ΜΥΥ105: Εισαγωγή στον Προγραμματισμό Συναρτήσεις Χειμερινό Εξάμηνο 2016
Δόμηση προγράμματος Μέχρι τώρα έχουμε δει πως να χρησιμοποιούμε έτοιμες συναρτήσεις και μεθόδους στα προγράμματά μας (π.χ. len(), max(), print()) Μπορούμε να ορίσουμε τις δικές μας συναρτήσεις για λειτουργίες που επαναλαμβάνονται στο πρόγραμμά μας Ο ορισμός συναρτήσεων συντελεί στη σωστή δόμηση του προγράμματός μας Το πρόγραμμά μας γίνεται πιο ευανάγνωστο Αποφεύγονται οι επαναλήψεις κώδικα Βοηθούν στο σχεδιασμό του προγράμματός μας 2
Συναρτήσεις Οι συναρτήσεις στις γλώσσες προγραμματισμού μοιάζουν με τις συναρτήσεις στα μαθηματικά μπορούν να πάρουν σαν όρισμα κάποιες τιμές μπορούν να επιστρέψουν μια τιμή Οι συναρτήσεις στις γλώσσες προγραμματισμού γενικεύουν τις μαθηματικές συναρτήσεις μπορούν να εκτελέσουν κάποια λειτουργία χωρίς απαραίτητα να παίρνουν ορίσματα ή να επιστρέφουν τιμές μπορούν να παίρνουν μεταβλητό αριθμό ορισμάτων μπορούν να εκτελούν λειτουργίες ανεξάρτητες από τα ορίσματά τους 3
Παραδείγματα συναρτήσεων Μαθηματικές συναρτήσεις στην Python: f(x) = x 2 +1 def f(x): return x**2 + 1 print(4*f(2)) μπλοκ κώδικα που ορίζει τη συνάρτηση f Η εντολή return κάνει την f να επιστρέφει μια τιμή μέρος κώδικα όπου εκτελείται η f Τι θα τυπώσει το πρόγραμμα; Γενικά οι συναρτήσεις ορίζονται ως εξής: def <όνομα συνάρτησης> (<μεταβλητές>): <κώδικας συνάρτησης> 4
Παραδείγματα συναρτήσεων Άσκηση: Ορίστε μια συνάρτηση με όνομα average που θα παίρνει ως ορίσματα 2 μεταβλητές και θα επιστρέφει το μέσο όρο τους π.χ. average(2,3.5) = 2.75 def average(x,y): return (x+y)/2 5
Παραδείγματα συναρτήσεων Άσκηση: Ορίστε μια συνάρτηση με όνομα perimeter που θα παίρνει ως ορίσματα την ακτίνα ενός κύκλου και θα επιστρέφει την περίμετρό του π.χ. perimeter(1) = 6.283185307179586 def perimeter(x): from math import pi return 2*pi*x 6
Παραδείγματα συναρτήσεων Άσκηση: Ορίστε μια συνάρτηση που θα παίρνει ως όρισμα ένα όνομα και θα τυπώνει Hello όνομα π.χ. >>>hello('john') hello John! def hello(x): print('hello, '+x+'!') Η συνάρτηση hello() τυπώνει κάτι, αλλά δεν επιστρέφει κάτι. Ποια η διαφορά; 7
Προσοχή Οι f1 και f2 φαίνεται να κάνουν το ίδιο, αλλά υπάρχουν σημαντικές διαφορές def f1(x): return x**2 + 1 def f2(x): print(x**2 + 1) >>> f1(2) 5 Επίσης: >>> f2(2) η y = f2(5) δεν θα 5 καταχωρήσει την τιμή της >>> f2(2)+5 f2(5) στο y 5 Traceback (most recent call last): File "<pyshell#29>", line 1, in <module> f2(2)+5 TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'NoneType' and 'int' 8
Οι ορισμοί συναρτήσεων είναι εντολές Τι κάνει το παρακάτω πρόγραμμα; s = input("enter square or cube: ") if s == 'square': def f(x): return x*x else: def f(x): return x*x*x 9
Ορισμός πριν την κλήση Πρώτα ορίζουμε μια συνάρτηση, μετά την καλούμε Γιατί θα προκύψει σφάλμα αν εκτελεστεί το παρακάτω πρόγραμμα; print(f(2)) def f(x): return x**2 + 1 10
Ορισμός πριν την κλήση Θα προκύψει σφάλμα από την εκτέλεση του παρακάτω; def g(x): return f(x) def f(x): return x**2 + 1 Οχι! Οι συναρτήσεις f() και g() δεν εκτελούνται, παρά μόνο ορίζονται. Μετά τον ορισμό τους μπορούν να κληθούν χωρίς κανένα πρόβλημα 11
