Nauč se Python > Materiály > Začátečnický kurz > Cykly > Funkce

Funkce

Známe spoustu matematických operací, které se zapisují pomocí symbolů – třeba plus a minus. Python se snaží používat stejné symboly jako matematici:

  • 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 se symbolem, byť trochu jiným – *, /.

Matematici ale píšou na papír, a tak si můžou dovolit vymýšlet stále zajímavější klikyháky, které se pak na klávesnici píšou stále hůř:

  • x²
  • xy
  • sin θ
  • Γ(x)
  • x
  • |s|
  • x
  • ab
  • ab

Ne že by neexistovaly programovací jazyky, na které je potřeba speciální klávesnice. Třeba program v jazyce APL laik jednoduše ani nenapíše, ani nepřečte:

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

Expert v APL může být vysoce produktivní, ale Python se zaměřuje spíš na to, aby se dal snadno naučit. A tak používá symboly jen pro ty nejčastější operace. Operátorů, které využívají symboly, je tak málo, že už jich zhruba půlku znáš!

Pro zajímavost, tady jsou všechny – i ty co ještě neznáš:

== != < > <= >= := | ^ & << >> + - * @ / // % ~ ** [ ] ( ) { } .

Všechno ostatní vyjádříme slovně.

Délka řetězce

Jedna operace, na kterou v Pythonu není symbol, je zjištění délky řetězce. Místo symbolu má název. Jmenuje se len (z angl. length, délka), a používá se takto:

slovo = 'Ahoj'
delka = len(slovo)      # Vypočítání délky
print(delka)

To len je funkce (angl. function). Jak se takové funkce používají?

K tomu, abys funkci mohl/a použít, potřebuješ znát její jméno – tady len. Za jméno funkce patří závorky, do nichž uzavřeš argument (neboli vstup) funkce. To je informace, se kterou bude funkce pracovat – třeba len ze svého argumentu vypočítá délku.

Celému výrazu len(slovo) se říká volání funkce (angl. function call). Jeho výsledek, takzvaná návratová hodnota (angl. return value) se dá třeba přiřadit do proměnné.

Diagram volání funkce

Pro matematiky

Máš-li rád/a matematiku, dej pozor! Funkce v Pythonu je něco jiného než funkce v matematice, i když se stejně jmenují a podobně zapisují. Pythonní funkce může např. mít pro stejný argument různé hodnoty.

Volání funkce jako výraz

Vzpomínáš si, jak Python vyhodnocuje výrazy?

vysledek = 3 * (5 + 2)
#              ╰──┬──╯
vysledek = 3 *    7
#          ╰─┬────╯
vysledek =  21

Volání funkce je taky výraz. Stejně jako a + b je výraz, který něco udělá podle hodnot a a b a výsledek dá k dispozici, len(slovo) je výraz, který něco udělá podle hodnoty slovo a výsledek dá k dispozici.

Vždycky, když Python při vyhodnocování narazí na jméno funkce se závorkami, funkci zavolá, zjistí výsledek a dosadí ho:

vysledek = len("Ahoj!")
#          ╰────┬─────╯
vysledek =      5

Volání funkce můžeš kombinovat s jinými výrazy, třeba se součtem:

delka = len('Ahoj') + len('!')
#        ╰──┬─────╯    ╰─┬───╯
delka =     4       +    1
#           ╰───────┬────╯
delka =             5

Nebo v podmínce ifu – třeba u:

if len('Ahoj!') <= 3:
    print('pozdrav je krátký')

… se za len('Ahoj!') <= 3 nakonec dosadí nepravda (False):

   len('Ahoj!') <= 3
#  ╰─────┬────╯
         5      <= 3
#        ╰──────┬──╯
              False

Volání funkce můžeš použít i jako argument pro jinou funkci:

print(len('Ahoj'))
#     ╰────┬────╯
print(     4     )   # vypíše 4

Nebo to zkombinovat dohromady:

x = 5
print(len('Ahoj') + x)
#     ╰────┬────╯   |
print(     4      + 5)
#          ╰───┬────╯
print(         9     )

… a podobně.

