Pokud jsi v minulých lekcíh pracoval/a s kruhy, tak jsi nejspíš do programu zadal/a hotnotu čísla π.

Python má ale spoustu vychytávek zabudovaných – není třeba je přímo psát, stačí jen vědět, kam se podívat.

Pí můžeme zpřístupnit importem z modulu math.

from math import pi

print(pi)

Jak je vidět, π je tak trochu schované. Přece jen, print nebo if potřebují všichni, ale ne všichni mají rádi matematiku…

Teď ale u matematiky ještě chvilku zůstaneme.

Výrazy

V matematice máme spoustu různých operací, které se zapisují symboly – třeba plus a minus. Stejné symboly používá i Python:

• 3 + 4
• a - b

S násobením a dělením už je to složitější, matematický zápis se na běžné klávesnici nedá napsat:

• 3 · 4
• ¾

V Pythonu si ale pořád vystačíme s operátorem.

Matematici ovšem psali na papír, a tak vymýšleli stále nezapsatelnější klikyháky, které se programátorům nechtělo přepisovat:

• x²
• x ≤ y
• sin θ
• Γ(x)
• ∫x
• ⌊x⌋
• a ★ b
• a ⨁ b

Ne že by neexistovaly programovací jazyky, na které je potřeba speciální klávesnice. Ale programy v nich se většinou nedají dost dobře psát, ani číst.

⍎’⎕’,∈Nρ⊂S←’←⎕←(3=T)∨M∧2=T←⊃+/(V⌽”⊂M),(V⊖”⊂M),(V,⌽V)⌽”(V,V←1¯1)⊖”⊂M’

V Pythonu je operátorů poměrně málo. Už z nich známe skoro půlku! A i tak některé místo symbolů používají slova. Tady jsou všechny Pythonní operátory:

Je asi jasné, že většina operací, které v programu budeme chtít udělat, se nedá vyjádřit operátorem.

Co s tím?

Jeden z matematických zápisů, které jsem před chvilkou ukázal, používá pro operace jména.

• x = sin a

A to jde napsat na klávesnici! Python jenom přidá závorky, aby bylo jasnější, k čemu se operace vztahuje:

x = sin(a)

Ten sin musíš naimportovat, jako předtím pí (přece jen, ne všichni mají rádi matematiku). Takže celý program vypadá následovně:

from math import sin

x = sin(1)  # (v radiánech)
print(x)

Volání funkcí

Funkci voláme jménem.

Je to jméno jako u proměnných – vlastně to je proměnná, jen je v ní, místo čísla nebo řetězce, funkce.

Za jméno funkce patří závorky, do nichž uzavřeme argument (neboli vstup) funkce. To je informace, se kterou bude naše funkce pracovat – třeba sin() ze svého argumentu vypočítá sinus.

Volání funkce je výraz a výsledná, neboli návratová, hodnota (angl. return value) se dá třeba přiřadit do proměnné.

        jméno funkce
                 │
                ╭┴╮
            x = sin(1)
            ▲      ╰┬╯
            │     argument
            │
            ╰── návratová hodnota

Nebo se dá použít místo čísla v součtu:

a = sin(1) + cos(2)

Nebo v podmínce ifu:

if sin(1) < 3:

Nebo dokonce jako argument jiné funkce:

print(sin(1))

… a podobně.

Argumenty

Některým funkcím můžeme předat i více argumentů. Třeba funkci print, která všechny své argumenty vypíše na řádek. Jednotlivé argumenty oddělujeme čárkami:

print(1, 2, 3)

print("Jedna plus dva je", 1 + 2)

Některé funkce nepotřebují žádný argument. Příkladem je zase print. Je ale nutné napsat závorky – i když jsou prázdné. Hádej, co tohle volání udělá?

print()

Funkce je potřeba volat

Pozor na to, že když nenapíšeš závorky, funkce se nezavolá! (Nedostaneš návratovou hodnotu, ale samotnou funkci.) Zkus si, co dělají tyhle příklady, abys pak podobné chyby poznala:

from math import sin
print(sin(1))
print(sin)
print(sin + 1)

Pojmenované argumenty

Některé funkce umí pracovat i s pojmenovanými argumenty. Píšou se podobně jako přiřazení do proměnné, s rovnítkem, ale uvnitř závorek.

