Функции с позиционными и именованными аргументами
Разберемся, как передавать в функцию произвольное число аргументов, как задавать и изменять параметры по умолчанию, и как возвращать результаты работы в основную программу. В конце статьи – 10 практических задач.
Функция – это мини-программа внутри основной программы. Код такой подпрограммы отвечает за решение определенной задачи: например, в игре Тетрис будут отдельные функции для подсчета очков, рисования игрового поля, движения фигурки и так далее. Использование функций позволяет:
- ограничить область видимости переменных функциями, которые их используют;
- исключить дублирование кода;
- разбить большую и сложную программу на небольшие мини-программы, которые можно вызывать в нужный момент;
- выстроить простую и понятную структуру программы – такой код удобнее дебажить и поддерживать.
У функций есть несколько особенностей:
- Функция выполняется только тогда, когда ее вызывает основная программа.
- В функцию можно передавать различные данные. Параметры – это переменные, которые используются при объявлении функции, аргументы – фактические значения, которые передаются переменным при вызове функции.
- Функции могут передавать результаты своей работы в основную программу или в другие функции.
Функции в Python
Python работает со встроенными и пользовательскими функциями. Встроенные функции – это уже знакомые нам print(), input(), map(), zip() и так далее. Пользовательские функции, в свою очередь, делятся на:
- Рекурсивные (вызывают сами себя до тех пор, пока не будет достигнут нужный результат).
- Анонимные, или лямбда-функции (объявляются в любом участке кода и сразу же вызываются).
- Все остальные функции, которые определены пользователем и не относятся ни к рекурсивным, ни к анонимным.
В этой статье мы рассмотрим пользовательские функции с различными типами параметров, а в последующих статьях разберем анонимные и рекурсивные функции.
Объявление и вызов функций в Python
Для создания функции используют ключевое слово def. Вот пример простейшей функции, которая не получает и не возвращает никаких данных – просто выполняет одну команду по выводу строки с приветствием:
def my_function():
print('Привет от Python')
Для вызова такой функции достаточно написать ее название:
my_function()
Результат вызова:
Привет от Python
А это пример простейшей функции с параметром:
def my_function(name):
print(f'Привет, {name}')
При вызове функция получает аргумент:
my_function('Вася')
Результат вызова:
Привет, Вася
При вызове функция ожидает получить набор значений, соответствующий числу параметров. К примеру, эта функция должна получить при вызове два позиционных аргумента – имя и фамилию:
def my_function(name, lastname):
print(f'Добрый день, {name} {lastname}')
Если передать в функцию два аргумента – my_function('Егор', 'Куликов'), результат вызова будет таким:
Добрый день, Егор Куликов
Но если число аргументов окажется меньше числа параметров – my_function('Алена'), возникнет ошибка:
my_function('Алена')
TypeError: my_function() missing 1 required positional argument: 'lastname'
Больше полезных материалов вы найдете на нашем телеграм-канале «Библиотека питониста»
Порядок обработки позиционных аргументов
Python обрабатывает позиционные аргументы слева направо:
def my_function(name, last_name, occupation, age):
print(f'Сотрудник #1 - {name} {last_name} {occupation} {age}')
info1, info2, info3, info4 = 'Алиса', 'Селезнева', 'скрам-мастер', 30
my_function(info1, info2, info3, info4)
my_function(info2, info3, info1, info4)
my_function(info4, info1, info2, info3)
Вывод:
Сотрудник #1 - Алиса Селезнева скрам-мастер 30
Сотрудник #1 - Селезнева скрам-мастер Алиса 30
Сотрудник #1 - 30 Алиса Селезнева скрам-мастер
Аргументы по умолчанию
Функция может использовать аргументы по умолчанию – они указываются после позиционных:
def my_function(strt, build, ap, city='Москва'):
print(f'Адрес: г.{city}, ул.{strt}, д.{build}, кв.{ap}')
my_function('Красная', '5', '3', 'Тула')
my_function('Красная', '5', '3')
Результат:
Адрес: г.Тула, ул.Красная, д.5, кв.3
Адрес: г.Москва, ул.Красная, д.5, кв.3
Именованные аргументы
Помимо позиционных, в функцию можно передать именованные аргументы, причем порядок передачи именованных аргументов при вызове функции может не совпадать с порядком параметров:
def sales_price(price, discount=5):
return price - price * discount / 100
print(sales_price(5000))
print(sales_price(5000, discount=10))
print(sales_price(discount=15, price=5000))
Вывод:
4750.0
4500.0
4250.0
Произвольное количество позиционных аргументов *args
До сих пор мы передавали в функцию определенное, заранее известное число позиционных аргументов. Если в функцию нужно передать произвольное количество аргументов, используют *args:
def my_function(cat1, cat2, cat3):
print(f’Младший кот: {cat1}, старший кот: {cat2}’) my_function(cat1=’Том’, cat2=’Барсик’, cat3=’Полосатик’)
