Урок 8. Функции

Функция — именованный кусок программы, который можно вызвать сколько угодно раз. Готовыми функциями вы уже пользовались: print, input, len, sum. В этом уроке — как писать свои. Функции избавляют от повторения кода: одно действие описывается один раз, а вызывается там, где нужно. Программа из функций с понятными именами и читается легче.

Как объявить функцию

def greet(name):
    print("Привет,", name)

greet("Аня")
greet("Борис")

Привет, Аня
Привет, Борис

• def — служебное слово «определить функцию»;
• greet — имя функции, по тем же правилам, что имена переменных;
• в скобках — параметры: имена, под которыми функция получит значения при вызове;
• после двоеточия — тело функции с отступом.

Строки def сами ничего не выполняют: они только описывают функцию. Код внутри работает, когда функцию вызывают — пишут её имя и в скобках значения, аргументы. При вызове greet("Аня") параметр name получает значение "Аня".

Функцию нужно объявить раньше, чем она вызывается: Python читает программу сверху вниз, и вызов до def даст NameError. Поэтому функции обычно пишут в начале файла.

Результат функции: return

Чтобы функция вернула значение, в ней пишут return. Результат можно сохранить в переменную или сразу использовать в выражении:

def square(x):
    return x * x

result = square(5)
print(result)
print(square(3) + square(4))

25
25

print и return — не одно и то же

Это самая частая путаница у начинающих. print выводит значение на экран, а return отдаёт его тому, кто вызвал функцию. Функция без return возвращает особое значение None — «ничего»:

def show_sum(a, b):
    print(a + b)

def get_sum(a, b):
    return a + b

x = show_sum(2, 3)
y = get_sum(2, 3)
print(x)
print(y)

5
None
5

Первая пятёрка — это print внутри show_sum. Но в x ничего не попало, поэтому print(x) выводит None. Если результат функции нужен дальше в программе, функция должна его возвращать через return.

Несколько параметров и значения по умолчанию

У параметра может быть значение по умолчанию — оно используется, если аргумент не передали. Аргументы можно передавать и по имени, тогда порядок не важен:

def power(base, exp=2):
    return base ** exp

print(power(3))
print(power(2, 10))
print(power(exp=3, base=2))

9
1024
8

Параметры со значением по умолчанию ставят после обычных: def power(exp=2, base) — ошибка.

Несколько результатов

return может вернуть несколько значений через запятую. На деле это один кортеж — неизменяемый набор значений, который можно сразу разложить по переменным:

def min_max(nums):
    return min(nums), max(nums)

low, high = min_max([4, 8, 1, 9])
print(low, high)

1 9

return завершает функцию

Как только выполнился return, функция заканчивает работу — строки после него не выполняются. Это удобно для проверок. Пример — простое ли число: делители достаточно искать до квадратного корня из n, и при первом найденном сразу ответить «нет»:

def is_prime(n):
    if n < 2:
        return False
    for d in range(2, int(n ** 0.5) + 1):
        if n % d == 0:
            return False
    return True

for n in range(1, 20):
    if is_prime(n):
        print(n, end=" ")
print()

2 3 5 7 11 13 17 19

Функция, которая отвечает «да» или «нет», обычно называется с is_ или has_ и возвращает True или False.

Локальные и глобальные переменные

Переменные, созданные внутри функции, — локальные: они существуют только пока функция работает и снаружи не видны. Переменная, которой присвоили значение внутри функции, — новая локальная, даже если снаружи есть переменная с тем же именем:

count = 0

def add():
    count = 10
    print("внутри:", count)

add()
print("снаружи:", count)

внутри: 10
снаружи: 0

Читать внешнюю (глобальную) переменную функция может, а изменить — только если объявить её словом global. Но так делают редко: функция, которая меняет переменные снаружи, путает программу. Лучше передавать значения в параметрах и возвращать результат через return.

Описание функции

Первой строкой тела можно написать строку в тройных кавычках — описание (docstring). Её показывает help, а редакторы — в подсказке при вызове:

def average(nums):
    """Среднее арифметическое списка чисел."""
    return sum(nums) / len(nums)

print(average([8, 9, 10]))

9.0

Пустая функция

Тело функции не может быть пустым. Если функция пока не написана, ставят слово pass — «ничего не делать»:

def todo():
    pass

print(todo())

None

Коротко

• def имя(параметры): и тело с отступом; функцию объявляют до вызова.
• return возвращает результат и завершает функцию; без return функция возвращает None.
• print выводит на экран, return отдаёт значение программе — это разные вещи.
• Параметр со значением по умолчанию: def f(x, y=2); аргументы можно передавать по имени.
• Переменные внутри функции локальные; данные в функцию — через параметры, из неё — через return.

Проверьте себя

def double(x):
    x * 2

print(double(5))

def f(a, b=10):
    return a + b

print(f(1), f(1, 2))