10. Python – funkcje

 w Python  Tagi funkcje / python przez

Funkcje

Funkcja to zbiór instrukcji, który posiada nazwę, zbiór argumentów (ale nie musi posiadać argumentów) i “:”. Pozwala na wyodrębnienie fragmentu kodu programu w celu uniknięcia powtórzeń i może być wielokrotnie wywoływana w kodzie.

W celu zdefiniowania funkcji należy użyć słówka “def“, podać jej nazwę, argumenty (opcjonalnie) i instrukcje:

def przykladowa_nazwa_funkcji ($argument1,$argument2,$argument3.........):
    instrukcja....
    instrukcja...

Funkcje mogą zwracać konkretne wartości lub wyświetlać komunikat.

Aby wywołać funkcję wystarczy podać jej nazwę z nawiasami!

przykladowa_nazwa_funkcji() # wywołanie funkcji w kodzie

print i return

print nie zwraca wartości tylko wyświetla wynik na ekranie;

return zwraca wartość, którą możemy później wykorzystać jako zmienną.

Przykład funkcji bez argumentów:

def wyswietl_tekst(): # deklaracja funkcji bez argumentów 
   print("Witam serdecznie!")  # instrukcje do wykonania 

wyswietl_tekst() #ponieważ wewnątrz funkcji jest print to dostaniemy napis: Witam serdecznie!

Przykład funkcji z argumentami:

def dodawanie(liczba1, liczba2): 
   wynik = liczba1+liczba2
   print(wynik)

dodawanie(2,3) #ponieważ wewnątrz funkcji jest print to dostaniemy napis: 5

#funkcja może posiadać domyślnie zadeklarowane argumenty
def odejmowanie(liczba3, liczba4=4):  #domyślne argumenty zawsze na końcu!!!
    odj = liczba3-liczba4 
    print(odj) 

odejmowanie(3) # jeden argument ma wartość domyślną

odejmowanie(3,3) #możemy nadpisać wartość domyślną

odejmowanie(liczba3=5) #możemy wskazać któremu argumentowi wpisujemy wartość

Jeżeli w funkcji deklarujemy 2 argumenty, to dokładnie 2 musimy wywołać, inaczej otzrymamy błąd (chyba że deklarujemy wartości domyślne).

Przykład funkcji z return:

def dodawanie(liczba1, liczba2):
    wynik = liczba1+liczba2 
    return wynik 
print(dodawanie(2,3))  # 5

Porównajmy print i return:

#porównanie print i return
back_print = odejmowanie(6,3)
back_return = dodawanie(6,3)

print(f"back_print = {back_print}, a back_return = {back_return}")
#otrzymamy:
#back_print = None, a back_return = 9

print nic nie zwraca, jest traktowane jak None

Funkcja rekurencyjna (rekursja)

Funkcja rekurencyjna, to funkcja która wywołuje samą siebie.

#przykład iteracyjny
def silnia_iter(n):
    silnia_tmp=1 
    if n in (0,1): 
        return 1
    else:
        for i in range(2,n+1):  
            silnia_tmp = silnia_tmp*i
        return silnia_tmp

#przykład rekurencji
def silnia(n): 
    if n > 1: 
        return n*silnia(n-1) #wywołanie samej siebie 
    return1

#wersja skrócona kodu
def silnia(n): return n*silnia(n-1) if n > 1 else 1

Zasięg zmiennych

Nie ma dostępu z zewnątrz do zmiennych, które zostały zadeklarowane w środku.

def zasieg():
    text = "zmienna wewnątrz funkcji"
    return text
print(text) #NameError: name 'text' is not defined



text = "zmienna poza funkcją"
def zasieg():
    return text #wyęwietli zmienna poza funkcją. 
    #Jeżeli każemy wyświetlić coś funkcji zaczyna ona poszukiwać podanej 
    # #nazwy zmiennej wewnątrz funkcji, a kiedy jej nie znajdzie 
    # #poszukuje poza funkcją
print(zasieg())



text = "zmienna poza funkcją"
def zasieg():
    text = "zmienna wewnątrz funkcji"
    return text
print(zasieg()) #wyświetli: zmienna wewnątrz funkcji
print(text) #wyświetli: zmienna poza funkcją



text = "zmienna poza funkcją"
def zasieg():
    return text
print(zasieg()) #wyświetli: zmienna poza funkcją
print(text) #wyświetli: zmienna poza funkcją


