Массив как аргумент функции python
Функции Python 3: значение, аргументы, вызов, переменные, списки
Функции Python 3 — Краткая шпаргалка
Функции – главный и самый важный способ организации и повторного использования кода в Python. Функций не может быть слишком много. 1 функция — это блок кода, который используется для выполнения одного связанного действия.
Сначала рассмотрим def. К lambda функции вернемся позже.
Python предоставляет вам множество встроенных функций, таких как print() и т.д., но вы также можете создавать свои собственные функции. Эти функции называются пользовательскими функциями.
Объявление функции начинается ключевым словом def, а результат возвращается в предложении return:
Ничто не мешает иметь в функции несколько предложений return. Если при выполнении достигнут конец функции, а предложение return не встретилось, то возвращается None.
У функции могут быть позиционные и именованные аргументы.
Именованные аргументы обычно используются для задания значений по умолчанию и необязательных аргументов.
Следующие вызовы функции эквивалентны:
Основное ограничение состоит в том, именованные аргументы должны находиться после всех позиционных (если таковые имеются). Сами же именованные аргументы можно задавать в любом порядке, это освобождает программиста от необходимости помнить, в каком порядке были указаны аргументы функции в объявлении, важно лишь, как они называются.
Определение функции Python 3
Вы можете задать функции для реализации нужной вам функциональности. Вот простые правила для определения функции в Python.
Синтаксис функции Python
По умолчанию, параметры parameter1, parameter2 имеют позиционное поведение, и вам необходимо сообщить их в том же порядке, в котором они были определены.
Пример реализации функции
Следующая функция принимает строку в качестве входного параметра и печатает ее на стандартном экране.
Вызов функции
В определении функции указывается имя функции, её параметры, а также тело функции (реализация требуемой функциональности).
Результат:
Аргументы функции
Вы можете вызвать функцию, используя следующие типы аргументов:
Обязательные (позиционные) аргументы
Позиционные аргументы: указываются простым перечислением
Обязательные аргументы — это аргументы, переданные функции в правильном позиционном порядке. Здесь количество аргументов и их порядок в вызове функции должно точно соответствовать определению функции.
Ошибка (в функции Printme не указан аргумент):
Правильно указать аргумент так:
Ключевые аргументы
Ключевые аргументы: указываются перечислением ключ=значение
Когда вы используете ключевые аргументы в вызове функции, вызывающая сторона идентифицирует аргументы по имени параметра. Плюс в определении функции у ключевого параметра можно указать значение по-умолчанию.
Это позволяет пропускать аргументы или размещать их не по порядку, поскольку интерпретатор Python может использовать предоставленные ключевые слова (ключи) для сопоставления значений с параметрами. Создадим ключевые слова для функции printinfo() следующими способами:
Результат:
Важно! Позиционные и ключевые аргументы могут быть скомбинированы в одной функции. Позиционные параметры всегда идут перед ключевыми.
Преимущества ключевых аргументов в функциях
Аргументы по умолчанию
Аргумент по умолчанию — это аргумент, который принимает значение по умолчанию (задается в описании функции), если при вызове функции аргументу не передается значение.
Следующий пример дает представление об аргументах по умолчанию, он печатает возраст по умолчанию, если он не был передан:
Результат:
Аргументы переменной длины
Передача кортежа в функцию — Использование *args в Python
Вам может потребоваться разработать функцию для большего числа аргументов, чем Вы указали при определении функции. Эти аргументы называются аргументами переменной длины и не указываются в определении функции, в отличие от позиционных и ключевых аргументов.
В Python форма с одной звездочкой *args может использоваться в качестве параметра для отправки в список функций аргументов переменной длины без ключа. Стоит отметить, что звёздочка ( * ) является здесь важным элементом, так как слово args является общепринятой традиционной идиомой, хотя оно не поддерживается языком.
Синтаксис для функции с аргументами переменной длины следующий:
Звездочка (*) ставится перед именем переменной, которая содержит в себе кортеж значений без ключевых слов. Кортеж является необязательным параметром.