Результат вызова:
Минимальное число: -5, максимальное: 12
При использовании *args функция получает кортеж аргументов, и к ним можно обращаться так же, как к элементам кортежа:
def my_function(*args):
print(f'Первое слово: {args[0]}, последнее слово: {args[-1]}')
my_function('яблоко', 'виноград', 'апельсин', 'арбуз', 'слива', 'груша')
Результат вызова:
Первое слово: яблоко, последнее слово: груша
Название набора параметров, *args, используется по умолчанию. При желании его можно изменить на любое другое название с * в начале:
def my_function(*cities):
print(f'Первый город: {cities[0]}, третий город: {cities[2]}')
my_function('Тюмень', 'Москва', 'Орел', 'Новгород', 'Ижевск', 'Ульяновск')
Результат вызова:
Первый город: Тюмень, третий город: Орел
Аргументы *args обрабатываются после позиционных, но до аргументов по умолчанию:
def my_function(x, y, *args, kx=15, ky=15):
print(x, y, args, kx, ky)
my_function(5, 6, 7, 8, 9, 0, 4)
Вывод:
5 6 (7, 8, 9, 0, 4) 15 15
Произвольное количество именованных аргументов **kwargs
Как уже было отмечено выше, именованные аргументы передаются в функцию в виде пар ключ=значение:
def my_function(cat1, cat2, cat3):
print(f'Младший кот: {cat1}, старший кот: {cat2}')
my_function(cat1='Том', cat2='Барсик', cat3='Полосатик')
Результат вызова:
Младший кот: Том, старший кот: Барсик
В приведенном выше примере количество именованных аргументов известно заранее. Если в функцию нужно передать произвольное количество пар ключ=значение, используют параметр **kwargs. С **kwargs работают все методы словарей:
def my_function(**kwargs):
print(f'Самый легкий металл - {min(kwargs, key=kwargs.get)} {min(kwargs.values())}, самый тяжелый - {max(kwargs, key=kwargs.get)} {max(kwargs.values())}')
my_function(осмий=22.61, цинк=7.1, золото=19.3, ртуть=13.6, олово=7.3)
Результат вызова:
Самый легкий металл - цинк 7.1, самый тяжелый - осмий 22.61
Как и в случае с *args, название по умолчанию **kwargs при желании можно заменить на любое другое с ** в начале:
def my_function(**countries):
print(f'Самая густонаселенная страна - {max(countries, key=countries.get)} {max(countries.values())} чел/км2, самая малонаселенная - {min(countries, key=countries.get)} {min(countries.values())} чел/км2')
my_function(Мальта=1432, Дания=128, Монако=18679, Индия=357, Монголия=2)
Результат вызова:
Самая густонаселенная страна - Монако 18679 чел/км2, самая малонаселенная - Монголия 2 чел/км2
Аргументы типа **kwargs обрабатываются после позиционных, *args и аргументов по умолчанию:
def my_function(x, y, *args, kx=15, ky=15, **kwargs):
print(x, y, args, kx, ky, kwargs)
my_function(7, 8, 0, 3, 4, 1, 8, 9, север=15, запад=25, восток=45, юг=10)
Вывод:
7 8 (0, 3, 4, 1, 8, 9) 15 15 {'север': 15, 'запад': 25, 'восток': 45, 'юг': 10}
Передача аргументов в виде списка
Помимо кортежей и словарей, в функции можно передавать списки:
def my_function(stationery):
for i, j in enumerate(stationery):
print(f'Товар #{i + 1} - {j}')
stuff = ['карандаш', 'ручка', 'блокнот', 'альбом', 'тетрадь', 'ластик']
my_function(stuff)
Результат вызова:
Товар #1 - карандаш
Товар #2 - ручка
Товар #3 - блокнот
Товар #4 - альбом
Товар #5 - тетрадь
Товар #6 - ластик
Заглушка pass
Тело функции не может быть пустым – это приведет к сообщению об ошибке:
def my_function():
Вывод:
def my_function():
^
SyntaxError: unexpected EOF while parsing
Если по какой-то причине нужно оставить тело функции пустым, используют оператор pass, который выступает в роли заглушки:
def my_function():
pass
Функции с возвратом значений
Как уже было показано выше, функции могут получать и обрабатывать любые типы данных – строки, числа, списки, кортежи, словари. Результат обработки можно получить с помощью оператора return. Эта функция возвращает произведение произвольного количества значений:
def my_function(*args):
prod = 1
for i in args:
prod *= i
return prod
print(my_function(5, 6, 3, 11))
Значения передаются в функцию при вызове – print(my_function(5, 6, 3, 11)). Результат при таком наборе цифр будет равен 990. Оператор return может возвращать любое количество значений, причем значения возвращаются в виде кортежа:
def calculations(a, b):
summa = a + b
diff = a - b
mul = a * b
div = a / b
return summa, diff, mul, div
num1, num2 = int(input()), int(input())
summa, diff, mul, div = calculations(num1, num2)
print(
f'Сумма: {summa}\n'
f'Разница: {diff}\n'
f'Произведение: {mul}\n'
f'Результат деления: {div:.2f}\n'
)
Пример ввода:
49
6
Вывод:
Сумма: 55
Разница: 43
Произведение: 294
Результат деления: 8.17
Функция может содержать любое количество return. Эта функция возвращает различные оценки индекса массы тела:
def bmi(h, w):
bmi = w / (h / 100) ** 2
if bmi <= 18.5:
return 'У вас дефицит веса'
elif bmi <= 24.9:
return 'Вес в норме'
elif bmi <= 29.9:
return 'Есть лишний вес'
else:
return 'Срочно на диету!'
