Poznámky k téme

Funkcie

~16 min čítania19 príkladov na spustenie

Stiahnuť PDF Späť na lekciu

Každý príklad si môžeš spustiť priamo tu – a potom upraviť kód a skúsiť, čo sa zmení. Tvoj kód beží iba v tomto prehliadači, v izolovanom prostredí bez prístupu k internetu či k tvojmu účtu.

Funkcia je pomenovaný kúsok programu, ktorý môžeme spustiť (zavolať) toľkokrát, koľkokrát potrebujeme. Funkcie už poznáš – print, input, len, round sú funkcie, ktoré pripravili autori Pythonu. V tejto téme sa naučíš písať vlastné. Vďaka funkciám sa program dá rozdeliť na menšie časti, z ktorých každá rieši jednu úlohu, a ten istý kód netreba písať viackrát.

Čo sa naučíš

  • definovať funkciu príkazom def a zavolať ju,
  • odovzdať funkcii údaje cez parametre,
  • vrátiť výsledok príkazom return a odlíšiť ho od print,
  • rozumieť lokálnym a globálnym premenným.

1Definícia a volanie funkcie

Python
def pozdrav():
print("Ahoj!")
print("Vitaj na hodine informatiky.")
​
pozdrav()
pozdrav()

Výstup:

Ahoj!
Vitaj na hodine informatiky.
Ahoj!
Vitaj na hodine informatiky.
  • Riadok def pozdrav(): funkciu definuje: def je kľúčové slovo, pozdrav meno funkcie, za ním zátvorky a dvojbodka.
  • Odsadený blok pod ním je telo funkcie.
  • Definícia funkciu nespustí – iba si ju Python zapamätá. Telo sa vykoná až pri volaní pozdrav(), a to pri každom volaní znova.

Funkcia musí byť definovaná skôr, než ju zavoláš (program sa vykonáva zhora nadol). Preto sa definície funkcií píšu na začiatok programu a samotný „hlavný program“ až pod ne.

Python
vypis()
​
def vypis():
print("Toto sa nevypíše.")

Výstup (program skončí chybou):

Traceback (most recent call last):
  File "program.py", line 1, in <module>
    vypis()
    ^^^^^
NameError: name 'vypis' is not defined

Pri volaní nezabudni na zátvorky: pozdrav bez zátvoriek funkciu nezavolá – iba sa na ňu odkáže.

2Parametre

Funkcia je užitočnejšia, keď jej môžeš odovzdať údaje. V definícii ich zapíšeš ako parametre – mená v zátvorkách. Pri volaní do zátvoriek napíšeš argumenty – konkrétne hodnoty, ktoré sa do parametrov dosadia.

Python
def pozdrav(meno):
print("Ahoj,", meno + "!")
​
pozdrav("Ema")
pozdrav("Tomáš")

Výstup:

Ahoj, Ema!
Ahoj, Tomáš!

Pri prvom volaní má parameter meno hodnotu "Ema", pri druhom "Tomáš".

2.1Viac parametrov

Parametre sa oddeľujú čiarkou. Argumenty sa do nich dosadia podľa poradia:

Python
def obdlznik(sirka, vyska, znak):
for _ in range(vyska):
print(znak * sirka)
​
obdlznik(6, 2, "#")
print()
obdlznik(3, 3, "o")

Výstup:

######
######

ooo
ooo
ooo

Ak sa počet argumentov nezhoduje s počtom parametrov, vznikne chyba:

Python
def obdlznik(sirka, vyska, znak):
for _ in range(vyska):
print(znak * sirka)
​
obdlznik(6, 2)

Výstup (program skončí chybou):

Traceback (most recent call last):
  File "program.py", line 5, in <module>
    obdlznik(6, 2)
TypeError: obdlznik() missing 1 required positional argument: 'znak'

2.2Pomenované argumenty a predvolené hodnoty

Argument sa dá zadať aj menom parametra – potom na poradí nezáleží. Parameter môže mať aj predvolenú hodnotu, ktorá sa použije, ak argument chýba:

Python
def obdlznik(sirka, vyska, znak="*"):
for _ in range(vyska):
print(znak * sirka)
​
obdlznik(4, 2) # znak bude "*"
obdlznik(vyska=1, sirka=8, znak="=")

Výstup:

****
****
========

Takto funguje aj print(..., end="") – end a sep sú pomenované parametre s predvolenou hodnotou.

3Návratová hodnota: return

Doteraz naše funkcie iba vypisovali. Často však chceme, aby funkcia niečo vypočítala a výsledok odovzdala ďalej – rovnako ako len("abc") odovzdá číslo 3. Na to slúži príkaz return:

Python
def obsah_obdlznika(a, b):
return a * b
​
s = obsah_obdlznika(4, 5)
print("Obsah je", s)
print("Dva také obdĺžniky:", 2 * obsah_obdlznika(4, 5))

Výstup:

Obsah je 20
Dva také obdĺžniky: 40

Volanie funkcie sa vo výraze nahradí vrátenou hodnotou: obsah_obdlznika(4, 5) sa správa ako číslo 20. S výsledkom môžeme ďalej počítať, uložiť ho do premennej alebo ho poslať inej funkcii.