Συναρτήσεις σαν αντικείμενα Οι συναρτήσεις είναι κι αυτές αντικείμενα, όπως οι αριθμοί, τα αλφαριθμητικά, οι λίστες, κλπ. Μπορούμε να διαπιστώσουμε αν ένα αντικείμενο είναι συνάρτηση με την callable >>> x = 1 >>> y = len >>> callable(x) False >>> callable(y) True >>> y([1,2,3]) 3 12
Προσοχή στο return Αν η ροή σε μιά συνάρτηση φτάσει σε ένα return, η συνάρτηση τερματίζει άμεσα επιστρέφοντας το όρισμα του return Ερώτηση: τι θα κάνει η παρακάτω συνάρτηση όταν κληθεί; def test(): print('hello', end='') return print(' world') return Μετά το return οι εντολές είναι άχρηστες >>> x = test() Hello >>> x >>> print(x) None 13
Προσοχή στο return Φροντίστε οι συναρτήσεις σας να επιστρέφουν τις τιμές που πρέπει σε κάθε περίπτωση κάνοντας ελέγχους μέσω if def translate_temp(t): if (t<5): return 'It\'s freezing!' elif (t>25): return 'It\'s hot!' else: return 'It\'s cool.' >>> temp = int(input("enter the current temperature: ")) Enter the current temperature: 20 >>> print(translate_temp(temp)) It's cool. 14
Χρήση του return για έλεγχο ροής H εντολή return σταματάει την ροή του κώδικα και μας βγάζει από την συνάρτηση. Πολλές φορές μπορεί να την χρησιμοποιήσουμε όπως την εντολή break για να φύγουμε από την εκτέλεση του κώδικα σε κάποιο σημείο που μας βολεύει.
Χρήση του return για έλεγχο ροής Παράδειγμα: Γράψετε μία συνάρτηση που παίρνει σαν όρισμα δύο λίστες και επιστρέφει True αν είναι ίδιες και False αν όχι (χωρίς την χρήση του τελεστή ==) def equals(x,y): if len(x)!= len(y): return False for x,y in zip(x,y): if x!= y: return False return True
Τοπικότητα παραμέτρων Αν αλλάξουμε την τιμή μιας παραμέτρου μέσα στη συνάρτηση η μεταβλητή που περνάει σαν παράμετρος δεν αλλάζει στο εξωτερικό πρόγραμμα για μη μεταβαλλόμενες μεταβλητές. def try_to_change(n): n = 'Mr. Gumby' name = 'Mrs. Entity' try_to_change(name) print(name) Mrs. Entity Η μεταβλητή n μέσα στη συνάρτηση έχει τώρα τιμή 'Mr. Gumby ανεξάρτητα από την τιμή της κατά την κλήση της συνάρτησης Η μεταβλητή name παραμένει αμετάβλητη μετά την κλήση της try_to_change 17
Τοπικότητα παραμέτρων Αν αλλάξουμε τα περιεχόμενα ενός μεταβαλλόμενου αντικειμένου που περνιέται σαν παράμετρος μέσα στη συνάρτηση, τότε το αντικείμενο αλλάζει στο εξωτερικό πρόγραμμα def change(n): n[0] = 'Mr. Gumby' names = ['Mrs. Entity', 'Mrs. Thing'] change(names) print(names) ['Mr. Gumby', 'Mrs. Thing'] Το αντικείμενο (λίστα) που δείχνει η παράμετρος n αλλάζει και στο εξωτερικό πρόγραμμα Η μεταβλητή names αλλάζει μετά την κλήση της συνάρτησης change Τρέξτε τον κώδικα στο http://www.pythontutor.com/visualize.html 18
Άσκηση Τι θα τυπώσει το παρακάτω πρόγραμμα; def change(n): n[0] = 'Mr. Gumby' names = ['Mrs. Entity', 'Mrs. Thing'] change(names[:]) print(names) ['Mrs. Entity', 'Mrs. Thing'] Αντιγράφει τη μεταβλητή names σε άλλη μεταβλητή (άλλη λίστα) και η συνάρτηση change αλλάζει την άλλη λίστα, όχι τη names Τρέξτε τον κώδικα στο http://www.pythontutor.com/visualize.html 19