Рассмотрим простой пример:
Результат:
Еще один пример использования *args в функции Python:
Результат:
Поскольку мы использовали *args для отправки списка аргументов переменной длины в нашу функцию, мы смогли передать столько аргументов, сколько пожелали, в вызовы функции.
С помощью *args вы можете создать более гибкий код, который принимает различное количество аргументов без ключевых слов в вашей функции.
Передачи словаря переменной длины с аргументами в функцию **kwargs
**kwargs — сокращение от “keyword arguments”
Форма двойной звездочки **kwargs используется для передачи словарного словаря с аргументами переменной длины в функцию. Опять же, две звездочки ( ** ) являются здесь важным элементом, так как слово kwargs используется условно, но не поддерживается языком.
Во-первых, давайте просто распечатаем **kwargs аргументы, которые мы передаем функции. Мы создадим короткую функцию для этого:
Давайте запустим программу выше и посмотрим на вывод:
В зависимости от версии Python 3, которую вы используете в данный момент, тип данных словаря может быть неупорядоченным. В Python 3.6 и выше вы получите пары ключ-значение по порядку, но в более ранних версиях пары будут выводиться в случайном порядке.
Важно отметить, что kwargs созданный словарь создан, и мы можем работать с ним так же, как мы можем работать с другими словарями.
Использование **kwargs дает нам гибкость в использовании ключевых аргументов в нашей программе. Когда мы используем **kwargs в качестве параметра, нам не нужно знать, сколько аргументов мы в конечном итоге хотели бы передать функции.
Использование *args и **kwargs в вызовах функций
Мы также можем использовать *args и **kwargs для передачи аргументов в функции.
Когда мы запустим код, мы получим следующий вывод:
Мы также можем изменить вышеприведенную программу для типа данных итеративного списка с другим именем переменной. Давайте также объединим *args синтаксис с именованным параметром :
Если мы запустим программу выше, она выдаст следующий вывод:
Аналогично, **kwargs аргументы с ключевым словом могут использоваться для вызова функции. Мы установим переменную, равную словарю с 3 парами ключ-значение (мы будем использовать kwargs здесь, но она может называться как угодно), и передадим ее функции с 3 аргументами:
Мы можем использовать специальный синтаксис *args и **kwargs внутри определения функции, чтобы передать переменное число аргументов функции.
Создание функций, которые принимают *args и **kwargs лучше всего использовать в ситуациях, когда вы ожидаете, что количество входов в списке аргументов останется относительно небольшим. Использование *args и **kwargs в первую очередь для обеспечения удобочитаемости и удобства, но следует делать с осторожностью.
Комбинирование параметров *args и **kwargs в функции
При комбинировании параметров параметр с двумя звездочками записывается самым последним. Если в определении функции указывается комбинация параметров с одной звездочкой и двумя звездочками, то функция примет любые переданные ей параметры:
Результат:
Еще один пример использования комбинации *args & **kwargs:
Результат:
Порядок аргументов в функции Python
Аргументы внутри вызова функции должны стоять в определенном порядке:
Рассмотрим детальный пример с использованием всех функций:
Результат:
Передача списка (list) по ссылке в функцию
Следующий результат подтверждает, что аргументы передаются по ссылке в функцию Python:
Пространства имен, области видимости и локальные функции
Область действия переменной — область видимости переменных
Переменные в программе могут быть доступны или недоступны в разных местах этой программы. Это зависит от того, где вы объявили переменную.
Область действия переменной определяет ту часть программы, в которой вы можете получить доступ к определенному идентификатору (т.е. к значению переменной и возможности эту переменную поменять). В Python есть две основные области видимости переменных:
Область видимости переменной в Python называют также пространством имен. Любая переменная, которой присвоено значение внутри функции, по умолчанию попадает в локальное пространство имен.
Локальное пространство имен создается при вызове функции, и в него сразу же заносятся аргументы функции. По завершении функции локальное пространство имен уничтожается (хотя бывают и исключения, см. ниже раздел о замыканиях).
Переменные внутри функции – локальные. Поиск переменных: сперва среди локальных, потом среди глобальных.