#funkcja w funkcji - zasięg funkcji - scoping
def func1(name):
    print("Jesteś wewnątrz funkcji 1 ", name)
    def func2():
        print("Jesteś wewnątrz funkcji 2 ", name)#odwołujemy się tutaj do zmiennej, która do tej f-i nie została bezpośrednio przekazana. Jeżeli funkcja nie znajdzie zmiennej wewnątrz to poszuka jej na zewnątrz
    func2()
func1("Kama")
#print(name) #to nie zadziała
 

Nieokreślona liczba argumentów:

Jeżeli nie wiemy ile będziemy mieli argumentów, to korzystamy z tzw. Arbitrary Arguments, w skrócie *args

#przekazywanie nieokreślonej liczby argumentów poprzedzamy znakiem *
def sum(*args): #nazwa args jest opcjonalna, możecie wymyślić swoją. Argumenty zapisywane są do tuple - sprawdź sam
    wynik=0
    for liczba in args:
        wynik = wynik + liczba
    return wynik
print(sum(1,2,3,4,5))
#nieznana ilośc argumentów
def add(*args):
    sum=0
    for n in args:
        sum+=n
    return sum
print(add(1,2,3,5))
print(add(7,5,1,10,2,3,5))
 
 

Nieokreślona liczba par klucz=wartość:

Jeżeli nie wiemy ile par klucz=wartość przekażemy do funkcji, korzystamy z Arbitrary Kword Arguments, w skrócie **kwargs

#przekazywanie nieokreślonej pary klucz=wartość. Te argumenty stworzą dictionary
def zamowienie(nazwa, adres, **skladniki): #najczęściej nazywane jest **kwargs - key value arguments
    print(f"Zamówienie dla {nazwa}")
    print(f"Dostawa na adres {adres}")
    cena = 20.00
    for key, value in skladniki.items():
        cena = cena + 2.00
    print(f"Wartość zamówienia {cena}")
    return cena
zamowienie("Kama", "Zduńska Wola", jalapenos=True, dodatkowy_ser=True, szynka=True)

def funk(**kwargs):
    print("Liczba przekazanych parametrów:",len(kwargs))
    for key, item in kwargs.items():
        print ("Klucz:", key, "Wartość:", item)
funk(a=1,b=2,c=3)
 

Dekoratory

Dekoratory umożliwiają modyfikację działania funkcji, przez ingerencję w samą funkcję. Takie dodawanie funkcjonalności do czegoś już istniejącego.
#wywołanie funkcji jako parametru funkcji
"""def simple_function():
    print("Prosta funkcja")
def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Coś robię.")
        func()
        print("Kontynuuję pracę")
    return wrapper

new_function = my_decorator(simple_function) #podajemy funkcję jako parametr dlatego nie podajemy()
new_function()"""

#ten sam przykład co powyżej z użyciem dekoratora
def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Coś robię.")
        func()
        print("Kontynuuję pracę")
    return wrapper
@my_decorator
def simple_function():
    print("Prosta funkcja")
simple_function()
 

Pozostałe funkcje wbudowane języka Python

Część funkcji omówiliśmy podczas lekcji o typach danych, poniżej lista najczęściej używanych funkcji, które nie zostały omówione na lekcjach.