Άσκηση Τι θα τυπώσει το παρακάτω πρόγραμμα; def change(n): n = ['Mr. Gumby', 'Mrs. Thing'] names = ['Mrs. Entity', 'Mrs. Thing'] change(names) print(names) H μεταβλητή n τώρα δείχνει κάπου αλλού αλλά δεν αλλάζει η μεταβλητή names ['Mrs. Entity', 'Mrs. Thing'] Τρέξτε τον κώδικα στο http://www.pythontutor.com/visualize.html 20
Πέρασμα με τιμή/αναφορά Στις γλώσσες προγραμματισμού γενικά υπάρχουν 2 τρόποι περάσματος παραμέτρων σε συναρτήσεις Πέρασμα με τιμή: η τιμή της μεταβλητής που μπαίνει σαν παράμετρος αντιγράφεται σε τοπική μεταβλητή (μεταβλητή παραμέτρου στη συνάρτηση) τυχόν αλλαγές στην τιμή της τοπικής μεταβλητής μέσα στη συνάρτηση δεν επηρεάζουν την εξωτερική μεταβλητή Πέρασμα με αναφορά: η μεταβλητή που μπαίνει σαν παράμετρος αλλάζει άν η τοπική μεταβλητή (μεταβλητή παραμέτρου στη συνάρτηση) αλλάξει 21
«Πέρασμα με αναφορά» μη μεταβαλλόμενης μεταβλητής Τι κάνουμε στην Python αν η συνάρτησή μας θέλουμε να αλλάξει την τιμή της παραμέτρου, αν αυτή είναι μή μεταβαλλόμενη μεταβλητη; def inc(x): return x + 1 y = 1 y = inc(y) print(y) Α τρόπος: βάζουμε τη συνάρτηση να επιστρέφει τη νέα τιμή και την αναθέτουμε στη μεταβλητή def inc(x): x[0] = x[0] + 1 y = [1] inc(y) print(y) Β τρόπος: κάνουμε τη μεταβλητή μας μεταβαλλόμενη 22
Παράμετροι: η σειρά μετράει Η αντιστοίχιση των παραμέτρων με τις εξωτερικές μεταβλητές γίνεται με βάση τη σειρά def my_pow(base, exponent): value = 1 for i in range(0, exponent): value *= base return value x = int(input('input base: ')) y = int(input('input exponent: ')) print('%d to the power of %d = %d' % (x, y, my_pow(x,y))) Μπορούμε επίσης να γράψουμε: my_pow(base = x, exponent = y) ή my_pow(exponent = y, base = x) (με αυτό τον τρόπο η σειρά δεν έχει σημασία) 23
Παράμετροι: default τιμές Μπορούμε να ορίσουμε default τιμές για τη συνάρτηση σε περίπτωση που δεν περαστούν όλες def hello(greeting='hello', name='world'): print('%s, %s!' % (greeting, name)) >>> hello('geia sou', 'file') Geia sou, file! >>> hello('geia sou') Geia sou, world! >>> hello(name = 'aderfe') Hello, aderfe! >>> hello() Hello, world! 24
Παράμετροι: default τιμές Κάντε χρήση default τιμών για μη υποχρεωτικές παραμέτρους def hello(name, greeting='hello', punctuation='!'): print ('%s, %s%s' % (greeting, name, punctuation)) >>> hello('john') Hello, John! >>> hello('john','howdy') Howdy, John! >>> hello('john','howdy','...') Howdy, John... >>> hello('john',punctuation='...') Hello, John... >>> hello() Traceback (most recent call last): File "<pyshell#62>", line 1, in <module> hello() TypeError: hello() missing 1 required positional argument: 'name' 25
Μεταβλητός αριθμός παραμέτρων Με χρήση αστερίσκου * πριν το όνομα της παραμέτρου, παίρνουμε μια πλειάδα από αυτές def print_params(*params): print(params) >>> print_params('test1') ('test1',) >>> print_params('test1',1,2) ('test1', 1, 2) >>> print_params() () 26