3.1return verzus print

Toto je jedna z najdôležitejších vecí v celej téme:

  • print výsledok ukáže na obrazovke – program ho však nemá kde použiť.
  • return výsledok odovzdá tomu, kto funkciu zavolal – môže ho uložiť, porovnať, vypísať.
Python
def druha_mocnina_print(x):
print(x * x)
​
def druha_mocnina_return(x):
return x * x
​
a = druha_mocnina_print(3)
b = druha_mocnina_return(3)
print("a =", a)
print("b =", b)

Výstup:

9
a = None
b = 9

Prvá funkcia vypísala 9, ale do a uložila None – špeciálnu hodnotu, ktorá znamená „nič“. Funkcia bez return vráti None. Ak by sme chceli s a počítať (a + 1), vznikla by chyba.

3.2return ukončí funkciu

Po vykonaní return sa funkcia okamžite skončí; ďalšie riadky jej tela sa už nevykonajú. To sa hodí vo funkciách s podmienkami:

Python
def znamienko(x):
if x > 0:
return "kladné"
if x < 0:
return "záporné"
return "nula"
​
print(znamienko(5), znamienko(-2), znamienko(0))

Výstup:

kladné záporné nula

Tu nepotrebujeme elif ani else: ak platí prvá podmienka, funkcia skončí a ďalšie riadky sa nevykonajú.

3.3Funkcia vracajúca True alebo False

Funkcie, ktoré odpovedajú na otázku áno/nie, vracajú logickú hodnotu. Zvyknú sa pomenovať je_…:

Python
def je_parne(n):
return n % 2 == 0
​
for x in range(1, 6):
if je_parne(x):
print(x, "je párne")

Výstup:

2 je párne
4 je párne

Zápis return n % 2 == 0 je kratší ako if n % 2 == 0: return True a else: return False – porovnanie samo už je True alebo False.

3.4Viac návratových hodnôt

Funkcia môže vrátiť aj viac hodnôt oddelených čiarkou. V skutočnosti vráti jednu n-ticu (téma N-tice), ktorú možno rozbaliť do viacerých premenných:

Python
def min_a_max(a, b, c):
return min(a, b, c), max(a, b, c)
​
najmensie, najvacsie = min_a_max(7, 2, 9)
print(najmensie, najvacsie)

Výstup:

2 9

4Lokálne a globálne premenné

Premenné vytvorené vo vnútri funkcie (aj parametre) sú lokálne: existujú iba počas behu funkcie a mimo nej o nich nikto nevie. Premenné vytvorené v hlavnom programe sú globálne.

Python
def vypocet():
vysledok = 42
print("vo funkcii:", vysledok)
​
vypocet()
print("mimo funkcie:", vysledok)

Výstup (program skončí chybou):

vo funkcii: 42
Traceback (most recent call last):
  File "program.py", line 6, in <module>
    print("mimo funkcie:", vysledok)
                           ^^^^^^^^
NameError: name 'vysledok' is not defined

Lokálna premenná môže mať aj rovnaké meno ako globálna – sú to však dve rôzne premenné. Priradenie vo funkcii zmení iba tú lokálnu:

Python
x = 5
​
def zmen():
x = 10
print("vo funkcii x =", x)
​
zmen()
print("mimo funkcie x =", x)

Výstup:

vo funkcii x = 10
mimo funkcie x = 5

Globálnu premennú funkcia čítať môže, ak lokálnu s rovnakým menom nevytvorí. Zmeniť ju by mohla iba po príkaze global x. To sa však neodporúča – program, v ktorom funkcie menia globálne premenné, sa ťažko číta aj opravuje. Lepšie je údaje funkcii odovzdať parametrami a výsledok vrátiť cez return.

5Ako písať dobré funkcie

  • Jedna funkcia = jedna úloha. Funkcia nacitaj_cisla, ktorá iba načíta, spocitaj_priemer, ktorá iba počíta.
  • Výstižné meno so slovesom: vypocitaj_obsah, je_prvocislo, vypis_tabulku.
  • Údaje dnu parametrami, výsledok von cez return – nie cez globálne premenné ani input/print vo vnútri, ak to nie je úlohou funkcie.
  • Na začiatok tela môžeš napísať dokumentačný reťazec (docstring) – krátky popis v trojitých úvodzovkách:
Python
def obsah_kruhu(r):
"""Vráti obsah kruhu s polomerom r."""
return 3.14159 * r ** 2
​
print(round(obsah_kruhu(2), 2))

Výstup:

12.57

6Riešené úlohy

6.1Je číslo prvočíslo?

Zadanie: Napíš funkciu je_prvocislo(n), ktorá vráti True, ak je n prvočíslo, inak False. Pomocou nej vypíš prvočísla do 30.

Riešenie: Čísla menšie ako 2 nie sú prvočísla. Inak skúšame delitele od 2; keď nájdeme delitela, môžeme hneď vrátiť False. Ak cyklus prebehne celý, delitela niet a vrátime True.