Lista funkcji wbudowanych Pythona dostępna jest w dokumentacji tego języka:

https://www.w3schools.com/python/python_ref_functions.asp

https://docs.python.org/3/library/functions.html

Lista funkcji dla poszczególnych bibliotek (pakietów/modułów):

https://docs.python.org/3/search.html?q=functions&check_keywords=yes&area=default

Wersja Pythona

W celu wyświetlenia informacji o zainstalowanym języku należy skorzystać z funkcji version biblioteki sys

import sys
print(sys.version)

Operacje na dacie

https://docs.python.org/3/library/calendar.html?highlight=functions

Operacje na czasie

https://docs.python.org/3/library/time.html?highlight=functions

Operacje na dacie i czasie

https://www.w3schools.com/python/python_datetime.asp

Operacje matematyczne

https://www.w3schools.com/python/python_math.asp

Lambda

Jest to krótka, anonimowa funkcja. Przyjmuje ona dowolną liczbę argumentów i ma tylko jedno wyrażenie. Anonimowa ponieważ nie ma nazwy.

lambda a, b: a*b

Wyrażenie przyjmuje 2 argumenty i zwraca ich sumę.

Więcej informacji znajdziecie w poniższych linkach:

https://www.w3schools.com/python/python_lambda.asp

Python lambda – wszystko co trzeba wiedzieć

Operacje na ciągach znaków

Łańcuchy znaków (ciągi), to zmienne typu string, które możemy formatować za pomocą wielu funkcji wbudowanych języka Python https://www.w3schools.com/python/python_ref_string.asp

 

 

Ćwiczenia do samodzielnego wykonania:

Ćwiczenie 1: Napisz funkcję, która sprawdza, czy wprowadzona przez użytkownika liczba jest dodatnia, ujemna, czy może jest 0.

Ćwiczenie 2: Napisz funkcję, która pyta o dwie liczby i mówi czy są one równe, jeśli nie to podaje ich różnicę

Ćwiczenie 3: Napisz funkcję, która oblicza przychód po odliczeniu podatku od dochodu. Dochód i wielkość podatku (w procentach) podaje użytkownik.

Ćwiczenie 4: Podana jest nazwa pliku:

filename = ‘01012020_sales.xlsx’

Napisz funkcję, która sprawdzi, czy nazwa pliku jest z rozszerzeniem ‘xlsx’. Wydrukuj do konsoli ‘TAK’ jeśli to prawda, przeciwnie ‘NIE’.

Oczekiwany wynik: TAK

Ćwiczenie 5: Podany jest poniższy łańcuch znaków:

code = ‘DSVNDOICSN’

Sprawdź czy zmienna code składa się tylko z dużych liter. Wydrukuj do konsoli ‘TAK’ jeśli to prawda, przeciwnie ‘NIE’.

Oczekiwany wynik: TAK

Ćwiczenie 6: Podane jest poniższe hasło:

password = ‘cskdnjcasa#!’

Sprawdź, czy hasło ma wymaganą długość 11 znaków. Jeżeli tak, wydrukuj ‘Hasło poprawne’, w przeciwnym razie ‘Hasło zbyt krótkie’.

Oczekiwany wynik:

  1. Hasło poprawne

Ćwiczenie 7:

Podane są zmienne:

  1. var1 = ‘Python’
  2. var2 = (‘Python’)
  3. var3 = (‘Python’,)
  4. var4 = [‘Python’]
  5. var5 = {‘Python’}

Używając odpowiedniej funkcji, sprawdź czy podane zmienne przechowują obiekty typu tuple (krotki). Dla każdej zmiennej wynik wydrukuj w osobnej linii.

Wskazówka: Użyj funkcji wbudowanej isinstance().

Oczekiwany wynik:

  1. False
  2. False
  3. True
  4. False
  5. False

Ćwiczenie 8:

Podana jest poniższa lista:

  1. characters = [‘k’, ‘b’, ‘c’, ‘j’, ‘z’, ‘w’]

Wykorzystując funkcje wbudowane zwróć pierwszą i ostatnią literę ułożonych w kolejności alfabetycznej liter z listy characters. Wynik wydrukuj do konsoli tak jak pokazano poniżej.

Oczekiwany wynik:

  1. Pierwsza: b
  2. Ostatnia: z

Wskazówka: Użyj funkcji min() oraz max().

Ćwiczenie 9:

Podane są dwa obiekty typu tuple:

  1. ticker = (‘TEN’, ‘PLW’, ‘CDR’)
  2. full_name = (‘Ten Square Games’, ‘Playway’, ‘CD Projekt’)

Używając odpowiednich funkcji wbudowanych utwórz listę składającą się z obiektów typu tuple (ticker, full_name). Wynik wydrukuj do konsoli.