Μεταβλητός αριθμός παραμέτρων Με χρήση αστερίσκου * πριν το όνομα της παραμέτρου, παίρνουμε μια πλειάδα από αυτές def print_params(title, *params): print(title) print(params) υποχρεωτική παράμετρος >>> print_params('label',1,2,3) Label (1, 2, 3) 27
Μεταβλητός αριθμός παραμέτρων Παράδειγμα def print_family(*members): print('my family consists of ',end='') for x in members[:-1]: print(x, 'and', end=' ') print(members[-1]) >>> print_family('dad','mom','sis','bro') My family consists of dad and mom and sis and bro 28
Μεταβλητός αριθμός παραμέτρων Μπορούμε να το ορίσουμε το ίδιο και έτσι: def print_family(members): print('my family consists of ',end='') for x in members[:-1]: print(x, 'and', end=' ') print(members[-1]) Αλλά αλλάζει η χρήση της συνάρτησης >>> print_family(('dad','mom','sis','bro )) My family consists of dad and mom and sis and bro 29
Μεταβλητός αριθμός παραμέτρων Με χρήση διπλού αστερίσκου ** πριν το όνομα της παραμέτρου, παίρνουμε ένα λεξικό από αυτές def print_params(**params): print(params) >>> print_params(x=1, y=2, z=3) {'y': 2, 'x': 1, 'z': 3} def print_params(x, y, z=3, *pospar, **keypar): print (x, y, z) print (pospar) print (keypar) 30
Κατανομή τιμών σε παραμέτρους Η συνάρτησή μας μπορεί να έχει συγκεκριμένο αριθμό παραμέτρων και να την καλέσουμε δίνοντας σαν όρισμα μια πλειάδα/λίστα τιμών με χρήση * def add(x, y): return x + y >>> params=(1,2) >>> add(*params) 3 31
Κατανομή τιμών σε παραμέτρους Η συνάρτησή μας μπορεί να έχει συγκεκριμένο αριθμό παραμέτρων και να την καλέσουμε δίνοντας σαν όρισμα ένα λεξικό παραμέτρων:τιμών με χρήση ** def hello(greeting='hello', name='world'): print('%s, %s!' % (greeting, name)) >>> params = {'name': 'Sir Robin', 'greeting': 'Well met'} >>> hello(**params) Well met, Sir Robin! 32
Παραδείγματα def story(**kwds): return 'Once upon a time, there was a ' \ '%(obj)s called %(name)s.' % kwds >>> story(obj='king', name='gumby') 'Once upon a time, there was a king called Gumby.' >>> story(name='sir Robin', obj='brave knight') 'Once upon a time, there was a brave knight called Sir Robin.' >>> params = {'obj': 'language', 'name': 'Python'} >>> story(**params) 'Once upon a time, there was a language called Python.' >>> del params['obj'] >>> story(obj='stroke of genius', **params) 'Once upon a time, there was a stroke of genius called Python.' 33
Παραδείγματα def power(x, y, *others): if others: print ('Received redundant parameters:', others) return pow(x, y) >>> power(2,3) 8 >>> power(y=3,x=2) 8 >>> params = (5,) * 2 >>> power(*params) 3125 >>> power(3, 3, 'Hello, world') Received redundant parameters: ('Hello, world',) 27 34
Παραδείγματα def interval(start, stop=none, step=1): 'Imitates range() for step > 0' if stop is None: # If the stop is not supplied... start, stop = 0, start # shuffle the parameters result = [] i = start # We start counting at the start index while i < stop: # Until the index reaches the stop index... result.append(i) #...append the index to the result... i += step #...increment index return result >>> help(interval) Help on function interval in module main : interval(start, stop=none, step=1) Imitates range() for step > 0 Περιγραφή συνάρτησης (σαν σχόλιο) εμφανίζεται στο help >>> interval(10) [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> interval(1,5) [1, 2, 3, 4] >>> interval(3,12,4) [3, 7, 11] >>> power(*interval(3,7)) Received redundant parameters: (5, 6) 81 35