Рассмотрим следующую функцию:
При вызове func() создается пустой список a, в него добавляется 5 элементов, а затем, когда функция завершается, список a уничтожается. Но допустим, что мы объявили a следующим образом:
Присваивать значение глобальной переменной внутри функции допустимо, но такие переменные должны быть объявлены глобальными с помощью ключевого слова global:
Функции можно объявлять в любом месте, в том числе допустимы локальные функции, которые динамически создаются внутри другой функции при ее вызове:
Здесь функция inner_function не существует, пока не вызвана функция outer_function. Как только outer_function завершает выполнение, inner_function уничтожается.
Не рекомендуется злоупотреблять ключевым словом global. Обычно глобальные переменные служат для хранения состояния системы. Если вы понимаете, что пользуетесь ими слишком часто, то стоит подумать о переходе к объектно-ориентированному программированию (использовать классы).
Вложенные функции могут обращаться к локальному пространству имен объемлющей функции, но не могут связывать в нем переменные. Подробнее смотрите в разделе о замыканиях.
Строго говоря, любая функция локальна в какой-то области видимости, хотя это может быть и область видимости на уровне модуля.
Возврат нескольких значений из одной функции
В Python существует возможность возвращать из функции несколько значений.
Вот простой пример:
В анализе данных и других научных приложениях это встречается сплошь и рядом, потому что многие функции вычисляют несколько результатов.
На самом деле, функция возвращает только один объект, кортеж, который затем распаковывается в результирующие переменные.
Этот пример можно было бы записать и так:
В таком случае return_value было бы кортежем, содержащим все три возвращенные переменные.
Иногда разумнее возвращать несколько значений не в виде кортежа, а в виде словаря:
Функции являются объектами
Поскольку функции в Python – объекты, становятся возможны многие конструкции, которые в других языках выразить трудно. Пусть, например, мы производим очистку данных и должны применить ряд преобразований к следующему списку строк:
Всякий, кому доводилось работать с присланными пользователями данными опроса, ожидает такого рода мусора. Чтобы сделать такой список строк пригодным для анализа, нужно произвести различные операции: удалить лишние пробелы и знаки препинания, оставить заглавные буквы только в нужных местах.
Первая попытка могла бы выглядеть так:
Другой подход, который иногда бывает полезен, – составить список операций, которые необходимо применить к набору строк:
Подобный функциональный подход позволяет задать способ модификации строк на очень высоком уровне. Степень повторной используемости функции clean_strings определенно возросла!
Функции можно передавать в качестве аргументов другим функциям, например встроенной функции map, которая применяет переданную функцию к коллекции:
Анонимные функции или Лямбда-функции. Lambda Function Python 3
Lambda Function — это анонимная однострочная функция, которая возвращает всегда 1 результат.
Определяются они с помощью ключевого слова lambda
ИмяФункции = lambda переменная_1, переменная_2, …, переменная_N :
Например, функция equiv_anon :
эквивалентна функции short_function :
Лямбда-функции особенно удобны в ходе анализа данных, потому что, как вы увидите, во многих случаях функции преобразования данных принимают другие функции в качестве аргументов. Часто быстрее (и чище) передать лямбда-функцию, чем писать полноценное объявление функции или даже присваивать лямбда-функцию локальной переменной.
Рассмотрим такой простенький пример:
Еще пример: пусть требуется отсортировать коллекцию строк по количеству различных букв в строке.
Для этого можно передать лямбда-функцию методу списка sort:
Для чего хороша лямбда-функция? Зачем нужная lambda function в Python?
Ответ:
Какие ситуации?
Что ж, ситуации, в которых нам нужна простая одноразовая функция: функция, которая будет использоваться только один раз.
Обычно функции создаются для одной из двух целей: (а) для уменьшения дублирования кода или (б) для модульности кода.
Но предположим, что вам нужно создать функцию, которая будет использоваться только один раз — вызываться только из одного места в вашем приложении. Ну, во-первых, вам не нужно давать имя функции. Это может быть «анонимно». И вы можете просто определить его прямо там, где вы хотите его использовать. Вот где лямбда полезна.