Oczekiwany wynik:

  1. [(‘TEN’, ‘Ten Square Games’), (‘PLW’, ‘Playway’), (‘CDR’, ‘CD Projekt’)]

Wskazówka: Użyj funkcji zip().

Ćwiczenie 10:

Używając odpowiedniej funkcji wbudowanej sprawdź, czy wszystkie elementy poniższego obiektu tuple zwracają wartość logiczną True:

  1. items = (‘ ‘, ‘0’, 0.1, True)

Wynik wydrukuj do konsoli.

Oczekiwany wynik:

  1. True

Ćwiczenie 11:

Używając odpowiedniej funkcji wbudowanej sprawdź, czy jakikolwiek element poniższego obiektu tuple zwracają wartość logiczną True:

  1. items = ('', 0.0, 0, False)

Wynik wydrukuj do konsoli.

Oczekiwany wynik:

  1. False

Ćwiczenie 12:

Zlicz liczbę jedynek w binarnej reprezentacji liczby number:

  1. number =234

Wynik wydrukuj do konsoli.

Wskazówka: Użyj funkcji wbudowanej bin().

Oczekiwany wynik:

  1. 5

Ćwiczenie 13:

Podana jest lista słów:

  1. stocks =[‘playway’, ‘boombit’, ‘cd projekt’]

Używając funkcji map() oraz wyrażenia lambda przekształć podaną listę w listę zawierającą długości poszczególnych słów. Wynik wydrukuj do konsoli.

Oczekiwany wynik:

  1. [7,7, 10]

Ćwiczenie 14:

Napisz funkcję sort_list(), która uporządkuje listę składającą się z dwuelementowych obiektów typu tuple według drugiego elementu tupli.

Przykład działania funkcji:

  1. [IN]: sort_list([(1, 3), (4, 1), (4, 2), (0, 7)])
  2. [OUT]: [(4, 1), (4, 2), (1, 3), (0, 7)]
  3. [IN]: sort_list([(‘a’, ‘b’), (‘g’, ‘a’), (‘z’, ‘d’)])
  4. [OUT]: [(‘g’, ‘a’), (‘a’, ‘b’), (‘z’, ‘d’)]

Wskazówka: Wykorzystaj funkcję sorted().

Ćwiczenie 15:

Poniżej zdefiniowana jest funkcja func_1():

  1. def func_1(x, y):
  2. return x + y + 2

Wykorzystując wyrażenie lambda zdefiniuj analogiczną funkcję i przypisz ją do zmiennej func_2().

Ćwiczenie 16:

Podana jest lista:

  1. items = [(3, 4), (2, 5), (1, 4), (6, 1)]

Posortuj listę według rosnącej sumy kwadratów liczb podanych w obiektach typu tuple. Użyj metody list.sort() oraz wyrażenia lambda. W odpowiedzi wydrukuj listę do konsoli.

Oczekiwany wynik:

  1. [(1, 4), (3, 4), (2, 5), (6, 1)]

Ćwiczenie 17:

Posortuj podaną listę słowników po kluczu price:

  1. stocks = [
  2. {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘TEN’, ‘price’: 304},
  3. {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘PLW’, ‘price’: 309},
  4. {‘indeks’: ‘sWIG80’, ‘name’: ‘BBT’, ‘price’: 22}
  5. ]

Wynik wydrukuj do konsoli.

Pomocniczy wynik:

  1. [{‘indeks’: ‘sWIG80’, ‘name’: ‘BBT’, ‘price’: 22},
  2. {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘TEN’, ‘price’: 304},
  3. {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘PLW’, ‘price’: 309}]

Oczekiwany wynik:

  1. [{‘indeks’: ‘sWIG80’, ‘name’: ‘BBT’, ‘price’: 22}, {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘TEN’, ‘price’: 304}, {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘PLW’, ‘price’: 309}]

Ćwiczenie 18:

Podana jest poniższa lista:

  1. stocks = [
  2. {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘TEN’, ‘price’: 304},
  3. {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘PLW’, ‘price’: 309},
  4. {‘indeks’: ‘sWIG80’, ‘name’: ‘BBT’, ‘price’: 22}
  5. ]

Z listy stocks wyciągnij spółki z indeksu ‘mWIG40’ w postaci listy i wynik wydrukuj do konsoli.

