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Python:
Funções
Abstração
 É uma técnica de programação que nos permite pensar
num problema em diversos níveis
 A idéia é que quando estamos pensando num problema
macroscopicamente, não estamos preocupado com
minúcias
 Dividir para conquistar:
 Um problema é dividido em diversos sub-problemas
 As soluções dos sub-problemas são combinadas numa
solução do problema maior
Programação Estruturada
 É uma disciplina de programação que incorpora o
princípio de “Dividir para Conquistar”
 (Programação Orientada a Objetos é outra...)‫‏‬
 Programas são divididos em sub-programas
 Cada sub-programa é invocado por meio de um
identificador e uma lista de entradas
 Permite especificar como um problema pode ser resolvido em
geral
 O mesmo sub-programa pode ser invocado para resolver
diversos problemas de mesma natureza mas com valores
específicos diferentes
 Os resultados computados por um sub-programa podem
ser combinados com os de outros sub-programas
Definindo funções
 Em Python, sub-programas têm o nome de funções
 Formato geral:
def nome (arg, arg, ... arg):
comando
. . .
comando
 Onde:
 nome é o nome da função
 args são especificações de argumentos da função
 Uma função pode ter 0, 1 ou mais argumentos
 comandos contêm as instruções a ser executadas quando a
função é invocada
Resultado de funções
 Uma função tipicamente computa um ou mais valores
 Para indicar o valor a ser devolvido como o resultado da
função, usa-se o comando return, que tem o formato
return expressão
 onde a expressão é opcional e designa o valor a ser
retornado
 Ao encontrar o comando return, a função termina
imediatamente e o controle do programa volta ao ponto
onde a função foi chamada
 Se uma função chega a seu fim sem nenhum valor de
retorno ter sido especificado, o valor de retorno é None
Exemplo
>>> def f():
return
>>> print f()
None
>>> def f():
return "Oi"
>>> print f()
Oi
>>> def f(nome):
return "Oi, "+nome+"!"
>>> print f("Joao”)
Oi, Joao!
Variáveis locais e globais
 Variáveis definidas em funções são locais, isto é, só
podem ser usadas nas funções em que foram definidas
 Variáveis definidas fora de funções são conhecidas como
variáveis globais
 É possível no código de uma função ler o conteúdo de uma
variável global
 Para alterar uma variável global, ela precisa ser declarada
no corpo da função usando o comando global
Exemplo
>>> def f():
print a
>>> a = 1
>>> f()
1
>>> def f():
a = 5
>>> f()
>>> print a
1
>>> def f():
global a
a = 5
>>> f()
>>> print a
5
Argumentos de funções
 Argumentos (ou parâmetros) são como variáveis que
recebem seus valores iniciais do chamador
 Essas variáveis, assim como outras definidas dentro da
função são ditas locais, isto é, só existem no lugar onde
foram definidas
 Ao retornar ao ponto de chamada, as variáveis locais são
descartadas
 Se uma função define n argumentos, a sua chamada
deve incluir valores para todos eles
 Exceção: argumentos com valores default
Exemplo
>>> def f(x):
return x*x
>>> print f(10)
100
>>> print x
....
NameError: name 'x' is not defined
>>> print f()
....
TypeError: f() takes exactly 1 argument (0 given)
Argumentos default
 É possível dar valores default a argumentos
 Se o chamador não especificar valores para esses
argumentos, os defaults são usados
 Formato:
def nome (arg1=default1, ..., argN=defaultN)
 Se apenas alguns argumentos têm default, esses devem
ser os últimos
 Se não fosse assim, haveria ambigüidade na passagem de
argumentos
Exemplo
>>> def f(nome,saudacao="Oi",pontuacao="!!"):
return saudacao+","+nome+pontuacao
>>> print f("Joao”)
Oi,Joao!!
>>> print f("Joao","Parabens”)
Parabens,Joao!!
>>> print f("Joao","Ah","...”)
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Passando argumentos com nomes
 É possível passar os argumentos sem empregar a ordem
de definição desde que se nomeie cada valor passado
com o nome do argumento correspondente
 Ex.:
>>> def f(nome,saudacao="Oi",pontuacao="!!"):
return saudacao+","+nome+pontuacao
>>> print f(saudacao="Valeu",nome="Joao”)
Valeu,Joao!!
Alterando parâmetros
 É possível alterar parâmetros?