Εμβέλεια μεταβλητών Όταν δίνουμε τιμή σε μια μεταβλητή είναι σαν να δίνουμε τιμή στο κλειδί με το όνομα της μεταβλητής σε ένα λεξικό vars(): επιστρέφει το built-in λεξικό της Python για τις μεταβλητές >>> x = 1 >>> vars()['x'] 1 >>> vars()['x']+=1 >>> x 2 ΠΡΟΣΟΧΗ: Γενικά μην αλλάζετε το λεξικό μεταβλητών της Python, αλλά να ορίζετε και να αλλάζετε τις μεταβλητές με τον παραδοσιακό τρόπο 36
Εμβέλεια μεταβλητών Σφαιρική/καθολική μεταβλητή: είναι μια μεταβλητή που ορίζεται και χρησιμοποιείται σε όλο το πρόγραμμα τοπική μεταβλητή: είναι μια μεταβλητή που ορίζεται και χρησιμοποιείται μέσα σε μια συνάρτηση >>> def foo(): x = 42 >>> x = 1 >>> foo() >>> x 1 ΠΡΟΣΟΧΗ: Η x μέσα στη συνάρτηση είναι τοπική μεταβλητή ΠΡΟΣΟΧΗ: Μετά την κλήση της foo() η σφαιρική μεταβλητή x δεν αλλάζει Η Python ορίζει ένα τοπικό λεξικό μεταβλητών μέσα σε κάθε συνάρτηση 37
Στοίβα εκτέλεσης προγράμματος Κατά την εκτέλεση του προγράμματος οι μεταβλητές κρατούνται σε ένα λεξικό μέσα σε ένα πλαίσιο (frame) Κάθε φορά που καλούμε μια συνάρτηση δημιουργείται ένα καινούριο πλαίσιο που μπαίνει στην κορυφή της στοίβας και δημιουργεί ένα καινούριο λεξικό με τοπικές μεταβλητές. Μέσα στην συνάρτηση οι τοπικές μεταβλητές έχουν προτεραιότητα Αν δεν βρούμε την μεταβλητή που θέλουμε στο τοπικό λεξικό κοιτάμε στο πλαίσιο του κυρίως προγράμματος Μια μεταβλητή έχει εμβέλεια στο πλαίσιο που βρίσκεται. Οι μεταβλητές στο πλαίσιο του κυρίως προγράμματος έχουν εμβέλεια παντού. Φεύγοντας από την συνάρτηση επιστρέφουμε στο προηγούμενο πλαίσιο
Παράδειγμα def foo(): x = 42 print(x) print(vars()) To frame του βασικού προγράμματος Λεξικό vars: foo: <function> x: 1 x = 1 print(vars()) foo() print(x)
Παράδειγμα def foo(): x = 42 print(x) print(vars()) x = 1 print(vars()) foo() print(x) To frame του βασικού προγράμματος Λεξικό vars: foo: <function> x: 1 To frame της συνάρτησης foo() Λεξικό vars: x: 42 Κλήση της foo() To frame της foo είναι τώρα το ενεργό frame
Παράδειγμα def foo(): y = 42 print(x) print(vars()) x = 1 print(vars()) foo() print(x) To frame του βασικού προγράμματος Λεξικό vars: foo: <function> x: 1 To frame της συνάρτησης foo() Λεξικό vars: y: 42 Κλήση της foo() To frame της foo είναι τώρα το ενεργό frame Αν δεν βρούμε την μεταβλητή που ψάχνουμε στο τοπικό λεξικό ψάχνουμε στo λεξικό με τις καθολικές μεταβλητές
Παράδειγμα def foo(): y = 42 print(x) print(vars()) x = 1 print(vars()) foo() print(y) Λάθος! To frame του βασικού προγράμματος Λεξικό vars: foo: <function> x: 1 Η μεταβλητή y έχει εμβέλεια μόνο μέσα στην συνάρτηση foo. Όταν φύγουμε από την foo το πλαίσιο και το λεξικό της foo παύουν να υπάρχουν και η μεταβλητή χάνεται.