Pomocniczy wynik:

  1. [{‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘TEN’, ‘price’: 304},
  2. {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘PLW’, ‘price’: 309}]

Oczekiwany wynik:

  1. [{‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘TEN’, ‘price’: 304}, {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘PLW’, ‘price’: 309}]

Ćwiczenie 19:

Podana jest poniższa lista:

  1. stocks = [
  2. {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘TEN’, ‘price’: 304},
  3. {‘indeks’: ‘mWIG40’, ‘name’: ‘PLW’, ‘price’: 309},
  4. {‘indeks’: ‘sWIG80’, ‘name’: ‘BBT’, ‘price’: 22}
  5. ]

Przekształć podaną listę na listę wartości logicznych (True, False). True w przypadku, gdy spółka należy do indeksu ‘mWIG40’, False przeciwnie. Przekształconą listę wydrukuj do konsoli.

Wskazówka: Skorzystaj z funkcji map().

Oczekiwany wynik:

  1. [True, True, False]

Ćwiczenie 20:

Podana jest poniższa lista:

  1. items =[‘P-1’, ‘R-2’, ‘D-4’, ‘F-6’]

Wykorzystując funkcję map() oraz wyrażenie lambda przekształć podaną listę w taki sposób, aby pozbyć się z każdego elementu znaku ‘-‘ (myślnik). Wynik wydrukuj do konsoli.

Oczekiwany wynik:

  1. [‘P1’, ‘R2’, ‘D4’, ‘F6’]
  2. == ‘mWIG40’, stocks)))

Ćwiczenie 21:

Podane są dwie listy:

  1. num1 = [4, 2, 6, 2, 11]
  2. num2 = [5, 2, 3, 3, 9]

Listy są tej samej długości. Wykorzystując funkcję map() oraz wyrażenie lambda przekształć podane listy w jedną zawierającą resztę z dzielenia elementu pierwszej listy przez odpowiedni element drugiej listy.

Oczekiwany wynik:

  1. [4, 0, 0, 2, 2]

Ćwiczenie 22:

Zdefiniuj funkcję o nazwie maximum(), która zwróci maksimum z dwóch liczb. Użyj instrukcji warunkowej.

Przykładowe wywołanie funkcji:

  1. [IN]: maximum(4, 2)
  2. [OUT]: 4
  3. [IN]: maximum(-4, 2)
  4. [OUT]: 2

Ćwiczenie 23:

Zdefiniuj funkcję o nazwie maximum(), która zwróci maksimum z trzech liczb. Użyj instrukcji warunkowej.

Przykładowe wywołanie funkcji:

  1. [IN]: maximum(4, 2, 1)
  2. [OUT]: 4
  3. [IN]: maximum(-3, 2, 5)
  4. [OUT]: 5

Ćwiczenie 24:

Zdefiniuj funkcję o nazwie multi(), która jako parametr przyjmie obiekt iterowalny (lista, tupla) oraz zwróci iloczyn wszystkich elementów listy.

 

Przykładowe wywołanie funkcji:

  1. [IN]: multi((-4, 6, 2))
  2. [OUT]: -48
  3. [IN]: multi([4, 2, -5])
  4. [OUT]: -40

Ćwiczenie 25:

Napisz funkcję o nazwie map_longest(), która przyjmie listę słów i zwróci długość najdłuższego słowa.

Przykładowe wywołanie funkcji:

  1. [IN]: map_longest([‘python’, ‘sql’])
  2. [OUT]: 6
  3. [IN]: map_longest([‘java’, ‘sql’, ‘r’])
  4. [OUT]: 4

Ćwiczenie 26:

Napisz funkcję o nazwie filter_ge_6(), która przyjmie listę słów i zwróci słowa o długości większej lub równej 6 znaków.

