно проверить тип:
На практике эти функции редко используются. Это всего лишь элегантный способ записи, когда она содержит одну инструкцию.
Изменяемые аргументы по умолчанию
Вместо этого нужно использовать значение «не указано» и заменить на изменяемый объект по умолчанию:
Большая история аргументов функций в Python
Ну, на самом деле, история аргументов в Python не такая уж и большая.
Большинству читателей этой статьи, полагаю, понятна сущность аргументов функций. Для начинающих поясню, что это — объекты, отправляемые функции инициатором её вызова. При передаче аргументов функции выполняется множество действий, зависящих от того, объекты какого типа отправляют функции (изменяемые или неизменяемые объекты). Инициатор вызова функции — это сущность, которая вызывает функцию и передаёт ей аргументы. Говоря о вызове функций, стоит поразмыслить над некоторыми вещами, которые мы сейчас обсудим.
В аргументы, имена которых заданы при объявлении функции, записываются объекты, передаваемые функциям при вызове. При этом, если соответствующим локальным переменным функций, их параметрам, что-то присваивают, эта операция не влияет на передаваемые функциям неизменяемые объекты. Например:
А если же функциям передают изменяемые объекты, то можно столкнуться с поведением системы, которое отличается от вышеописанного.
Заметили ли вы тут что-то новое? Если вы ответите «Нет», то будете правы. Но если как-то повлиять на элементы изменяемого объекта, переданного функции, мы станем свидетелями кое-чего другого.
Это вас ещё не удивило? Если нет — тогда хотелось бы мне сделать так, чтобы вы, пропустив то, что вам известно, сразу же перешли к новому для вас материалу. А если да — то, помяните мои слова, вы, ближе знакомясь с аргументами, узнаете ещё много интересного.
Итак, вот что следует знать об аргументах функций:
1. Порядок передачи функциям позиционных аргументов
Позиционные аргументы обрабатываются слева направо. То есть оказывается, что позиция аргумента, переданного функции, находится в прямом соответствии с позицией параметра, использованного в заголовке функции при её объявлении.
2. Порядок передачи функциям именованных аргументов
Именованные аргументы передают функциям с указанием имён этих аргументов, соответствующих тем именам, которые им назначены при объявлении функции.
Обратите внимание на то, что здесь продолжают действовать механизмы, описанные в пункте №1.
3. Назначение значений аргументов, применяемых по умолчанию
Именованным аргументам можно назначать значения, применяемые по умолчанию. При использовании этого механизма в функции определённые аргументы становятся необязательными. Объявление подобных функций выглядит как то, что мы рассматривали в пункте №2. Единственное различие заключается в том, как именно вызываются эти функции.
Обратите внимание на то, что в этом примере мы не передаём функции все аргументы, описанные при её объявлении. В этих случаях соответствующим параметрам назначаются значения, заданные по умолчанию. Продолжим этот пример:
Это — простые и понятные примеры использования вышеописанных механизмов вызова функций с передачей ей именованных аргументов. А теперь давайте усложним наши эксперименты, объединив то, о чём мы до сих пор говорили в пунктах №1, №2 и №3:
Тут при вызове функции использованы и позиционные и именованные аргументы. При использовании позиционных аргументов порядок их указания играет, как и прежде, важнейшую роль в правильной передаче функции входных данных.
Здесь мне хотелось бы обратить ваше внимание на одну примечательную деталь. Она заключается в том, что позиционные аргументы нельзя указывать после именованных аргументов. Вот пример, который позволит вам лучше понять эту идею:
Вы можете воспринимать это как правило. Позиционные аргументы не должны следовать за именованными аргументами при вызове функции.
4. Организация обработки наборов аргументов переменной длины
Этот код доказывает то, что в параметре args хранится кортеж, содержащий то, что передано функции при её вызове.
В вышеприведённом коде показано то, что в параметре kwargs хранится словарь, состоящий из пар ключ-значение и представляющий именованные аргументы, переданные функции при вызове.
Но надо отметить, что функции, рассчитанной на приём позиционных аргументов, нельзя передавать именованные аргументы (и наоборот).
А теперь давайте соберём вместе всё то, что мы разобрали в пунктах №1, №2, №3 и №4, и со всем этим поэкспериментируем, исследовав разные комбинации аргументов, которые можно передавать функциям при их вызове.
То же самое правило распространяется и на порядок указания аргументов при вызове функций. Позиционные аргументы не должны следовать за именованными.
При объявлении функций можно комбинировать позиционные аргументы, *args и *kwagrs следующим образом:
При объявлении функции foo мы исходили из того, что у неё должен быть один обязательный позиционный аргумент. За ним следует набор позиционных аргументов переменной длины, а за этим набором идёт набор именованных аргументов переменной длины. Зная это, мы легко сможем «расшифровать» каждый из вышеприведённых вызовов функции.
Для того чтобы правильно вызвать эту функцию, мы должны передать ей, как минимум, один позиционный аргумент. В противном случае мы столкнёмся с ошибкой.
Ещё одной разновидностью подобной функции может стать функция, в объявлении которой указано, что она принимает один обязательный позиционный аргумент и один именованный аргумент, за которыми следуют наборы позиционных и именованных аргументов переменной длины.
Вызовы этой функции можно «расшифровать» так же, как это делалось при анализе предыдущей функции.
При вызове этой функции ей надо передавать, как минимум, один позиционный аргумент. Иначе мы столкнёмся с ошибкой:
Обратите внимание на то, что вызов foo(1) работает нормально. Дело тут в том, что в том случае, если функцию вызывают, не указывая значение для именованного аргумента, значение ему назначается автоматически.
А вот ещё некоторые ошибки, с которыми можно столкнуться при неправильном вызове этой функции:
5. Распаковка аргументов
В предыдущих разделах мы говорили о том, как собирать в кортежи и словари наборы аргументов, передаваемых функциям. А здесь мы обсудим обратную операцию. А именно, разберём механизм, позволяющий распаковывать аргументы, подаваемые на вход функции.
Экспериментируя с распаковкой аргументов, можно столкнуться с новой ошибкой:
6. Использование аргументов, которые можно передавать только по имени (keyword-only)
В некоторых случаях нужно сделать так, чтобы функция принимала бы обязательные именованные аргументы. Если при объявлении функции описывают аргументы, которые можно передавать только по имени, то такие аргументы должны передаваться ей при любом её вызове.
Функция, объявленная в предыдущем примере, принимает один позиционный аргумент и два именованных аргумента, которые можно передавать только по имени. Это приводит к тому, что для правильного вызова функции ей необходимо передавать оба именованных аргумента. После * можно описывать и именованные аргументы, которым заданы значения, применяемые по умолчанию. Это даёт нам определённую свободу при вызове подобных функций.
Итоги
Пожалуй, у нас, и правда, получилась очень длинная история об аргументах. Надеюсь, читатели этого материала узнали что-то новое для себя. И, кстати, историю об аргументах функций в Python можно продолжать. Возможно, мы ещё о них поговорим.
Узнали ли вы из этого материала что-то новое об аргументах функций в Python?