Εμβέλεια μεταβλητών Οι εξωτερικές (π.χ. σφαιρικές) μεταβλητές μπορούν να διαβαστούν μέσα σε μια συνάρτηση, αλλά δεν μπορούν να πάρουν νέα τιμή >>> def combine(param): print (param + external) >>> external = 'berry' >>> combine('black') blackberry προσπέλαση εξωτερικής μεταβλητής μέσα στη συνάρτηση combine() 43
Επισκίαση Η επισκίαση (shadowing) μιας μεταβλητής συμβαίνει όταν έχει οριστεί εξωτερικά, αλλά δεν μπορεί να προσπελαστεί μέσα σε μια συνάρτηση επειδή υπάρχει μια τοπική μεταβλητή με το ίδιο όνομα def dosomething(): y=5 x=3 print(x,y) x = 1 dosomething() print(x) Αν ήθελα στο σημείο αυτό να χρησιμοποιήσω την εξωτερική μεταβλητή x δεν θα μπορούσα γιατί το x πλέον αναφέρεται στην τοπική μεταβλητή x 44
Παράδειγμα Τι θα γίνει αν προσπαθήσουμε να τρέξουμε τον παρακάτω κώδικα? def f(): print(x) def g(): print(x) x = 1 x = 3 f() g() Traceback (most recent call last): File "C:/Users/Panayiotis/Dropbox/Teaching/Python/python_2016/ lectures/lecture9/globaltest.py", line 10, in <module> g() File "C:/Users/Panayiotis/Dropbox/Teaching/Python/python_2016/ lectures/lecture9/globaltest.py", line 5, in g print(x) UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment
Επισκίαση Όπως και με τις παραμέτρους δεν μπορούμε να αλλάξουμε που δείχνει μια καθολική μεταβλητή, αλλά μπορούμε να αλλάξουμε τα περιεχόμενα του αντικειμένου στο οποίο δείχνει def dosomething(): lst.append(10) lst = [1] dosomething() print(lst) Εδώ αλλάζουμε τα περιεχόμενα της λίστας αλλά όχι το που δείχνει η μεταβλητή lst Τρέξτε τον κώδικα στο http://www.pythontutor.com/visualize.html 46
Επισκίαση Όπως και με τις παραμέτρους δεν μπορούμε να αλλάξουμε που δείχνει μια καθολική μεταβλητή, αλλά μπορούμε να αλλάξουμε τα περιεχόμενα του αντικειμένου στο οποίο δείχνει def dosomething(): lst = [1,10] lst = [1] dosomething() print(lst) Εδώ δημιουργούμε μια καινούρια μεταβλητή lst που είναι τοπική Τρέξτε τον κώδικα στο http://www.pythontutor.com/visualize.html 47
Επισκίαση Όπως και με τις παραμέτρους δεν μπορούμε να αλλάξουμε που δείχνει μια καθολική μεταβλητή, αλλά μπορούμε να αλλάξουμε τα περιεχόμενα του αντικειμένου στο οποίο δείχνει def dosomething(): lst.append(10) lst = [1,10,20] lst = [1] dosomething() print(lst) Traceback (most recent call last): File "<pyshell#7>", line 1, in <module> dosomething() File "<pyshell#5>", line 2, in dosomething lst.append(10) UnboundLocalError: local variable 'lst' referenced before assignment 48
Παράμετροι Οι παράμετροι μιας συνάρτησης αντιγράφονται ως τοπικές μεταβλητές Οι παράμετροι είναι τοπικές μεταβλητές που έχουν αρχικοποιηθεί με τις τιμές των ορισμάτων Αλλαγή στις τιμές των παραμέτρων δεν επηρεάζουν τις εξωτερικές (σφαιρικές) μεταβλητές Προσοχή: αν η τοπική μεταβλητή δείχνει στο ίδιο μεταβαλλόμενο αντικείμενο όπως η σφαιρική, το περιεχόμενο του αντικείμενου αλλάζει μέσα στη συνάρτηση >>> def output(x): print(x); x += 1; print(x) >>> y=2 >>> output(y) >>> def add0(l): l.append(0) 2 >>> lst = [] 3 >>> add0(lst) >>> y >>> lst 2 [0] 49
