Python biedt basis functies, waarvan ik er een aantal hierboven besproken heb. Naast die basis functies biedt Python ook een groot aantal zogeheten “modules,” waarin zich vele nuttige functies bevinden. Om de functies van een module te gebruiken in een programma, moet je de juiste module importeren door boven in je programma import <modulenaam> op te nemen. Je kunt dan alle functies die in de betreffende module staan in je programma gebruiken, maar je moet de functie-aanroepen vooraf laten gaan door de naam van de module en een punt. Bijvoorbeeld, om de functie sqrt() uit de math module (die de wortel van een getal trekt) te gebruiken, roep je math.sqrt() aan nadat je math geïmporteerd hebt.

Als alternatief kun je ook specifieke functies vanuit een module importeren, via:

from <module> import <functie1>, <functie2>, <functie3>, …

Het voordeel van een dergelijke manier van functies importeren is dat je in je code niet de naam van de module voor de functie-aanroep hoeft te zetten.

Bijvoorbeeld:

import math

print( math.sqrt( 4 ) )

is equivalent aan:

from math import sqrt

print( sqrt( 4 ) )

Als je een functie onder een andere naam in je programma wilt gebruiken, kun je dat doen middels het gereserveerde woord as. Dit kan zinvol zijn als je meerdere modules gebruikt waarin toevallig functies voorkomen die dezelfde naam hebben.

from math import sqrt as squareroot

print( squareroot( 4 ) )

Ik bespreek nu een aantal functies uit twee veelgebruikte standaard modules, en een aantal functies die in een module staan die ik voor dit boek gebouwd heb (in hoofdstuk 9¹ leg ik uit hoe je je eigen modules kunt maken). Er zijn veel meer standaard modules naast de modules die ik hieronder noem, en sommige ervan komen later nog aan de orde. Andere zul je zelf moeten opzoeken als je ze nodig hebt. Je mag er echter van uitgaan dat voor ieder min-of-meer-algemeen probleem dat je wilt oplossen, er iemand is geweest die er een module voor ontwikkeld heeft die het eenvoudig of zelfs triviaal maakt om het probleem op te lossen. Dus in de praktijk geldt: ga niet meteen zelf coderen, maar zoek eerst even uit of je niet gebruik kunt maken van de moeite die iemand anders gedaan heeft.

math

De math module bevat een aantal nuttige wiskundige functies. Deze functies zijn meestal zeer efficiënt, en retourneren meestal een float. Ik noem hier een klein aantal van de functies; als je er meer wilt kennen kun je ze opzoeken in de Python referentie):

• exp() krijgt één numerieke parameter en retourneert \(e\) tot de macht van die parameter. Als je niet weet wat \(e\) is: \(e\) is een speciaal getal met veel interessante eigenschappen, en wordt veel gebruikt in natuurkunde, wiskunde, en statistiek.

• log() krijgt één numerieke parameter en retourneert het natuurlijk logaritme van die parameter. Het natuurlijk logaritme is de waarde die de parameter als uitkomst heeft als je \(e\) verheft tot deze waarde. Net als \(e\) heeft het natuurlijk logaritme toepassingen in natuurkunde, wiskunde, en statistiek.

• log10() krijgt één numerieke parameter en retourneert het logaritme met 10 als basis van de parameter.

• sqrt() krijgt één numerieke parameter en retourneert de vierkantswortel van die parameter.

Bijvoorbeeld:

from math import exp, log

print( "De waarde van e is bij benadering", exp( 1 ) )
e_sqr = exp( 2 )
print( "e kwadraat is", e_sqr, "wat betekent" )
print( "dat log(", e_sqr, ") gelijk is aan", log( e_sqr ) )

random

De random module bevat functies die pseudo-toevalsgetallen genereren. Ik zeg “pseudo-toevalsgetallen” en niet “toevalsgetallen,” aangezien het onmogelijk is voor digitale computers om echt toevalsgetallen te genereren. Maar voor alle toepassingen mag je ervan uitgaan dat deze module toevalsgetallen genereert.

• random() krijgt geen parameters, en retourneert een toevalsgetal als een float binnen het bereik \([0,1)\), dat wil zeggen een bereik tussen nul en 1, waarbij 0.0 wel meedoet maar 1.0 niet.

• randint() krijgt twee parameters, beide integers, waarbij de eerste kleiner dan of gelijk aan de tweede moet zijn. Het retourneert een toevalsgetal dat een integer is dat ligt binnen het bereik dat begrensd wordt door deze twee parameters, inclusief beide parameters. Bijvoorbeeld, randint(2,5) retourneert 2, 3, 4, of 5, elk met een gelijke kans.