h = float(input('Введите рост в см: '))
w = float(input('Введите вес в кг: '))
print(bmi(h, w))
Пример ввода:
Введите рост в см: 172
Введите вес в кг: 61
Вывод:
Вес в норме
Однако эту функцию можно переписать так, чтобы использовался только один оператор return:
def bmi(h, w):
bmi = w / (h / 100) ** 2
if bmi <= 18.5:
res = 'У вас дефицит веса'
elif bmi <= 24.9:
res = 'Вес в норме'
elif bmi <= 29.9:
res = 'Есть лишний вес'
else:
res = 'Срочно на диету!'
return res
h = float(input('Введите рост в см: '))
w = float(input('Введите вес в кг: '))
print(bmi(h, w))
Практика
Задание 1
Напишите функцию для вывода треугольника. Функция принимает два аргумента – size (размер сторон треугольника) и symb (символ, используемый для заполнения треугольника).
Пример ввода:
9
.
Вывод:
.
..
...
....
.....
....
...
..
.
Решение:
def draw_triangle(size, symb):
for i in range(1, size + 1):
print(symb * min(i, size - i + 1))
size, symb = int(input()), input()
draw_triangle(size, symb)
Задание 2
Напишите функцию, которая принимает произвольное количество целых чисел, и возвращает среднее арифметическое без использования встроенных функции sum() и len().
Пример вызова:
print(arith_mean(5, 5, 15, 25, 35))
Вывод:
17.0
Решение:
def arith_mean(*args):
summa = 0
kol = 0
for i in args:
summa += i
kol += 1
return summa / kol
Задание 3
Напишите функцию, которая:
- принимает строку, состоящую из букв, цифр и специальных символов;
- формирует три списка – 1) из цифр, 2) из букв, 3) из спецсимволов;
- выводит списки на экран.
Пример ввода:
23edwd893rjf934#$%Ye34F^(*))_+W$#Ddq2ddscew3r
Вывод:
2 3 8 9 3 9 3 4 3 4 2 3
e d w d r j f Y e F W D d q d d s c e w r
# $ % ^ ( * ) ) _ + $ #
Решение:
def sort_list(st):
digits = [i for i in st if i.isdigit()]
letters = [i for i in st if i.isalpha()]
spec_char = [i for i in st if not i.isalnum()]
print(*digits)
print(*letters)
print(*spec_char)
my_st = input()
sort_list(my_st)
Задание 4
Напишите функцию, которая начисляет новогодние премии сотрудникам. Эта функция:
- имеет два аргумента по умолчанию –
salary=120000иbonus=10(оклад и премия); - получает два позиционных аргумента
nameиlast_name– имя и фамилию сотрудника; - учитывает индивидуальные оклад и премию (см. примеры вызова);
- выводит размер новогодней премии для сотрудника и зарплату с учетом премии.
Примеры вызова функции:
ny_bonus('Алина', 'Тимофеева', salary=150000, bonus=25)
ny_bonus('Алексей', 'Ковалев', bonus=15)
ny_bonus('Игорь', 'Ефимов')
ny_bonus('Анастасия', 'Яковлева', salary=100000, bonus=20)
Вывод:
Новогодняя премия сотрудника Алина Тимофеева: 37500.00 руб.
Оклад: 150000.00 руб.
Всего к выдаче: 187500.00 руб.
Новогодняя премия сотрудника Алексей Ковалев: 18000.00 руб.
Оклад: 120000.00 руб.
Всего к выдаче: 138000.00 руб.
Новогодняя премия сотрудника Игорь Ефимов: 12000.00 руб.
Оклад: 120000.00 руб.
Всего к выдаче: 132000.00 руб.
Новогодняя премия сотрудника Анастасия Яковлева: 20000.00 руб.
Оклад: 100000.00 руб.
Всего к выдаче: 120000.00 руб.