Παράμετροι Οι παράμετροι μιας συνάρτησης αντιγράφονται ως τοπικές μεταβλητές Οι παράμετροι είναι τοπικές μεταβλητές που έχουν αρχικοποιηθεί με τις τιμές των ορισμάτων Αλλαγή στις τιμές των παραμέτρων δεν επηρεάζουν τις εξωτερικές (σφαιρικές) μεταβλητές Προσοχή: αν η τοπική μεταβλητή δείχνει στο ίδιο μεταβαλλόμενο αντικείμενο όπως η σφαιρική, το περιεχόμενο του αντικείμενου αλλάζει μέσα στη συνάρτηση def output(x): print(x); x = x+1; print(x) y = 2 output(y) print(y) Τι θα τυπωθεί? 2 3 2 50
Παράμετροι Οι παράμετροι μιας συνάρτησης αντιγράφονται ως τοπικές μεταβλητές Οι παράμετροι είναι τοπικές μεταβλητές που έχουν αρχικοποιηθεί με τις τιμές των ορισμάτων Αλλαγή στις τιμές των παραμέτρων δεν επηρεάζουν τις εξωτερικές (σφαιρικές) μεταβλητές Προσοχή: αν η τοπική μεταβλητή δείχνει στο ίδιο μεταβαλλόμενο αντικείμενο όπως η σφαιρική, το περιεχόμενο του αντικείμενου αλλάζει μέσα στη συνάρτηση def output(y): print(y); y = y+1; print(y) y = 2 output(y) print(y) To y είναι τοπική μεταβλητή της συνάρτησης output Τι θα τυπωθεί? 2 3 2 51
Παράμετροι Οι παράμετροι μιας συνάρτησης αντιγράφονται ως τοπικές μεταβλητές Οι παράμετροι είναι τοπικές μεταβλητές που έχουν αρχικοποιηθεί με τις τιμές των ορισμάτων Αλλαγή στις τιμές των παραμέτρων δεν επηρεάζουν τις εξωτερικές (σφαιρικές) μεταβλητές Προσοχή: αν η τοπική μεταβλητή δείχνει στο ίδιο μεταβαλλόμενο αντικείμενο όπως η σφαιρική, το περιεχόμενο του αντικείμενου αλλάζει μέσα στη συνάρτηση def output(x): for i in range(len(x)): x[i]+=1 print(x) y = [2,3] output(y) print(y) Τι θα τυπωθεί? [3,4] [3,4] 52
Παράμετροι Οι παράμετροι μιας συνάρτησης αντιγράφονται ως τοπικές μεταβλητές Οι παράμετροι είναι τοπικές μεταβλητές που έχουν αρχικοποιηθεί με τις τιμές των ορισμάτων Αλλαγή στις τιμές των παραμέτρων δεν επηρεάζουν τις εξωτερικές (σφαιρικές) μεταβλητές Προσοχή: αν η τοπική μεταβλητή δείχνει στο ίδιο μεταβαλλόμενο αντικείμενο όπως η σφαιρική, το περιεχόμενο του αντικείμενου αλλάζει μέσα στη συνάρτηση def output(x): for e in x: x[i]+=1 print(x) y = [2,3] output(y) print(y) Τι θα τυπωθεί? [2,3] [2,3] 53
Παράμετροι Οι παράμετροι μιας συνάρτησης αντιγράφονται ως τοπικές μεταβλητές Οι παράμετροι είναι τοπικές μεταβλητές που έχουν αρχικοποιηθεί με τις τιμές των ορισμάτων Αλλαγή στις τιμές των παραμέτρων δεν επηρεάζουν τις εξωτερικές (σφαιρικές) μεταβλητές Προσοχή: αν η τοπική μεταβλητή δείχνει στο ίδιο μεταβαλλόμενο αντικείμενο όπως η σφαιρική, το περιεχόμενο του αντικείμενου αλλάζει μέσα στη συνάρτηση def output(x): x = [e+1 for e in x] print(x) y = [2,3] output(y) print(y) Αλλάζουμε που δείχνει η τοπική μεταβλητή, όχι τα περιεχόμενα της Τι θα τυπωθεί? [3,4] [2,3] 54
Παράμετροι Οι παράμετροι μιας συνάρτησης αντιγράφονται ως τοπικές μεταβλητές Οι παράμετροι είναι τοπικές μεταβλητές που έχουν αρχικοποιηθεί με τις τιμές των ορισμάτων Αλλαγή στις τιμές των παραμέτρων δεν επηρεάζουν τις εξωτερικές (σφαιρικές) μεταβλητές Προσοχή: αν η τοπική μεταβλητή δείχνει στο ίδιο μεταβαλλόμενο αντικείμενο όπως η σφαιρική, το περιεχόμενο του αντικείμενου αλλάζει μέσα στη συνάρτηση def output(x): x = [3,4] print(x) y = [2,3] output(y) print(y) Αλλάζουμε που δείχνει η τοπική μεταβλητή, όχι τα περιεχόμενα της Τι θα τυπωθεί? [3,4] [2,3] 55
