Een functie is een blok herbruikbare code dat een bepaalde actie uitvoert. Om een functie aan het werk te zetten, roep je hem aan (Engels: “call”), met de parameters als de functie nodig heeft. Je hoeft niet te weten hoe de functie precies werkt. Je hoeft slechts drie dingen te weten:
De naam van de functie
De parameters die de functie nodig heeft (als die er zijn)
De waarde die de functie teruggeeft (als er zo’n waarde is)
Ik ga deze elementen één voor één bespreken.
Iedere functie heeft een naam. Net als variabele namen, mogen functie namen alleen bestaan uit letters, cijfers, en underscores, en mogen ze niet starten met een cijfer. Vrijwel alle standaard Python functies bestaan alleen uit kleine letters. Gewoonlijk is de naam van een functie een korte beschrijving van wat de functie doet.
Als je in een tekst refereert aan een functie, is het de gewoonte dat je achter de naam van de functie een openings- en sluithaakje zet, omdat functies in code altijd die haakjes hebben (zelfs al staat er niks tussen de haakjes).
Sommige functies worden aangeroepen met parameters (“argumenten”), die meestal verplicht zijn. De parameters worden geplaatst tussen de haakjes die achter de functienaam staan. Als er meerdere parameters zijn, moet je er komma’s tussen zetten.
De parameters zijn de waardes die de programmeur aan de functie geeft om
te verwerken. Bijvoorbeeld, de functie int() wordt aangeroepen met één
parameter, namelijk de waarde waarvan de functie probeert een integer
representatie te maken. De print() functie mag worden aangeroepen met
een willekeurig aantal parameters (zelfs nul), die de functie op het
scherm zal tonen, waarna de functie naar een nieuwe regel op het scherm
zal gaan.
Over het algemeen is het zo dat een functie de waardes van de parameters niet kan wijzigen. Bekijk bijvoorbeeld de volgende code:
x = 1.56
print( int( x ) )
print( x )
Als je deze code uitvoert, zie je dat int() niet de waarde van x
heeft aangepast; de functie heeft alleen aan print() doorgegeven wat
de integer representatie van de waarde van x is. De reden dat dit zo
is, is dat over het algemeen alleen de waarde van parameters wordt
doorgegeven (Engels: “passed by value”). Dit betekent dat de functie
geen toegang heeft tot de variabelen die als parameters gebruikt worden,
maar dat de functie kopieën krijgt van de waardes die in de parameters
staan. Ik zeg “over het algemeen” omdat dit niet geldt voor alle data
types, maar het geldt in ieder geval voor de data types die tot op dit
moment bediscussieerd zijn. Pas in hoofdstuk
13
ga ik spreken over data types die wel door functies gewijzigd kunnen
worden, en op dat moment zal ik dat heel duidelijk maken.
Als een functie meerdere parameters krijgt, maakt de volgorde uit.
Bijvoorbeeld, de standaard functie pow() krijgt twee parameters, en
rekent de waarde uit van de eerste die wordt verheven tot de macht
weergegeven door de tweede.
basis = 2
exponent = 3
print( pow( basis, exponent ) )
De namen die aan de variabelen zijn gegeven doen niet ter zake, de eerste wordt verheven tot de macht die de tweede is. Dus de volgende code geeft een ander antwoord dan de vorige, omdat de variabelen in een andere (nogal verwarrende) volgorde aan de functie worden doorgegeven.
basis = 2
exponent = 3
print( pow( exponent, basis ) ) # verwarrende variabele namen
Wat gebeurt er als je een functie aanroept met parameter waardes waarmee
de functie niet kan werken? Bijvoorbeeld, wat gebeurt er als ik int()
aanroep met een string die geen integer bevat, of pow() met strings in
plaats van getallen? Dat leidt meestal tot “runtime errors” (fouten
tijdens de uitvoering van code). Bijvoorbeeld, beide regels in de
volgende code leiden tot runtime errors.
x = pow( 3, "2" )
y = int( "twee-en-een-half" )
Een functie heeft vaak een retour waarde. Als een functie een waarde
retourneert, kun je die in je code gebruiken. Bijvoorbeeld, de int()
functie retourneert een integer representatie van de parameter die is
meegegeven. Je kunt deze retour waarde in een variabele stoppen middels
een assignment, of je kunt de waarde op een andere manier gebruiken,
bijvoorbeeld deze onmiddellijk printen. Je kunt er zelfs voor kiezen
niks met de waarde te doen, maar in dat geval had het waarschijnlijk
weinig zin om de functie aan te roepen.