Třeba funkce print normálně ukončí výpis novým řádkem, ale pomocí argumentu end se dá vypsat i něco jiného.

print('1 + 2', end=' ')
print('=', end=' ')
print(1 + 2, end='!')
print()

Užitečné funkce

Nakonec si ukážeme pár základních funkcí, které nám Python nabízí. Můžeš si stáhnout i přehled, který se rozdává na srazech.

Vstup a výstup

Tyhle funkce už známe. print vypíše nepojmenované argumenty, oddělené mezerou. Pojmenovaný argument end určuje, co se vypíše na konci (místo přechodu na nový řádek); sep zase, co se vypíše mezi jednotlivými argumenty (místo mezery).

print(1, "dvě", False)
print(1, end=" ")
print(2, 3, 4, sep=", ")

Základní funkce na výstup, input, vypíše otázku, načte vstup od uživatele a vrátí ho jako řetězec.

input('zadej vstup: ')

Převádění typů

Co ale když nechceme pracovat s řetězcem, ale třeba s číslem? Tady nám pomůže skupina funkcí, které umí převádět čísla na řetězce a zpátky. Každý ze tří typů (angl. types) proměnných, které zatím známe, má funkci, která vezme nějakou hodnotu a vrátí podobnou hodnotu „svého“ typu. Na celá čísla je funkce int (z angl. integer), na reálná čísla je float (z angl. floating-point), a pro řetězce str (z angl. string).

int(x)              # převod na celé číslo
float(x)            # převod na reálné číslo
str(x)              # převod na řetězec

Příklady:

3 == int('3') == int(3.0) == int(3.141) == int(3)
8.12 == float('8.12') == float(8.12)
8.0 == float(8) == float('8') == float(8.0)
'3' == str(3) == str('3')
'3.141' == str(3.141) == str('3.141')

Ne všechny převody jsou možné:

int('blablabla')    # chyba!
float('blablabla')  # chyba!
int('8.9')          # chyba!

…a jak si poradit s chybou, která nastane, když použiješ špatnou hodnotu, si řekneme později.

Matematické funkce

Matematika je občas potřeba, takže se pojďme podívat, jak v Pythonu pracovat s čísly.

Jedna zajímavá matematická funkce je k dispozici vždy:

round(cislo)    # zaokrouhlení

Spousta dalších se dá importovat z modulu math:

from math import sin, cos, tan, sqrt, floor, ceil

sin(uhel)       # sinus
cos(uhel)       # kosinus
tan(uhel)       # tangens
sqrt(cislo)     # druhá odmocnina

floor(cislo)    # zaokrouhlení dolů
ceil(cislo)     # zaokrouhlení nahoru

Nápověda

Další funkce pomáhá programátorům: Můžeš si přímo z programu (nebo z interaktivního režimu) vyvolat nápovědu k nějaké funkci. (Občas bývá srozumitelná i pro začátečníky, občas bohužel spíš ne – v takovém případě zkus Google).

Nápověda se zobrazí podle systému buď v prohlížeči, nebo přímo v terminálu. Když je nápověda v terminálu příliš dlouhá, dá se v ní pohybovat (↑, ↓, PgUp, PgDn) a „ven“ se dostaneš klávesou Q (od Quit).

Nápověda k funkci print se zobrazí příkazem:

help(print)

Nápověda se dá vypsat i k celému modulu.

import math

help(math)

Náhoda

Nakonec si ukážeme dvě funkce z modulu random, které jsou velice užitečné pro hry.

from random import randrange, uniform

randrange(a, b)   # náhodné celé číslo od a do b-1
uniform(a, b)     # náhodné „desetinné“ číslo od a do b

Pozor na to, že randrange(a, b) nikdy nevrátí samotné b. Pokud potřebujeme náhodně vybrat ze tří možností, použij randrange(0, 3), což vrátí 0, 1, nebo 2:

from random import randrange

cislo = randrange(0, 3)  # číslo je od 0, 1, nebo 2
if cislo == 0:
    print('Kolečko')
elif cislo == 1:
    print('Čtvereček')
else:  # 2
    print('Trojúhelníček')

A další

Python dává k dispozici obrovské množství dalších funkcí a modulů, i když ne všem budeš ze začátku rozumět. Všechny jsou – anglicky – popsány v dokumentaci Pythonu, např. vestavěné funkce, matematika.