Procedury

Možná sis všiml/a, že jednu funkci už voláš déle: print("Ahoj!") je taky volání funkce. Stejně jako len dostává print v závorkách argument – hodnotu, se kterou pracuje. Liší se ale návratovou hodnotou.

Funkce print sice něco udělá – vypíše text na obrazovku – ale nevrátí žádný smysluplný výsledek, který by zbytek programu mohl dál zpracovat.

Funkcím, které nic nevrací (jen něco udělají) se občas říká procedury. V Pythonu není hranice mezi „normální“ funkcí a procedurou příliš ostrá, ale přesto se hodí tento koncept znát. Pár příkladů:

  • Funkce, která vybere náhodné číslo, je „normální“. Svůj výsledek vrátí; program s ním může dál pracovat.
  • Funkce, která vykreslí na obrazovku kolečko, je procedura. Žádnou zajímavou hodnotu programu nevrací.
  • Funkce, která spočítá průměrný věk obyvatelstva podle informací ze sčítání lidu je „normální“. Svůj výsledek vrátí a program s ním může dál pracovat.
  • Funkce, která přehraje písničku reproduktorem, je procedura. Nic zajímavého programu nevrací.

Na rozdíl od ostatních termínů, které se tu učíš, není „procedura“ v Pythonu zavedený pojem. Je vypůjčený z jazyka Pascal. Kdybys o něm diskutoval/a s nějakým zkušeným programátorem, odkaž ho prosím na tyto materiály.

Argumenty

Argument je to, co funkci dáš k dispozici. Hodnota, se kterou funkce pracuje. Chceš-li délku řetězce Ahoj!, použiješ funkci len která umí vypočítat délku jakéhokoli řetězce a jako argument, v závorkách, jí dáš tu svoji konkrétní hodnotu: len('Ahoj!').

Podobně funkce print umí vypsat jakoukoli hodnotu. Tu, kterou má vypsat ve tvém konkrétním případě, jí předáš jako argument.

Některým funkcím můžeš předat i více argumentů. Třeba zrovna funkci print, která všechny své argumenty vypíše na řádek. Jednotlivé argumenty se oddělují čárkami:

print(1, 2, 3)
print("Jedna plus dva je", 1 + 2)

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

print()

Řešení

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 při výpisu odděluje jednotlivé argumenty mezerou, ale pomocí argumentu sep se dá použít i něco jiného.

print(1, 2, 3, 4, sep=', ')     # Místo mezery odděluj čárkou

Dá se změnit i to, co print udělá na konci výpisu. Normálně přejde na nový řádek, ale argumentem end můžeš říct, co se má vypsat místo toho.

Tenhle příklad je potřeba napsat do souboru; v interaktivní konzoli nebude výstup vypadat tak, jak má.

print('1 + 2', end=' ')     # Místo přechodu na nový řádek jen napiš mezeru
print('=', end=' ')
print(1 + 2, end='!')
print()

Funkce je potřeba volat

Pozor na to, že když nenapíšeš závorky, funkce se nezavolá! Výraz len(s) je volání funkce, ale len bez závorek označuje funkci samotnou.

Výsledek len(s) je číslo; len je funkce.

Čísla můžeš sečítat, můžeš tedy napsat len(s) + 1. Funkce ale sečítat nejde – len + 1 nedává smysl.

Často se ale stane, že závorky prostě zapomeneš. Zkus si, co dělají následující příklady, a pozorně si přečti výsledky a chybové hlášky, abys pak podobné chyby poznal/a:

print(len('a'))     # Volání funkce (a vypsání výsledku)
print(len)          # Vypsání samotné funkce
print(len + 1)      # Sečtení funkce a čísla

Přehled funkcí

A jaké funkce můžeš, kromě len a print, použít? Přehled těch základních najdeš v následující lekci.