• seed() initialiseert de toevalsgetal generator van Python. Als je een lijst van toevalsgetallen wilt hebben die iedere keer hetzelfde is voor je programma, kun je dat voor elkaar krijgen door aan het begin van je programma seed() aan te roepen met een vast getal, bijvoorbeeld 0. Dit kan nuttig zijn bij het testen van je programma. Als je de generator weer echt toevallige getallen wilt laten genereren op een later punt in je programma, kun je seed() nogmaals aanroepen zonder parameter.

For example:

from random import random, randint, seed

seed()
print( "Een toevalsgetal tussen 1 en 10 is", randint( 1, 10 ) )
print( "Een ander is", randint( 1, 10 ) )
seed( 0 )
print( "3 toevalsgetallen zijn:", random(), random(), random() )
seed( 0 )
print( "Dezelfde 3 zijn:", random(), random(), random() )

pcinput

pcinput is een module die ik voor dit boek geschreven heb. Je vindt hem in appendix 31², en je kunt hem gemakkelijk zelf maken (of eenvoudigweg downloaden via http://www.spronck.net/pythonbook³). De module bevat vier handige functies, die de gebruiker op een veilige manier om specifieke input vragen. De functies zijn de volgende:

• getInteger() krijgt één string parameter, de prompt, en vraagt de gebruiker via die prompt om een integer in te geven. Als de gebruiker iets ingeeft wat geen integer is, wordt gevraagd de input opnieuw in te geven. De functie eindigt pas als de gebruiker een correcte integer heeft ingegeven, en de functie retourneert dan de ingegeven waarde als een integer.

• getFloat() krijgt één string parameter, de prompt, en vraagt de gebruiker via die prompt om een float in te geven. Als de gebruiker iets ingeeft wat geen float is, wordt gevraagd de input opnieuw in te geven. De functie eindigt pas als de gebruiker een correcte float heeft ingegeven, en de functie retourneert dan de ingegeven waarde als een float.

• getString() krijgt één string parameter, de prompt, en vraagt de gebruiker via die prompt om een string in te geven. Alles wat de gebruiker ingeeft wordt als correct beschouwd. De functie retourneert de ingegeven waarde, waarbij spaties voor en na de ingegeven tekst verwijderd zijn.

• getLetter() krijgt één string parameter, de prompt, en vraagt de gebruiker via die prompt om één letter in te geven. Alleen letters van het alfabet zijn acceptabel. Pas als de gebruiker precies één letter heeft ingegeven eindigt de functie, en de letter wordt dan als een hoofdletter geretourneerd.

Deze functies helpen je dus om code te schrijven die de gebruiker vraagt om input met een specifiek data type te verstrekken, omdat ze garanderen dat het programma inderdaad iets binnenkrijgt dat van het gevraagde data type is. De code geeft geen runtime error als de gebruiker iets anders ingeeft. De functies zijn niet erg netjes, omdat ze foutmeldingen geven in het Nederlands als iets fouts ingegeven wordt. Dat betekent dat je deze functies niet moet gebruiken als je een Engelstalig programma schrijft (daar heb ik een andere versie van de module voor), maar om Python te leren zijn deze functies afdoende.

Creëer of download de pcinput module, zorg dat hij staat in de folder waar je je programma’s schrijft, en maak dan een Python programma met onderstaande code. Voer het programma uit en test het door iets in te geven wat geen integer is.

from pcinput import getInteger

num1 = getInteger( "Geef een geheel getal: " )
num2 = getInteger( "Geef een ander geheel getal: " )

print( num1, "+", num2, "=", num1 + num2 )

Vraag de gebruiker om een string in te geven. Gebruik dan die string als prompt om de gebruiker te vragen een float in te geven.

Opmerking

Ik leg niet uit hoe pcinput werkt, omdat ik er concepten voor gebruik die pas in hoofdstuk 18⁴ aan bod komen. Je zult later leren hoe je zelf dit soort functies kunt maken. Je hoeft je vooralsnog niet druk te maken over hoe ze werken, je hoeft ze alleen maar te gebruiken. Dat is de houding die je tegenover de meeste standaardfuncties moet hebben: zolang je maar weet wat ze doen, welke parameters ze nodig hebben, en wat ze retourneren, heeft het geen zin na te denken over hoe ze werken.