Επισκίαση Η προσπέλαση μιας σφαιρικής μεταβλητής που επισκιάζεται σε μια συνάρτηση επισκίαση, μπορεί να γίνει μέσω του λεξικού που επιστρέφει η globals() def dosomething(): y=5 x=3 print(x,y,globals()['x']) Αναφορά στη σφαιρική μεταβλητή x x = 1 dosomething() print(x) Το λεξικό που επιστρέφει η locals() περιέχει τις μεταβλητές που έχουν τοπική εμβέλεια (στη συνάρτηση) 56
«Δέσιμο» τοπικής μεταβλητής σε σφαιρική Αν θέλουμε να αλλάξουμε μια σφαιρική μεταβλητή μέσα σε μια συνάρτηση μπορούμε να τη δηλώσουμε ως σφαιρική μεταβλητή της συνάρτησης >>> x = 1 >>> def change_global(): global x x = x + 1 Η τοπική μεταβλητή x «δένεται» στην αντίστοιχη σφαιρική >>> change_global() >>> x 2 Τι θα γινόταν αν δεν είχαμε την εντολή global x? 57
Άσκηση def f(x): x = x+1 print('x = ',x) h() g() print('x = ',x) Τι θα τυπώσει το πρόγραμμα? def g(): x = 'abc' print('x = ', x) def h(): z = x; print('z = ', z) x = 3 z = f(x) print ('x = ',x)
Σφαιρικές/Καθολικές μεταβλητές Μεταβλητές που ορίζονται στο κύριο μέρος του προγράμματος (όχι μέσα στην συνάρτηση) και η τιμή τους χρησιμοποιείται και μέσα στην συνάρτηση Γενικά δεν είναι καλή πρακτική να χρησιμοποιείτε καθολικές μεταβλητές Αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε μια μεταβλητή του κυρίως προγράμματος προσθέσετε μια επιπλέον παράμετρο.
Περίληψη Οι μεταβλητές που ορίζουμε στο κυρίως πρόγραμμα είναι καθολικές μεταβλητές Μπορούμε να τις χρησιμοποιήσουμε παντού Οι παράμετροι και οι μεταβλητές που ορίζουμε (τους αναθέτουμε τιμή) μέσα στις συναρτήσεις είναι τοπικές μεταβλητές. Οι τοπικές μεταβλητές έχουν εμβέλεια μόνο μέσα στην συνάρτηση. Εξαφανίζονται έξω από την συνάρτηση. Αν μία τοπική και μία καθολική μεταβλητή έχουν το ίδιο όνομα τότε η τοπική μεταβλητή έχει προτεραιότητα. Οι αλλαγές στις τοπικές μεταβλητές δεν αλλάζουν τις καθολικές μεταβλητές Αν μια τοπική μεταβλητή (ή παράμετρος) και μια καθολική μεταβλητή δείχνουν στο ίδιο αντικείμενο, η αλλαγή στα περιεχόμενα του αντικειμένου θα εμφανιστεί και στην καθολική μεταβλητή.
Προγραμματισμός με συναρτήσεις Στον κώδικα μας θα ορίζουμε πρώτα τις συναρτήσεις και μετά το κύριο κομμάτι του κώδικα. Στο μέλλον αν έχετε μεγάλο κώδικα μπορείτε να τον σπάτε σε πολλά αρχεία def function1(<params>): <code> def function2(<params>): <code> def functionn(<params>): <code> <main code>
Προγραμματισμός με συναρτήσεις Αν θέλουμε να επιστρέψουμε τιμή χρησιμοποιούμε την εντολή return To print δεν επιστρέφει κάποια τιμή, απλά εκτυπώνει στην οθόνη. Η εντολή return επιστρέφει μια τιμή για την συνάρτηση και σταματάει την εκτέλεση της συνάρτησης! Άρα κατά την εκτέλεση του κώδικα (run time) δεν γίνεται να κληθεί η return πολλαπλές φορές Άρα αν καλέσουμε την return μέσα σε for θα κληθεί μόνο μία φορά και θα σταματήσει το for
Προγραμματισμός με συναρτήσεις Η κλήση της συνάρτησης γίνεται μέσα στο κύριο πρόγραμμα. Η συνάρτηση πλέον είναι σαν μια οποιαδήποτε άλλη συνάρτηση/εντολή της python. Μπορούμε να την καλέσουμε όσες φορές θέλουμε, να την βάλουμε σε loop, σε if κλπ.