Еще один пример использования lambda функции:
Неправильное использование: именование лямбда-выражений
PEP8, официальное руководство по стилю Python, советует никогда не писать такой код:
Вышеприведенный оператор создает анонимную функцию, а затем назначает ее переменной. Приведенный выше код игнорирует причину полезности лямбда-функций : лямбда-функции могут передаваться без необходимости вначале присваивать их переменной.
Если вы хотите создать однострочную функцию и сохранить ее в переменной, вы должны использовать def вместо этого:
Неправильное использование: ненужные вызовы функций
Периодически встречаются лямбда-выражения, которые используются для подстановки в функции python, которые уже содержат функциональность для решения задачи. Нужно только посмотреть в документацию по функциям.
Например, возьмем этот код:
Поскольку abs (которая возвращает абсолютное значение числа) является функцией и все функции могут быть переданы, мы могли бы написать приведенный выше код следующим образом:
Теперь этот пример может показаться надуманным, но нередко чрезмерно используют лямбда-выражения таким образом. Вот еще один пример, который иногда встречается:
Вам не нужна лямбда-функция, если у вас уже есть другая функция, которая делает то, что вы хотите.
Замыкания: функции, возвращающие функции. Динамически сгенерированная функция
Замыканием называется любая динамически сгенерированная функция, возвращенная из другой функции. Основное свойство замыкания состоит в том, что оно имеет доступ к переменным, определенным в том локальном пространстве имен, в котором было создано.
Вот очень простой пример:
Разница между замыканием и обычной функцией Python состоит в том, что замыкание сохраняет доступ к пространству имен (функции), в котором было создано, даже если создавшая ее функция уже завершилась.
Так, в примере выше, возвращенное замыкание печатает строку «Я знаю секрет: 5», в какой бы момент ее ни вызвать. Хотя обычно создают замыкания со статическим внутренним состоянием (в данном случае только значение a), ничто не мешает включить в состав состояния изменяемый объект – словарь, множество, список – и затем модифицировать его.
Например, ниже приведена функция, которая возвращает функцию, запоминающую, с какими аргументами вызывалась объемлющая функция:
Однако следует иметь в виду одно техническое ограничение: изменять внутреннее состояние объектов (например, добавлять в словарь пары ключ-значение) можно, но связывать переменные в области видимости объемлющей функции – нельзя. Обойти это ограничение можно, например, путем модификации словаря или списка вместо присваивания значений переменным.
Возникает вопрос, зачем все это нужно? На практике можно написать очень общую функцию с кучей параметров, а затем изготовить на ее основе более простые специализированные функции.
Вот пример функции форматирования строк:
Каррирование: частичное фиксирование аргументов функции
В информатике термином каррирование обозначается процедура порождения новых функций из существующих путем фиксирования некоторых аргументов.
Пусть, например, имеется тривиальная функция сложения двух чисел:
Мы можем породить на ее основе новую функцию одной переменной, add_five, которая прибавляет к своему аргументу 5:
Говорят, что второй аргумент функции add_numbers каррирован. Ничего особо примечательного здесь нет, поскольку мы просто определили новую функцию, которая вызывает существующую.
Теперь запустим полный код:
Стандартный модуль functools упрощает эту процедуру за счет функции partial:
При обсуждении библиотеки pandas мы будем пользоваться этой техникой для создания специализированных функций преобразования временных рядов:
BestProg
Аргументы в функциях. Передача аргументов в функцию. Изменение аргументов в теле функции
Содержание
Поиск на других ресурсах:
1. Как осуществляется передача аргументов в функцию? Работа механизма передачи аргумента в функцию
В функцию могут передаваться аргументы. Аргументы – это изменяемые или неизменяемые объекты. В языке Python имеет значение, к какой категории объектов (изменяемых или неизменяемых) принадлежит аргумент.
Например, к изменяемым объектам относятся списки и словари. К неизменяемым объектам относятся числа, строки, кортежи.
Если в функцию передается неизменяемый объект, то этот объект передается «по значению». Это значит, что изменение этого объекта внутри функции не изменит его в вызывающем коде.
Если в функцию передается изменяемый объект, то этот объект передается по «указателю». Изменение такого объекта внутри функции повлияет на этот объект в вызывающем коде.