 Sim e não
 Como o parâmetro é uma variável local, ele pode ser
alterado sem problemas
 Entretanto, se um parâmetro recebe um valor que vem de
uma variável global, esta não é alterada
 Ex.:
>>> def f(x):
x = 5
>>> a = 1
>>> f (a)
>>> print a
1
Alterando parâmetros
 Note que quando passamos uma variável do tipo lista
como parâmetro, estamos passando uma referência para
um valor do tipo lista
 Nesse caso, alterar o parâmetro pode influenciar no “valor”
da variável global
 Na verdade, o “valor” da variável do tipo lista é uma
referência que não muda
 Este caso é idêntico a termos duas variáveis se referindo ao
mesmo valor
Exemplo
>>> def f(x):
x[:] = [5]
>>> a = [1]
>>> f(a)
>>> a
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>>> b = a
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>>> a
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Documentando Funções
 Ao invés de usar comentários para descrever o que uma função, é
mais vantajoso usar docstrings
 Uma constante string escrita logo após o cabeçalho da função
(comando def)
 Permite o acesso à documentação a partir do interpretador,
usando a notação função . __doc__
>>> def fat(n):
"Retorna o fatorial de n.”
for i in range(n-1,1,-1): n*=i
return n
...
>>> fat(4)
24
>>> print fat.__doc__
Retorna o fatorial de n.
Lista de parâmetros variável
 Se o último argumento de uma definição de função
começa com *, todos os valores passados, a partir
daquele, são postos numa tupla
 Ex.:
>>> def imprime(nome,*atributos):
print nome,atributos
...
>>> imprime ('a',1,2,'b’)
a (1, 2, 'b’)
>>> def media(*valores):
total=0.0
for x in valores: total+=x
return total/len(valores)
...
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2.5
Lista de parâmetros variável (2)‫‏‬
 Se o último argumento de uma definição de função
começa com **, todos os valores passados usando
chaves, a partir daquele, são postos num dicionário
 Ex.:
>>> def f (a,b,**c):
print a, b, c
>>> f (1,2,3)
...
TypeError: f() takes exactly 2 arguments (3 given)
>>> f (1,2,x=3)
1 2 {'x': 3}
Lista de parâmetros variável (3)‫‏‬
 É possível passar os valores de uma tupla para preencher parâmetros
posicionais de uma função bastando para isso precedê-la de *
 Um dicionário podem ser usado para preencher parâmetros por chave
bastando para isso precedê-lo de **
 É preciso tomar cuidado para não abusar!
 Ex.:
>>> def f (a,b,*c,**d):
print a,b,c,d
>>> f (*[1,2,3,4,5])
1 2 (3, 4, 5) {}
>>> f (**{"a":1,"b":2,"c":3,"d":4})
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>>> f (1,2,3,**{"d":1})
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>>> f (1,2,3,**{"a":1})
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TypeError: f() got multiple values for keyword argument 'a'
Passando funções
 Nomes de funções podem ser manipulados como variáveis e
mesmo como argumentos de funções
 Para saber se um nome se refere a uma função, use o
predicado callable()
 Ex.:
>>> def f(g):
return g(5)
>>> def h(x):
return x*x
>>> f(h)
25
>>> m = h
>>> callable(m)
True
>>> f(m)
25
Escopo
 Escopo é o nome que se dá ao conjunto de nomes acessíveis
de um determinado ponto de um programa
 Também é chamado de espaço de nomes ou namespace
 Um programa começa em um escopo (chamado escopo
global) enquanto que cada função acrescenta um escopo
próprio (local)
 Módulos e classes também definem escopos
 Ao se fazer acesso a um nome, todos os escopos, do mais
interno para o mais externo, são consultados.