Решение:
def ny_bonus(name, last_name, salary=120000, bonus=10):
print(f'Новогодняя премия сотрудника {name} {last_name}: {salary * bonus / 100:.2f} руб.\n'
f'Оклад: {salary:.2f} руб.\n'
f'Всего к выдаче: {salary + salary * bonus / 100:.2f} руб.\n')
Задание 5
Напишите программу, которая выводит Есть, если в полученной от пользователя строке есть хотя бы одно совершенное число, равное сумме своих делителей, и Нет в обратном случае.
Пример ввода:
5 7 8 9 34 28
Вывод:
Есть
Решение:
def perfect_number(n):
sum = 0
for i in range(1, n):
if n % i == 0:
sum += i
return sum == n
numbers = list(map(int, input().split()))
flag = 'Нет'
for i in numbers:
if perfect_number(i):
flag = 'Есть'
break
print(flag)
Задание 6
Напишите функцию, которая принимает два позиционных аргумента – натуральные числа n и k, и возвращает значение биномиального коэффициента, не используя math.factorial().
Пример ввода:
12
5
Вывод:
792
Решение:
def factorial(num):
if num <= 1:
return 1
return num * factorial(num - 1)
def binomial_coeff(n, k):
return int(factorial(n) / (factorial(k) * factorial(n - k)))
n, k = int(input()), int(input())
print(binomial_coeff(n, k))
Задание 7
Напишите функцию, которая принимает число от 1 до 99, и возвращает его словесное описание.
Пример ввода:
25
Вывод:
двадцать пять
Решение:
def spell_number(num):
ed = ['один', 'два', 'три', 'четыре', 'пять', 'шесть', 'семь', 'восемь', 'девять', 'десять', 'одиннадцать', 'двенадцать', 'тринадцать', 'четырнадцать', 'пятнадцать', 'шестнадцать', 'семнадцать', 'восемнадцать', 'девятнадцать']
des = ['двадцать', 'тридцать', 'сорок', 'пятьдесят', 'шестьдесят', 'семьдесят', 'восемьдесят', 'девяносто']
if num < 20:
return ed[num - 1]
elif num >= 20:
if str(num)[1] != '0':
return des[int(str(num)[0]) - 2] + ' ' + ed[int(str(num)[1]) - 1]
return des[int(str(num)[0]) - 2]
n = int(input())
print(spell_number(n))
Задание 8
Напишите функцию, которая возвращает True, если введенная пользователем дата является магической, и False в обратном случае. Магической считается дата, в которой произведение дня и месяца равно двум последним цифрам года: 02.11.2022.
Пример ввода:
03.06.2018
Вывод:
True
Решение:
def magic_date(date):
return int(date[:2]) * int(date[3:5]) == int(date[-2:])
date = input()
print(magic_date(date))
Задание 9
Напишите функцию, которая принимает произвольное количество именованных аргументов, и формирует из них строку запроса. Аргументы в строке запроса должны быть отсортированы в алфавитном порядке.
Примеры вызова:
print(make_query(category='books', genre='thriller', author='Stephen_King'))
print(make_query(name='Егор', last_name='Тимохин', age=25, occupation='дизайнер'
Вывод:
author=Stephen_King&category=books&genre=thriller
age=25&last_name=Тимохин&name=Егор&occupation=дизайнер
Решение:
def make_query(**kwargs):
return '&'.join([f'{k}={kwargs[k]}' for k in sorted(kwargs)])
Задание 10
Напишите функцию, которая принимает целое число n, и выводит на экран спиральную матрицу размера n x n, все элементы которой выровнены по левому краю.
Пример ввода:
9
Вывод:
1 2 3 4 5 6 7 8 9
32 33 34 35 36 37 38 39 10
31 56 57 58 59 60 61 40 11
30 55 72 73 74 75 62 41 12
29 54 71 80 81 76 63 42 13
28 53 70 79 78 77 64 43 14
27 52 69 68 67 66 65 44 15
26 51 50 49 48 47 46 45 16
25 24 23 22 21 20 19 18 17
Решение:
def print_matrix(n):
matrix = [[0] * n for i in range(n)]
vx, vy = [0, 1, 0, -1], [1, 0, -1, 0]
x, y, z = 0, -1, 1
for i in range(n + n - 1):
for j in range((n + n - i) // 2):
x += vx[i % 4]
y += vy[i % 4]
matrix[x][y] = z
z += 1
for i in range(len(matrix)):
for j in range(len(matrix[i])):
print(str(matrix[i][j]).ljust(3), end='')
print()
print_matrix(int(input()))
Подведем итоги
В этой статье мы научились создавать пользовательские функции и передавать в них определенное число позиционных и именованных аргументов, а также произвольное количество значений*args и **kwargs.
В следующей статье будем разбирать анонимные лямбда-функции.