Объявление функций

Как и в большинстве языков структурного программирования, блоки операторов можно оформлять в виде функций для дальнейшего использования.

Синтаксис:

def 〖имя функции〗(〖аргументы〗):
␣␣␣␣〖операторы〗
␣␣␣␣return 〖возвращаемое значение〗

Функция может возвращать одно или несколько значений (в виде кортежа) или None.

Объявление функции следует рассматривать, как присвоение значения соответствующей переменной.

Функции и модификация аргументов

Базовые типы данных при вызове функций копируются, а составные нет.

def foo(x):
    x = x + 1
    return x
    
w = foo(5) # w == 6
w = 1
r = foo(w) # w == 1, r == 2

def foo(x):
    x[0] = "42"

w = [1, 2, 3]
foo(w) # w == ['42', 2, 3]

Присвоение значений аргументам функции в ее теле равносильно созданию новых переменных.

Функции и область видимости

Функция видит переменные объявленные вне ее тела, но при попытке присвоения создает новые, локальные:

y = 1

def foo(x):
    y = x + y
    return x,y

a,b = foo(1) # y == 1

def foo(x):
    global y # Явно используем y из глобальной области
    x = x + y 
    y = y + 1
    return x,y

a,b = foo(1) # a == 2, b == 2, y == 2

Аргументы по умолчанию (default arguments)

При вызове функций можно пропускать аргументы, если для них задано значение по умолчанию:

def foo(x = 42):
    return x*2
    
w = foo(1) # w == 2
w = foo() # w == 84

Обязательные аргументы всегда должны идти перед аргументами со значениями по умолчанию при объявлении функции:

def foo(x, y, z = 42): #Верно
    return x*y*2

def foo(x = 42, y, z): #Ошибка
    return x*y*2

Порядок аргументов

Обязательные аргументы должны передаваться по порядку.

Аргументы со значениями по умолчанию можно передавать в произвольном порядке:

def foo(a, x = 1, y = 2, z = 3):
    return (x*y*z)/a

w = foo(1, z = 7, y = 7) # Верно w == 49

Функция как аргумент

def foo(x):
    return x**2

def bar(x):
    return x**3 / 3

def calc(f, x, a):
    return f(x) + a
    
w = calc(foo,1,2) # w == 3
w = calc(bar,3,2) # w == 11.0

Что еще нужно знать о функциях

• Функция — объект специального составного типа function
• Объявление одной и той-же функции несколько раз не выдаст ошибки
• Функции можно складывать в списки, словари, проверять на тождество
• Функции можно объявлять внутри функций, кроме слова global есть слово nonlocal, которое делает тоже самое, но для локальных переменных
• Функции с помощью специальных приемов могут обрабатывать произвольное число аргументов (подробнее)
• Функции можно вызывать рекурсивно
• Есть особые функции: лямбда (безымянные) и генераторы (запоминающие свое состояние)

Исключения (exception)

Возникновение исключений

Когда происходит ошибка — возбуждается соответствующее исключение. Обработка исключения — основой способ обработки ошибок в Python.

4/0
...
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

Когда происходит исключение Python начинает искать обработчик исключения для данного блока, при необходимости выходя из функций. Если обработчик не найден, то интерпретатор завершается (или выдает ошибку в интерактивном режиме).

Обработка исключений

try:
    #блок кода в котором
    #ожидается возникновение исключения
except ZeroDivisionError as e:
    #блок кода который будет выполнен
    #если возникнет исключение типа ZeroDivisionError
else:    
    #блок кода который будет выполнен
    #если исключение в блоке try не возникнет
finally:
    #блок кода, который будет выполнен в любом случае

Можно перехватывать все типы исключения написав except:, но это маскирует ошибки.

Популярные типы исключений

Исключение также можно выбросить прямо в коде. Для этого используется ключевое слово raise, например:

raise Exception("Произошла ошибка")

Примеры использования

value_str = "123.15"
value_float = 0.0

try:
    value_float = float(value_str)
except ValueError:
    print("Это не число!")
finally:
    print(value_float)
    
print(value_float*10)

Примеры использования в функции

def fix(x, fix_type = None):
    if fix_type == "round":
        return round(x)
    elif fix_type == "ceil":
        return math.ceil(x)
    elif fix_type == "trunc":
        return math.trunc(x)
    else:
        raise ValueError("Недопустимое значение переменной fix_type")

ft = input("Введите тип округления:")
value = 73/13
try:
    value = fix(value, ft)
except ValueError:
    print("Неправильный тип округления")
    value = fix(value, "round")
    

Что еще нужно знать об исключениях

• «Я не знаю, что дальше делать, я вызываю raise »
• Оператор try почти ничего не стоит, но обработка возникшего исключения дело более ресурсоемкое (хотя и не очень), поэтому не следует использовать исключения вместо if
• Объект исключения можно преобразовать в str, обычно это используется для вывод сообщений об ошибках
• Исключение можно возбудить повторно, вызвав raise без аргументов в обработчике
• Исключения можно содержательно анализировать с помощью методов модуля traceback

Модули

import modulename

Поиск при импорте:

• Файлы в папке программы
• Файлы в переменной $PYTHONPATH
• Сторонние пакеты
• Стандартная библиотека

Собственные модули

Файл mylib.py:

def foo(x):
    return x*x

class MyClass:
    def __init__(self):
        self.v = 0

Файл program.py:

import mylib

print(mylib.foo(4))

form mylib import MyClass,foo
ob = MyClass()
print(foo(4))

Разница между импортом и запуском

Модуль может определить загружен ли он через import или запущен как программа:

if __name__ == "__main__":
    main()

Функция main() будет вызвана только если скрипт запущен как программа и не будет запускаться если он импортирован в другой скрипт.

Важные модули стандартной библиотеки

Важные сторонние модули доступные в pip