 Isto explica por que definir uma variável numa função pode
fazer com que uma variável global deixe de ser acessível
Função vars()‫‏‬
 O dicionário obtido com a função vars() pode ser usado
para ter acesso a todas as variáveis definidas num
escopo. Ex.:
>>> vars()
{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__',
'__doc__': None}
>>> def f():
x = 1
print vars()
>>> vars()
{'f': <function f at 0xb6e7f56c>, '__builtins__': <module '__builtin__'
(built-in)>, '__name__': '__main__', '__doc__': None}
>>> f()
{'x': 1}
Funções definidas em funções
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 Se uma função g é definida dentro de uma função f, ela
tem acesso ao seu próprio escopo (em primeiro lugar) e
também ao escopo de f
 Ex.:
>>> def f(x):
def g(y): return x*y
return g(2)
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8
Funções definidas em funções (2)‫‏‬
 Observe que, se uma função g foi definida dentro de outra
função f, então, se g é armazenada numa variável ou
transmitida para outra função ela carrega com si os valores do
escopo de f (mas não o escopo global). Ex:
>>> x = 2
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def g(z): return x*y*z
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  • 2. Abstração  É uma técnica de programação que nos permite pensar num problema em diversos níveis  A idéia é que quando estamos pensando num problema macroscopicamente, não estamos preocupado com minúcias  Dividir para conquistar:  Um problema é dividido em diversos sub-problemas  As soluções dos sub-problemas são combinadas numa solução do problema maior
  • 3. Programação Estruturada  É uma disciplina de programação que incorpora o princípio de “Dividir para Conquistar”  (Programação Orientada a Objetos é outra...)‫‏‬  Programas são divididos em sub-programas  Cada sub-programa é invocado por meio de um identificador e uma lista de entradas  Permite especificar como um problema pode ser resolvido em geral  O mesmo sub-programa pode ser invocado para resolver diversos problemas de mesma natureza mas com valores específicos diferentes  Os resultados computados por um sub-programa podem ser combinados com os de outros sub-programas
  • 4. Definindo funções  Em Python, sub-programas têm o nome de funções  Formato geral: def nome (arg, arg, ... arg): comando . . . comando  Onde:  nome é o nome da função  args são especificações de argumentos da função  Uma função pode ter 0, 1 ou mais argumentos  comandos contêm as instruções a ser executadas quando a função é invocada
  • 5. Resultado de funções  Uma função tipicamente computa um ou mais valores  Para indicar o valor a ser devolvido como o resultado da função, usa-se o comando return, que tem o formato return expressão  onde a expressão é opcional e designa o valor a ser retornado  Ao encontrar o comando return, a função termina imediatamente e o controle do programa volta ao ponto onde a função foi chamada  Se uma função chega a seu fim sem nenhum valor de retorno ter sido especificado, o valor de retorno é None
  • 6. Exemplo >>> def f(): return >>> print f() None >>> def f(): return "Oi" >>> print f() Oi >>> def f(nome): return "Oi, "+nome+"!" >>> print f("Joao”) Oi, Joao!
  • 7. Variáveis locais e globais  Variáveis definidas em funções são locais, isto é, só podem ser usadas nas funções em que foram definidas  Variáveis definidas fora de funções são conhecidas como variáveis globais  É possível no código de uma função ler o conteúdo de uma variável global  Para alterar uma variável global, ela precisa ser declarada no corpo da função usando o comando global
  • 8. Exemplo >>> def f(): print a >>> a = 1 >>> f() 1 >>> def f(): a = 5 >>> f() >>> print a 1 >>> def f(): global a a = 5 >>> f() >>> print a 5
  • 9. Argumentos de funções  Argumentos (ou parâmetros) são como variáveis que recebem seus valores iniciais do chamador  Essas variáveis, assim como outras definidas dentro da função são ditas locais, isto é, só existem no lugar onde foram definidas  Ao retornar ao ponto de chamada, as variáveis locais são descartadas  Se uma função define n argumentos, a sua chamada deve incluir valores para todos eles  Exceção: argumentos com valores default
  • 10. Exemplo >>> def f(x): return x*x >>> print f(10) 100 >>> print x .... NameError: name 'x' is not defined >>> print f() .... TypeError: f() takes exactly 1 argument (0 given)
  • 11. Argumentos default  É possível dar valores default a argumentos  Se o chamador não especificar valores para esses argumentos, os defaults são usados  Formato: def nome (arg1=default1, ..., argN=defaultN)  Se apenas alguns argumentos têm default, esses devem ser os últimos  Se não fosse assim, haveria ambigüidade na passagem de argumentos
  • 12. Exemplo >>> def f(nome,saudacao="Oi",pontuacao="!!"): return saudacao+","+nome+pontuacao >>> print f("Joao”) Oi,Joao!! >>> print f("Joao","Parabens”) Parabens,Joao!! >>> print f("Joao","Ah","...”) Ah,Joao...
  • 13. Passando argumentos com nomes  É possível passar os argumentos sem empregar a ordem de definição desde que se nomeie cada valor passado com o nome do argumento correspondente  Ex.: >>> def f(nome,saudacao="Oi",pontuacao="!!"): return saudacao+","+nome+pontuacao >>> print f(saudacao="Valeu",nome="Joao”) Valeu,Joao!!
