Definisjon og bruk av funksjoner
Funksjoner kan ses på som en innkapsling av programkode, med flere viktige fordeler:
- Ved å sette navn på et stykke kode og bruke navnet i stedet, så gjøres resten av koden ryddigere og lettere å lese.
- Parametre og retur-verdier tydeliggjør hvilke verdier et stykke kode er avhengig av og har som resultat.
- En funksjon kan kalles fra flere steder, altså en slags gjenbruk, og gjør programmet mer kompakt.
Den vanskeligste delen er å finne ut hvilke funksjoner som er nyttigst, altså hvilke funksjoner gjøre koden ryddigst og gir mest gjenbruk. En god test er om det er lett å finne et fornuftig navn og skille koden fra resten ved å angi parametre og returverdi.
Ta koden fra rpncalc1.py for sjekke om en tekst er en operand (og ikke en operator) som eksempel: token[0].isdigit(). Det er ikke opplagt hva hensikten er, men ved f.eks. å kalle koden isOperand, så gjøres dette tydeligere. Koden blir som følger:
def isOperand(token):
return token[0].isdigit()
...
while (True):
...
token = raw_input(" > ")
if isOperand(token):
operand = float(token)
...
| Øverst defineres isOperand-funksjonen: Den tar inn en tekst (string) og returnerer en sannhetsverdi (boolean, altså True eller False). Merk at sannhetsverdien som isOperand returnerer kun er avhengig av argumentet som overføres, fordi funksjonskoden (som ofte kalles funksjonskroppen) ikke refererer til noen variabler utenfor funksjonen, f.eks. operands. Funksjonen har heller ingen side-effekter, dvs. den endrer ingenting i omgivelsene sine. Dette betyr at funksjonen er en matematisk funksjon, fordi den alltid returnerer samme verdi for samme sett av argumenter. Slike funksjoner er enklere å analysere bruken av, fordi de ikke er avhengig av omgivelsene. Lenger ned brukes av isOperand: token overføres som argument returverdien brukes direkte som betingelsen i if-setningen. |
Et problem med originalkoden i rpncalc1.py var at den ikke sjekket om det var nok operander tilgjengelig før den pop-et verdier i elif-grenen for pluss- og minus-operatorene. Disse bør begge sjekke om lista som operands-variablen refererer til har mange nok verdier. Siden begge grener har behov for å sjekke dette, så kan en oppnå gjenbruk ved å definere en funksjon som gjør sjekken:
operands = []
...
def hasOperands(n):
return len(operands) >= n
...
while (True):
...
elif token == "+":
if hasOperands(2):
...
elif token == "-":
if hasOperands(2):
...
...
| hasOperands returnerer True dersom operands-lista er minst så mange verdier som angitt i argumentet og False om så ikke er tilfelle. Denne funksjonen er ikke en matematisk funksjon, fordi resultatet er avhengig av verdier utenom argumentene, nemlig operands-variablen. hasOperands-funksjonen brukes i elif-grenene for både pluss- og minus-operatorene. |
Til sist definerer vi funksjoner for hver av de to operatorene pluss og minus, for å gjøre løkke-koden enda ryddigere:
operands = []
...
def plus():
if hasOperands(2):
operands.append(operands.pop() + operands.pop())
def minus():
if hasOperands(2):
operands.append(- (operands.pop() - operands.pop()))
...
while (True):
...
elif token == "+":
plus()
elif token == "-":
minus()
...
| Her defineres en funksjon for hver av operatorene, for å forenkle løkke-koden. Vi får ingen gjenbruk av kode, fordi hver av funksjonene bare kalles ett sted. Begge disse funksjonene er avhengig av omgivelsene sine, både fordi de bruker en annen funksjon som er det, og fordi de selv refererer til en variabel utenfor seg selv, nemlig operands. I tillegg har begge side-effekten at lista som operands refererer til endres, dersom den er har minst to operander. Ser du forresten hvordan feilen med minus-logikken i rpncalc1.py er rettet?
|
Hva skjer nå funksjoner kalles?
I rpncalc1-eksemplet viste vi hvordan variabler noteres på et slags ark som opprettes når Python-programmet kjøres. Noe lignende skjer når en funksjon kalles: Det opprettes et lite ark, tenk Post-It-lapp, hvor parametre og lokale variabler noteres. Dette lille arket kommer på toppen av program-arket, slik at koden inni funksjonen kan referere til variabler på både det lille funksjons-arket og det store program-arket. Figuren under illustrerer situasjonen når hasOperands er kalt med 2 som argument:
| Til venstre |
For ordens skyld, her er hele koden:
# rpncalc2.py
operands = []
def isOperand(token):
return token[0].isdigit()
def hasOperands(n):
return len(operands) >= n
def plus():
if hasOperands(2):
operands.append(operands.pop() + operands.pop())
def minus():
if hasOperands(2):
operands.append(- (operands.pop() - operands.pop()))
while (True):
print(operands)
token = raw_input(" > ")
if isOperand(token):
operand = float(token)
operands.append(operand)
elif token == "exit":
break
elif token == "+":
plus()
elif token == "-":
minus()
else:
print("Unsupported operator: " + token)
print("program exited")