Przykład działania funkcji:

  1. [IN]: filter_ge_6([‘programowanie’, ‘python’, ‘java’, ‘sql’])
  2. [OUT]: [‘programowanie’, ‘python’]
  3. [IN]: filter_ge_6([‘java’, ‘sql’])
  4. [OUT]: []

Ćwiczenie 27:

Napisz funkcję o nazwie factorial(), która obliczy wartość silni z danej liczby.

Przykład działania funkcji:

  1. [IN]: factorial(6)
  2. [OUT]: 720
  3. [IN]: factorial(10)
  4. [OUT]: 3628800

Ćwiczenie 28:

Napisz funkcję count_str(), która zwróci liczbę obiektów typu str w obiekcie iterowalnym (list, tuple, set).

Przykład działania funkcji:

  1. [IN]: count_str([‘p’, 2, 4.3, None])
  2. [OUT]: 1
  3. [IN]: count_str({‘p’, 2, 4.3, True, ‘True’, None})
  4. [OUT]: 2

Ćwiczenie 29:

Napisz funkcję count_str(), która zwróci liczbę obiektów typu str o długości powyżej 2 znaków w obiekcie iterowalnym (lista, tuple, set).

Przykład działania funkcji:

  1. [IN]: count_str([1, ‘#hello’, ”, ‘python’, ‘go’])
  2. [OUT]: 2
  3. [IN]: count_str([1, 2, 3, ‘python’])
  4. [OUT]: 1

Ćwiczenie 30:

Napisz funkcję remove_duplicates(), która usunie duplikaty z listy (kolejność elementów nie musi być zachowana).

Przykład działania funkcji:

  1. [IN]: remove_duplicates([1, 5, 3, 2, 2, 4, 2, 4])
  2. [OUT]: [1, 2, 3, 4, 5]
  3. [IN]: remove_duplicates([1, 1, 1, 1])
  4. [OUT]: [1]

Ćwiczenie 31:

Napisz funkcję is_distinct(), która sprawdzi, czy lista zawiera unikalne wartości.

Przykład działania funkcji:

  1. [IN]: is_distinct([1, 2, 3])
  2. [OUT]: True
  3. [IN]: is_distinct([1, 2, 3, 3])
  4. [OUT]: False

Ćwiczenie 32:

Zdefiniowana jest funkcja function():

  1. def function(idx, l=[]):
  2. for i in range(idx):
  3. append(i ** 3)
  4. print(l)

Wywołaj funkcję function() trzykrotnie w następujący sposób:

  1. function(3)
  2. function(5, [‘a’, ‘b’, ‘c’])
  3. function(6)

Przeanalizuj wyniki!

Oczekiwany wynik:

  1. [0, 1, 8]
  2. [‘a’, ‘b’, ‘c’, 0, 1, 8, 27, 64]
  3. [0, 1, 8, 0, 1, 8, 27, 64, 125]

Ćwiczenie 33:

Podana jest funkcja function():

  1. def function(*args, **kwargs):
  2. print(args, kwargs)

Wywołaj funkcję function() w podanej kolejności:

  1. function(3, 4)
  2. function(x=3, y=4)
  3. function(1, 2, x=3, y=4)

Przeanalizuj wynik!

Oczekiwany wynik:

  1. (3, 4) {}
  2. () {‘x’: 3, ‘y’: 4}
  3. (1, 2) {‘x’: 3, ‘y’: 4}

Ćwiczenie 34:

Zdefiniuj funkcję is_palindrome(), która za argument przyjmie obiekt typu str i sprawdzi czy podany string jest palindromem (wyrażenie brzmiące tak samo czytane od lewej do prawej i od prawej do lewej).

Jeżeli tak, funkcja ma zwracać wartość logiczną True, przeciwnie False.

Przykład działania funkcji:

  1. [IN]: is_palindrome(‘kajak’)
  2. [OUT]: True
  3. [IN]: is_palindrome(‘ocena’)
  4. [OUT]: False

Ćwiczenie 35: Napisz funkcję rekurencyjną wyświetlającą ciąg Fibonacciego