Функции в Python: первая def

До этого момента программа шла сверху вниз: каждая строка выполнялась один раз. Кусок кода, который нужен дважды, приходилось писать дважды — копировать и править. Программисты называют это копипастой, и это главный источник мелких ошибок: поменял текст в одном месте, забыл в другом. У повтора в Python есть лекарство — функция. Функция — это блок кода с именем: определили один раз — вызываете сколько угодно. В этом уроке пишем первую функцию и разбираем каждую часть объявления.

Что такое функция в Python: коротко

Функция — это блок кода с именем: def имя(): — объявление, имя() — вызов. Тело пишется с отступом в четыре пробела и выполняется только при вызове. Нужна она, чтобы один и тот же код не копировать: правило пишется один раз, а вызовов может быть сколько угодно.

Без функции: копируем строки

Задача: напечатать заголовок чека в рамке — дважды, для двух касс. Без функции решение выглядит как два скопированных куска:

print('---')
print('Чек № 1')
print('---')
print()
print('---')
print('Чек № 2')
print('---')

---
Чек № 1
---

---
Чек № 2
---

Работает, но куски одинаковые: три строки повторены дважды. Чеков станет десять — придётся скопировать ещё тридцать строк. Захотелось изменить ширину рамки — править каждый кусок отдельно. Такой код медленно читается и легко ломается. Нужен способ записать повтор один раз и дать ему имя.

Первая функция: def

Функция объявляется словом def: за ним идут имя, скобки и двоеточие, а тело — с отступом.

def print_line():
    print('---')

print_line()
print('Чек № 1')
print_line()

---
Чек № 1
---

Читается объявление вслух так: «def print_line — определить блок кода с именем print_line». Разбираем по частям:

• def — ключевое слово: сообщает Python, что начинается объявление функции;
• print_line — имя функции: придумываете вы, по правилам имён переменных — латиница, без пробелов;
• скобки () — место для данных, которые функция примет при вызове; в первой функции данных нет, но сами скобки обязательны;
• двоеточие в конце строки открывает тело, а тело — строки с отступом 4 пробела, как у цикла for.

Само объявление ничего не печатает. Python прочитал тело, запомнил его под именем print_line и пошёл дальше — тело выполнится только при вызове. Вызов — это имя функции со скобками: print_line(). Скобки здесь — команда «запусти»: без них Python просто видит имя и молчит.

# Так не сработает: имя без скобок — это не вызов
def hello():
    print('Привет!')

hello

# Так не запускается: print без отступа
def hello():
print('Привет!')

Сначала def, потом вызов

Python читает файл сверху вниз. К моменту вызова функция уже должна быть объявлена — иначе имени ещё не существует. Вызовов может быть сколько угодно:

def greet():
    print('Добрый день!')

greet()
greet()
greet()

Добрый день!
Добрый день!
Добрый день!

Три вызова — три выполнения тела. Ставить вызовы можно где угодно ниже объявления: в цикле, в условии, из другой функции.

# Так не запускается: вызов до def
greet()

def greet():
    print('Добрый день!')

Функция и цикл: два инструмента вместе

Функция и цикл решают разные задачи повторов. Цикл повторяет тело для каждого элемента списка, функция даёт повтору имя и хранит его в одном месте. Вместе они закрывают двойной повтор: цикл отвечает за «для каждого», функция — за «как именно»:

def print_divider():
    print('----------')

for i in [1, 2, 3]:
    print('Шаг', i)
    print_divider()

Шаг 1
----------
Шаг 2
----------
Шаг 3
----------

Тело цикла выполнено трижды, и на каждом шаге функция печатала разделитель. Захотелось поменять вид разделителя — правка вносится в одном месте, в теле функции, а не в трёх местах программы. Функцию удобно читать как одну команду с именем: print_divider — «напечатай разделитель».

Зачем функция вместо копипасты

Финальный штрих — меню программы: блок с пунктами объявлен как функция и вызывается там, где нужен:

def show_menu():
    print('1 — начать игру')
    print('2 — настройки')
    print('0 — выход')

show_menu()
print('Введите номер пункта:')

1 — начать игру
2 — настройки
0 — выход
Введите номер пункта:

• шапки, подвалы и разделители отчётов — печать одинаковых рамок одним вызовом;
• меню программы: пункты нужны в нескольких местах — вызовом одной функции;
• повторяющиеся куски тела цикла: вынесите их в функцию с именем и вызывайте из цикла — так делают в уроках про циклы, когда тело перестаёт помещаться в одну строку.

Имя функции — часть кода

Имя функции читают чаще, чем её тело. Открывая файл, человек сперва ищет в коде print_divider, а не три строки с print. Имя — короткое описание того, что делает блок, и экономия на нём выходит боком: f1, do_it, func не говорят ничего, и через месяц никто не вспомнит, что там было. Мы держимся правила: имя начинается с глагола и читается как команда — print_divider, show_menu, count_words. Два слова пишутся через подчёркивание, как принято в Python: print_divider, а не printDivider.

Побочный эффект хорошего имени — Python сам подсказывает, где ошибка. Вызвали несуществующую функцию — получите NameError с точным именем в тексте: опечатка в print_divider видна сразу, читаешь и правишь. Имя — не украшение, а диагностика.

Порядок в файле: сначала определения, потом работа

В файле с десятком функций рано или поздно возникает соблазн: поставить вызов туда, где он «по смыслу» подходит, — и разорвать файл на две части. Потом выясняется, что половина вызовов стоит выше объявлений, и при запуске программа падает с NameError. Мы держимся простого порядка: сначала все определения, потом работа. Читается как оглавление: сначала что есть, потом что с этим делают.

def print_divider():
    print('----------')


def show_title():
    print('Отчёт за неделю')


show_title()
print_divider()

Отчёт за неделю
----------

Функция, которая печатает, но не возвращает

Ещё одну вещь стоит увидеть сразу. Функция, внутри которой только print, ничего не возвращает: попросите у неё результат — получите None. Python не ругается, потому что запрета на None нет, но и пользы от такой функции нет: её вывод никуда не передать, кроме экрана.

def show_menu():
    print('1 — начать игру')
    print('0 — выход')

result = show_menu()
print('Функция вернула:', result)

1 — начать игру
0 — выход
Функция вернула: None

Это не ошибка, а молчаливое «не знаю». Отсюда рабочее правило нашей команды: функция возвращает значение, а печатает тот, кто её вызывает. Разница между «напечатать» и «вернуть» — тема урока про return.

Частые ошибки новичка

Первая строка таблицы — единственная, где Python не поможет: пустой вывод выглядит как «программа отработала и всё в порядке». Если скрипт завершился мгновенно и на экране ничего нет, первым делом проверьте скобки у вызовов.

Первая функция объявлена и вызвана. Но она каждый раз делает одно и то же — данных у неё нет. Настоящая сила начинается, когда функция принимает данные: одна функция приветствия для разных гостей, одна печать цены для разных товаров. Как передать данные внутрь — тема следующего урока, а отдача результата наружу — урок про return.