Functions. Variable Scope.

Досега си говорихме за:

1. Values & Types

2. Expressions

3. Statements

4. Алгоритми и подход към задачите

Основните types:

1. Int

2. Float

3. String

4. Boolean

5. NoneType

6. List

7. ???

Програмите, които писахме:

1. Ползват научения синтаксис.

2. Четат потребителски вход.

3. Решават конкретен проблем.

4. print() към конзолата.

5. Често имаме повтарящи се проблеми.

Eдин проблем се състои от по-малки проблеми.

Примери:

1. Проверяваме дадено Да/Не свойство за цяло число.

2. Правим нещо за всяко число в интервал от цели числа. Например [1, N].

3. Броим колко неща в интервал спазват определени свойства?

4. Броим колко неща в списък изпълняват определени условия?

Reflection!

Да се върнем стъпка назад и да помислим какво се случва.

За да решим проблем, който сме решавали преди:

1. Трябва да напишем кода, с който сме го решили преди.

2. Съобразявайки променливите.

3. Защото най-вероятно се намираме в друга програма.

4. Ако един проблем се решава чрез 3 други, това става тежко.

Да разгледаме алгоритъма за решаване на Twin Primes проблема:

1. Четем p.

2. Създаваме q = p - 2.

3. Създаваме r = p + 2.

4. Проверяваме дали p, q и r са прости и взимаме решение.

Тройната проверка изглежда тежка.

1. Евентуално подобрение е да вкараме p, q и r в списък, който да обходим, проверявайки.

2. Но това ще създаде други проблеми.

3. А и ако трябва след това да проверим нещо друго, свързано с прости числа ...

Не трябва да ни е толкова тежко!

1. Искаме да решим 1 път даден проблем, след което да ползваме това решение навсякъде, където го срещнем.

2. Искаме да пишем по-малко код, без да се повтаряме.

3. Искаме да скрием сложнотията на даден алгоритъм зад хубаво име.

Функции.

Или как да направим програма в програмата.

The real voyage of discovery consists not in seeking new landscapes, but in having new eyes.

~Marcel Proust

Няколко примерни функции:

Функциите са:

1. Парче код, скрито зад име, което решава точно определен проблем.

2. Преизползваеми.

3. Взимат вход, решават точно определен проблем и връщат резултат.

4. Представляват програма в програмата.

5. Градивен елемент на нашите програми.

6. while / if / for са градивен елемент на функциите.

Функциите приемат вход, вършат работа и връщат резултат.

Функциите "връзват" една стойност с друга.

Използване на функции:

Диаграма на inc

Синтаксис на функции

1. def е ключова дума за създаване на функция.

2. inc е името на функцията. Така ще я извикаме после.

3. (x) представлява  аргументите на една функция.

4. : винаги го забравяме

5. На 4 space-a пишем тялото на функцията.

6. return е ключова дума, с която казваме каква стойност връща нашата функция.

def

inc

(x)

return

Аргументи на функция

1. Аргументите са a, b и c

2. Те представляват "входа на функцията"

3. Това, което потребителя дава като стойност, за да получи резултат.

4. a, b и c са променливи за тялото на функцията.

5. Една функция може да е без, с един, два или много аргументи.

return statement

1. Не е задължителен за функция.

2. Без него, функцията връща None.

3. С него, функцията връща изразът след него.

Глаголи с функции

1. Дефинираме функция.

2. Извикваме функция.

3. Връщаме стойност от функция.

Нека да напишем функция, която смята:

Функция, която намира най-голямото от 3 числа.

def largest_of_3(a, b, c):
    largest = a

    if b >= largest:
        largest = b

    if c >= largest:
        largest = c

    return largest

Функция, която намира най-голямото от 3 числа.

1. Няма проблеми да имаме дълго тяло на функцията.

2. Може да използваме всички познати statements вътре.

3. Броят на аргументите е важен. Така потребителят ще знае как да работи с функцията.

Извикването на функции е израз!

1. Извикване на функция с аргумент се свежда до някоя от простите стойности

2. Например:

3. Се оценява до 5.

largest_of_3(3,4,5)

Може да имаме сложни изрази от функции!

Правилата за оценяване на израза са:

1. Python намира най-вътрешното извикване на функция, което може да оцени.

2. Оценява го.

3. Ако има още функции в израза, повтаря стъпка 1)

square_sum(inc(1), largest_of_3(square_sum(1, 2), 4, 5))

Извикване на функции от други функции.

def inc(x):
    return x + 1

def dec(x):
    return x - 1

def do_nothing(x):
    return inc(dec(x))

Решете задачите от седмица 3.

Variable Scope

(видимост на променливите)

1. Една променлива може да се вижда на ниво "цялата програма". Това се нарича глобална променлива.

2. Една променлива може да се вижда на ниво "функция". Това се нарича локална променлива.

Global variables.

start = 1
end = 5

product = 1

while start <= end:
    inside_loop = start
    
    product *= inside_loop
    start += 1

print(product) # 120
print(inside_loop) # 5

Global variables.

1. Променливи, дефинирани в програма, се виждат в  цялата програма.

2. Дори, когато са дефинирани в if или while statement.

3. Тези променливи се виждат и във функции*.

def do_something():
    a = 6
    print(a)
    return 42

do_something()
print(a)

# 6
# NameError: name 'a' is not defined

Local variables

Local variables

1. Променлива, дефинира във функция се нарича "локална променлива"

2. Тя се вижда само в дадената функция.

3. Извън функцията - тази променлива не е видима.

Локални и глобални с едно и също име.

a = 5

def do_something():
    a = 6
    print(a)

do_something()
print(a)

# 6
# 5

Стига толкова!