Függvényhívás

Mi történik függvényhíváskor? Pl:

In [ ]:
def negyzetel(L):
    uj_L = []
    for i in L:
        uj_L.append(i*i)
    return uj_L

szamok = [5, 1, 8]
negyzetelt_szamok = negyzetel(szamok)

print szamok
print negyzetelt_szamok

Ez egyszerű eset, az [5, 1, 8] lista elemeit emeljük négyzetre és ezt kapjuk értékül. Na de mi van ha a paraméter L listát emeljük közvetlenül négyzetre?

In [ ]:
def negyzetel(L):
    for i in range(len(L)):
        L[i] = L[i] * L[i]
    return L

szamok = [5, 1, 8]
negyzetelt_szamok = negyzetel(szamok)

print szamok
print negyzetelt_szamok

Mitől változott meg így az argumentumként átadott szamok lista is? Nézzünk mégegy példát:

In [ ]:
def negyzetel(n):
    n = n * n
    return n

szam = 5
negyzetelt_szam = negyzetel(szam)

print szam
print negyzetelt_szam

Most miért nem változott meg az argumentumként adott szam, mikor a függvényben megváltoztattuk a paraméter értékét?

Érték szerinti paraméterátadás

Pythonban és sok más programnyelvben egy függvény paraméterei érték szerint adódnak át.

Ez azt jelenti, hogy egy függvény paraméterei nem egyeznek meg az argumentumként adott változókkal, hanem azok másolatai lesznek. Ezért nem változott meg az előző példában a szam változó.

A listák esetében is másolat adódik át, de a másolat nem a listáról készül, hanem a lista memóriacíméről.

Összetett adatszerkezetek változói, mint a lista valójában egy memóriacímet tárolnak, azt a címet ahol a lista található a számítógép memóriájában.

1. példa

2. példa

3. példa

Mégegy példa

Ezért amikor olyan függvényt írunk mely listát kap paraméterként, mindig érdemes előre tisztázni, hogy a függvény megváltoztatja-e a lista elemeit vagy nem.

Listák másolása (kitérő)

Tehát, ha listát akarunk másolni, akkor nem tehetjük simán egyenlőségjellel, mi van egy mátrixszal (listák listájával)?

In [ ]:
M1 = [[1, 2], [3, 4]]
M2 = M1[:]

M2[0][0] = 5

print M1
print M2
In [ ]:
M1 = [[1, 2], [3, 4]]
M2 = M1[:]

M2[0] = [5, 2]

print M1
print M2

Mi is történik most?

1. példa

2. példa

Amint látjátok, a részlistás másolással az külső lista lemásolódott, de a belsők még mindig ugyanazok.

Hogyan másoljunk biztosan akármilyen mélységig listát:

In [ ]:
import copy

M1 = [[1, 2], [3, 4]]
M2 = copy.deepcopy(M1)

M2[0][0] = 5

print M1
print M2

A copy csomag a másolásra hasznos függvényeket tartalmazza, a deepcopy függvény jól lemásol egy listát, akármilyen mély legyen.

Opcionális függvény paraméter

Megtörténhet, hogy egy függvénynek nem mindig akarunk megadni az egyik paraméterét, mert pl gyakran ugyanazzal az értékkel használnánk, pl:

In [ ]:
def atmentek(hallgatok, ponthatar):
    atment = []
    for hallgato in hallgatok:
        if hallgatok[hallgato] >= ponthatar:
            atment.append(hallgato)
    return atment

hallgatok = {'RABC': 50, 'TCDE': 23, 'BBBBEGEFG': 67}
print atmentek(hallgatok, 40)

Ekkor csinálhatjuk a következőt:

In [ ]:
def atmentek(hallgatok, ponthatar = 40):
    atment = []
    for hallgato in hallgatok:
        if hallgatok[hallgato] >= ponthatar:
            atment.append(hallgato)
    return atment

hallgatok = {'RABC': 50, 'TCDE': 23, 'BBBBEGEFG': 67}
print atmentek(hallgatok)
print atmentek(hallgatok, 60)

Nem csak egy opcionális paraméter adható meg, de az opcionális paraméterek csak jobbról adódhatnak:

In [ ]:
def atmentek(hallgatok, ponthatar = 40, sorban = True):
    atment = []
    for hallgato in hallgatok:
        if hallgatok[hallgato] >= ponthatar:
            atment.append(hallgato)
    if sorban:
        return sorted(atment)
    else:
        return atment

hallgatok = {'RABC': 50, 'TCDE': 23, 'BBBBEGEFG': 67}
print atmentek(hallgatok)
print atmentek(hallgatok, 40, False)

Ez hibás, mert a ponthatart állítjuk False-ra:

In [ ]:
print atmentek(hallgatok, False)

Ilyet lehet, de kicsit kényelmetlen:

In [ ]:
print atmentek(hallgatok, sorban = False)

Referenciák, objektumok típusa

Az olyan dolgokat, melyekre a memóriában található helyükre hivatkozunk (pl: lista, szótár) objektumoknak nevezzük. Később megismerünk többféle objektumot.