x = 2.1
y = '3'
z = int( x )
print( z )
print( int( y ) )
Zoals je hierboven kunt zien, kun je zelfs functie aanroepen als
parameter meegeven aan een functie, bijvoorbeeld, in de laatste regel
van de code hierboven krijgt de print() functie als waarde een aanroep
van de int() functie mee. De aanroep van int() vindt dan plaats
voordat de print() wordt afgehandeld, dus de return waarde van int()
is een parameter voor print().
Niet alle functies retourneren een waarde. Bijvoorbeeld, print() geeft
geen waarde terug. Als je niet uitkijkt, kan dit tot vreemd gedrag van
je code leiden. Voer maar eens de volgende code uit:
print( print( "Hello, world!" ) )
Je ziet dat deze code twee regels print. De eerste bevat de tekst “Hello, world!” en de tweede het woord “None.” Wat betekent dat woord “None”? Om dat te begrijpen, moet je uitpluizen hoe Python deze regel code verwerkt.
Wanneer Python deze regel code bekijkt, ziet het eerst
print( <iets> ). Omdat <iets> een argument is, moet dat eerst
geëvalueerd worden. <iets> is print( <nog_iets> ). Omdat
<nog_iets> een argument is, moet Python dat eerst evalueren.
<nog_iets> is de string "Hello, world\”!. Die hoeft niet verder
geëvalueerd te worden, dus print() wordt uitgevoerd met als argument
"Hello, world\”!, en Python “vangt” de retour waarde van deze
uitvoering omdat die nodig is als <iets>.
En daar is het probleem: print() heeft geen retourwaarde, dus er is
niks wat Python kan substitueren voor <iets>. Voor dit soort situaties
heeft Python een speciale waarde die None heet. Dus het eerste
print() commando krijgt als argument None mee, en dat leidt ertoe
dat Python “None” op het scherm afdrukt.
None is een speciale waarde die aangeeft “geen waarde.” Als je None
probeert af te drukken, drukt Python het woord “None” af, maar dat is
niet een string met de waarde "None". Het woord geeft slechts aan dat
er niks af te drukken was. None is niet hetzelfde als een lege string
(""). Een lege string heeft nog steeds een waarde, namelijk een string
met lengte nul. None is geen string, geen float, geen integer, niks.
Dus wees voorzichting met het aanroepen van een functie als parameter;
als de functie geen retour waarde heeft, kunnen er vreemde dingen
gebeuren.
In de wereld van programmeurs betekent een “zwarte doos” iets waar je wat in kunt stoppen en wat uit kunt halen, maar waarvan je niet kunt zien hoe het van binnen werkt. Je mag een functie beschouwen als een zwarte doos: het is niet van belang te weten hoe de functie werkt of hoe de code in de functie eruit ziet. Slechts de naam, de parameters, en de retour waarde moet je kennen om de functie te kunnen gebruiken. Het zou kunnen dat de functie intern variabelen aanmaakt en berekeningen doet, maar die hebben geen effect op de rest van de code.
…Tenminste, als de functie netjes geïmplementeerd is. Een functie die geen effect heeft op de rest van de code heet een “pure functie.” Alle functies die ik hier bespreek zijn “pure functies.” Maar het feit dat er een aparte naam is voor functies die de rest van de code niet aantasten, geeft al aan dat er ook functies bestaan die niet “puur” zijn. Dit is het duidelijkst bij functies waar de gebruiker parameters aan mee geeft, waarbij de inhoud van de variabelen die als parameter worden meegegeven gewijzigd wordt. Dat kan niet voor iedere soort variabele. En als het gebeurt kan dat best acceptabel zijn, als het de bedoeling is en goed gedocumenteerd is. Zulke functies heten “modifiers.” Ik bespreek ze in een later hoofdstuk.
Vooralsnog mag je aannemen dat iedere functie die je gebruikt, geen effect heeft op de rest van de code. Het is veilig om functies aan te roepen.