Python
def je_prvocislo(n):
if n < 2:
return False
for d in range(2, n):
if n % d == 0:
return False
return True
​
for x in range(31):
if je_prvocislo(x):
print(x, end=" ")
print()

Výstup:

2 3 5 7 11 13 17 19 23 29

Všimni si, kde je posledné return True: za cyklom, nie v ňom. Keby bolo v cykle v else vetve, funkcia by sa rozhodla už pri prvom deliteľovi.

6.2Faktoriál

Zadanie: Napíš funkciu faktorial(n), ktorá vráti n! = 1 · 2 · … · n (a 0! = 1).

Python
def faktorial(n):
vysledok = 1
for i in range(2, n + 1):
vysledok *= i
return vysledok
​
print(faktorial(0), faktorial(5), faktorial(10))

Výstup:

1 120 3628800

6.3Najväčší spoločný deliteľ

Zadanie: Napíš funkciu nsd(a, b), ktorá vráti najväčší spoločný deliteľ dvoch kladných čísel, a pomocou nej skráť zlomok 84/126.

Riešenie: Euklidov algoritmus: kým b nie je 0, nahradíme dvojicu (a, b) dvojicou (b, a % b). Keď je b nula, v a je výsledok.

Python
def nsd(a, b):
while b != 0:
a, b = b, a % b
return a
​
citatel, menovatel = 84, 126
d = nsd(citatel, menovatel)
print("NSD =", d)
print(f"{citatel}/{menovatel} = {citatel // d}/{menovatel // d}")

Výstup:

NSD = 42
84/126 = 2/3

6.4Program rozdelený na funkcie

Zadanie: Načítaj body troch písomiek (max. 50 bodov každá), vypočítaj priemerné percento a vypíš známku.

Riešenie: Program rozdelíme na funkcie podľa úloh: výpočet percent, výpočet známky a hlavný program, ktorý ich použije. Každú funkciu možno samostatne vyskúšať.

Python
def percenta(body, maximum):
return body / maximum * 100
​
def znamka(p):
if p >= 90:
return 1
if p >= 75:
return 2
if p >= 50:
return 3
if p >= 30:
return 4
return 5
​
spolu = 0
for i in range(1, 4):
spolu += int(input(f"Body z písomky {i}: "))
p = percenta(spolu, 3 * 50)
print(f"Úspešnosť: {p:.1f} %, známka: {znamka(p)}")

Výstup:

Body z písomky 1: 41
Body z písomky 2: 35
Body z písomky 3: 47
Úspešnosť: 82.0 %, známka: 2

7Časté chyby

  • Volanie bez zátvoriek: pozdrav namiesto pozdrav() nič nespustí; print(obsah) vypíše niečo ako <function obsah at 0x…>.
  • print namiesto return: funkcia vypíše výsledok, ale vráti None. Výraz vysledok + 1 potom skončí chybou TypeError.
  • Volanie pred definíciou: NameError – definície funkcií patria na začiatok.
  • Zlý počet argumentov: TypeError: … missing 1 required positional argument.
  • return v cykle priskoro: return v tele cyklu ukončí celú funkciu už pri prvom opakovaní.
  • Chýbajúci return v niektorej vetve: ak funkcia v niektorom prípade nedôjde k return, vráti None.
Python
def absolutna(x):
if x > 0:
return x
elif x < 0:
return -x
​
print(absolutna(-4), absolutna(0))

Výstup:

4 None

Pre 0 neplatí žiadna podmienka, funkcia skončí bez return a vráti None. Oprava: if x >= 0.

Zhrnutie

  • def meno(parametre): + odsadené telo; funkcia sa vykoná až pri volaní meno(argumenty).
  • Argumenty sa dosadia do parametrov podľa poradia alebo podľa mena; parameter môže mať predvolenú hodnotu.
  • return hodnota funkciu ukončí a vráti hodnotu; volanie sa vo výraze nahradí touto hodnotou.
  • Funkcia bez return vráti None. Počítajúce funkcie majú výsledok vracať, nie vypisovať.
  • Premenné vo funkcii (aj parametre) sú lokálne; globálne premenné vo funkcii nemeň.
  • Jedna funkcia = jedna úloha, výstižné meno, údaje dnu parametrami a výsledok von cez return.

Úlohy na precvičenie

  1. Napíš funkciu obvod_obdlznika(a, b) a použi ju pre tri rôzne obdĺžniky.
  2. Napíš funkciu max3(a, b, c), ktorá vráti najväčšie z troch čísel bez použitia max.
  3. Napíš funkciu je_priestupny(rok) a vypíš všetky priestupné roky od 1990 do 2030.
  4. Napíš funkciu ciferny_sucet(n) a nájdi trojciferné číslo s najväčším ciferným súčtom.
  5. Napíš funkciu riadok(n, znak), ktorá vypíše n znakov za sebou, a pomocou nej nakresli štvorec.
  6. Napíš funkciu nsn(a, b) – najmenší spoločný násobok. Pomôcka: nsn(a, b) = a * b // nsd(a, b).

Prečítané?

Over si, čo si z poznámok pamätáš, na krátkych úlohách k téme.

Precvičovať Späť na lekciuNa začiatok