  • 14. Alterando parâmetros  É possível alterar parâmetros?  Sim e não  Como o parâmetro é uma variável local, ele pode ser alterado sem problemas  Entretanto, se um parâmetro recebe um valor que vem de uma variável global, esta não é alterada  Ex.: >>> def f(x): x = 5 >>> a = 1 >>> f (a) >>> print a 1
  • 15. Alterando parâmetros  Note que quando passamos uma variável do tipo lista como parâmetro, estamos passando uma referência para um valor do tipo lista  Nesse caso, alterar o parâmetro pode influenciar no “valor” da variável global  Na verdade, o “valor” da variável do tipo lista é uma referência que não muda  Este caso é idêntico a termos duas variáveis se referindo ao mesmo valor
  • 16. Exemplo >>> def f(x): x[:] = [5] >>> a = [1] >>> f(a) >>> a [5] >>> b = a >>> b[:] = [7] >>> a [7]
  • 17. Documentando Funções  Ao invés de usar comentários para descrever o que uma função, é mais vantajoso usar docstrings  Uma constante string escrita logo após o cabeçalho da função (comando def)  Permite o acesso à documentação a partir do interpretador, usando a notação função . __doc__ >>> def fat(n): "Retorna o fatorial de n.” for i in range(n-1,1,-1): n*=i return n ... >>> fat(4) 24 >>> print fat.__doc__ Retorna o fatorial de n.
  • 18. Lista de parâmetros variável  Se o último argumento de uma definição de função começa com *, todos os valores passados, a partir daquele, são postos numa tupla  Ex.: >>> def imprime(nome,*atributos): print nome,atributos ... >>> imprime ('a',1,2,'b’) a (1, 2, 'b’) >>> def media(*valores): total=0.0 for x in valores: total+=x return total/len(valores) ... >>> media (1,2,3,4) 2.5
  • 19. Lista de parâmetros variável (2)‫‏‬  Se o último argumento de uma definição de função começa com **, todos os valores passados usando chaves, a partir daquele, são postos num dicionário  Ex.: >>> def f (a,b,**c): print a, b, c >>> f (1,2,3) ... TypeError: f() takes exactly 2 arguments (3 given) >>> f (1,2,x=3) 1 2 {'x': 3}
  • 20. Lista de parâmetros variável (3)‫‏‬  É possível passar os valores de uma tupla para preencher parâmetros posicionais de uma função bastando para isso precedê-la de *  Um dicionário podem ser usado para preencher parâmetros por chave bastando para isso precedê-lo de **  É preciso tomar cuidado para não abusar!  Ex.: >>> def f (a,b,*c,**d): print a,b,c,d >>> f (*[1,2,3,4,5]) 1 2 (3, 4, 5) {} >>> f (**{"a":1,"b":2,"c":3,"d":4}) 1 2 () {'c': 3, 'd': 4} >>> f (1,2,3,**{"d":1}) 1 2 (3,) {'d': 1} >>> f (1,2,3,**{"a":1}) ... TypeError: f() got multiple values for keyword argument 'a'
  • 21. Passando funções  Nomes de funções podem ser manipulados como variáveis e mesmo como argumentos de funções  Para saber se um nome se refere a uma função, use o predicado callable()  Ex.: >>> def f(g): return g(5) >>> def h(x): return x*x >>> f(h) 25 >>> m = h >>> callable(m) True >>> f(m) 25
  • 22. Escopo  Escopo é o nome que se dá ao conjunto de nomes acessíveis de um determinado ponto de um programa  Também é chamado de espaço de nomes ou namespace  Um programa começa em um escopo (chamado escopo global) enquanto que cada função acrescenta um escopo próprio (local)  Módulos e classes também definem escopos  Ao se fazer acesso a um nome, todos os escopos, do mais interno para o mais externo, são consultados.  Isto explica por que definir uma variável numa função pode fazer com que uma variável global deixe de ser acessível
  • 23. Função vars()‫‏‬  O dicionário obtido com a função vars() pode ser usado para ter acesso a todas as variáveis definidas num escopo. Ex.: >>> vars() {'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__', '__doc__': None} >>> def f(): x = 1 print vars() >>> vars() {'f': <function f at 0xb6e7f56c>, '__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__', '__doc__': None} >>> f() {'x': 1}
  • 24. Funções definidas em funções  Funções podem ser definidas dentro de funções  Se uma função g é definida dentro de uma função f, ela tem acesso ao seu próprio escopo (em primeiro lugar) e também ao escopo de f  Ex.: >>> def f(x): def g(y): return x*y return g(2) >>> print f(4) 8
  • 25. Funções definidas em funções (2)‫‏‬  Observe que, se uma função g foi definida dentro de outra função f, então, se g é armazenada numa variável ou transmitida para outra função ela carrega com si os valores do escopo de f (mas não o escopo global). Ex: >>> x = 2 >>> def f(y): def g(z): return x*y*z return g >>> h = f(3) >>> print h(1) 6 >>> x = 3 >>> print h(1) 9