2. Примеры передачи неизменяемых объектов в функцию
2.1. Передача числа в функцию.
После запуска программа выдаст следующий результат
Как видно из результата, в функции значение числа num умножается на 2 и составляет 50. Однако, этот результат не передается в вызывающий код, здесь значение num остается равным 25 как до вызова функции. Это подтверждает передачу «по значению» неизменяемого объекта, которым есть число.
2.2. Передача строки в функцию
Результат выполнения программы следующий
Как видно из результата, строка в теле функции изменяется (реверсируется). Поскольку в функцию передается копия строки, то в теле функции изменяется только эта копия. Оригинал, который был передан в функцию, при вызове функции не изменяется.
2.3. Передача кортежа в функцию
Результат выполнения программы
Так же, как и в предыдущих двух примерах, передача кортежа в функцию происходит по значению.
3. Примеры передачи изменяемых объектов в функцию
3.1. Передача списка в функцию
Демонстрируется функция, которая получает список в качестве параметра. Затем в теле функции этот список изменяется (изменяются первый и второй элементы списка).
Результат работы программы
Как видно из результата, изменение списка в теле функции приводит к изменению этого списка в вызывающем коде. Это означает, что список передается по принципу указателя языка C.
3.2. Передача словаря в функцию
Демонстрируется функция ChangeDict() которая получает словарь в качестве параметра. В теле функции изменяются отдельные элементы словаря, лежащие на позициях с номерами 0 и 2.
Результат работы программы
4. Способы избежания изменения объектов-аргументов в вызывающем коде
В случаях, когда нужно запретить изменение объекта списка внутри функции, можно использовать способы которые описаны ниже.
Нижеследующий код демонстрирует использование операции tuple() для конвертирования списка в кортеж.
Список LL передается в функцию PassList() как кортеж
После этого, изменить элемент списка LL в функции PassList() не удастся. Если запустить программу, то будет сгенерировано исключение с сообщением
В вышеприведенном коде при вызове функции с помощью строки
срез LL[:] осуществляет копию списка. Таким образом, изменения списка внутри функции не приведут к изменению списка в вызывающем коде, поскольку эти изменения будут выполняться над копией.
После запуска на выполнение, программа выдаст такой результат
5. Особенности передачи аргументов в функцию. Итоги
Для аргументов, которые передаются в функцию, можно выделить следующие особенности:
1. Если из внешнего кода вызывается функция с передачей ей аргумента, то в теле функции этот аргумент (объект) автоматически присваивается соответствующей локальной переменной функции.
Например. Демонстрируется автоматическое присвоение локальной переменной функции значения аргумента.
2. Аргументы функции – это ссылки на объекты. При передаче аргумента в функцию передается ссылка на объект. Передаваемые ссылки реализованы как указатели в языке C. Поскольку, при передаче в функцию аргумента, копируется ссылка на объект, то сам объект никогда не копируется. Иными словами, не создается автоматическая копия объекта при передаче его в функцию, осуществляется только копия ссылки.
3. Если в теле функции присвоить значение имени переданного параметра, то это не повлияет на значение внешнего аргумента в вызывающем коде. Это связано с тем, что имена аргументов в вызывающем коде становятся новыми именами в области видимости функции.
Например. В примере, в функции Func() изменяется значение параметра D на 25. В вызывающем коде был передан аргумент с таким самым именем D со значением 30. Однако, после вызова функции из вызывающего кода, значение внешнего аргумента D не изменилось, что и надо было доказать.
4. Если в функцию передается аргумент (объект), который есть изменяемым (список, словарь), то изменение этого аргумента внутри функции приведет к изменению аргумента в вызывающем коде. Это касается только изменения составных элементов объекта (отдельный элемент словаря или списка). Если попробовать изменить объект по его общему имени (с помощью операции присваивания = ), то изменений в вызывающем коде не будет (передается ссылка на объект, а именно ссылку изменить нельзя).
Например. В нижеследующем примере объявляются две функции, которые делают попытку изменить входной параметр-список по его имени:
После выполнения программа выдаст следующий результат