Az objektumoknak van egy típusa, más szóval osztálya, ami megmondja, hogy az adott objektum épp egy lista, vagy szótár vagy stb. Az objektum osztályától függ, hogy milyen metódusokat lehet rajta meghívni, például listának van sort metódusa, de szótárnak nincs.

A változók, melyek egy adott objektumra hivatkoznak azok referenciák az objektumra és úgy mondjuk, hogy erre az objektumra mutatnak.

In [ ]:
L1 = [1, 2, 5]
L2 = L1

Ebben a példában L1 és L2 is ugyanarra az objektumra, egy listára mutat.

Függvény referencia

Ha már ismerjük a referencia fogalmát, akkor egyszerűen adódik, hogy a függvények is csak referenciák, így használhatók akár függvény argumentumként is. Emlékezzünk előbb vissza a buborék rendezés algoritmusra:

In [ ]:
def rendez(lista):
    rendezett = lista[:]
    for i in range(len(lista) - 1):
        for j in range(len(lista) - i - 1):
            if rendezett[j] > rendezett[j + 1]:
                temp = rendezett[j]
                rendezett[j] = rendezett[j + 1]
                rendezett[j + 1] = temp
    return rendezett

L = [1, 8, 5, 2, 9, 3, 6]

print rendez(L)

Módosítsuk ezt úgy, hogy bármilyen rendezésre működjön:

In [ ]:
def rendez(lista, hasonlit):
    rendezett = lista[:]
    for i in range(len(lista) - 1):
        for j in range(len(lista) - i - 1):
            if hasonlit(rendezett[j], rendezett[j + 1]):
                temp = rendezett[j]
                rendezett[j] = rendezett[j + 1]
                rendezett[j + 1] = temp
    return rendezett

def novekvo(a, b):
    if a < b:
        return False
    else:
        return True
    
def csokkeno(a, b):
    if a > b:
        return False
    else:
        return True
    
L = [1, 8, 5, 2, 9, 3, 6]

print rendez(L, novekvo)
print rendez(L, csokkeno)

Ha már itt tartunk, akkor kiegészíthetjük opcionális paraméterrel is:

In [ ]:
def novekvo(a, b):
    if a < b:
        return False
    else:
        return True
    
def csokkeno(a, b):
    if a > b:
        return False
    else:
        return True

def rendez(lista, hasonlit = novekvo):
    rendezett = lista[:]
    for i in range(len(lista) - 1):
        for j in range(len(lista) - i - 1):
            if hasonlit(rendezett[j], rendezett[j + 1]):
                temp = rendezett[j]
                rendezett[j] = rendezett[j + 1]
                rendezett[j + 1] = temp
    return rendezett

L = [1, 8, 5, 2, 9, 3, 6]

print rendez(L)
print rendez(L, csokkeno)

Listaértelmezés

Bonyolult listák létrehozhatók gyorsan és többnyire átláthatóan listaértelmezéssel:

[kifejezés for elem in bejárható_objektum]

Pl:

In [ ]:
[x * x for x in range(10)]

Feltételekkel is ki lehet egészíteni a listaértelmezést:

[kifejezés for elem in bejárható_objektum if feltetel]

Pl:

In [ ]:
[x * x for x in range(10) if x % 2 == 1]

Akárhány for és if szerepelhet benne:

[kifejezés for elem1 in bejárható_objektum1 if feltétel1 for elem2 in bejárható_objektum2 if feltétel2 ... for elemN in bejárható_objektumN if feltételN]

In [ ]:
[x + y for x in range(4) for y in range(4)]
In [ ]:
[[x + y for x in range(4)] for y in range(4)]
In [ ]:
[n for n in range(1, 100) 
        if n == sum([m for m in range(1, n) 
                        if n % m == 0])]
In [ ]:
[n for n in range(1, 50) 
        if len([m for m in range(1, n + 1) 
                       if n % m == 0]) == 2]

Lambda függvények

Ha egyszerű műveleteket szeretnénk végezni függvényekkel, akkor ezekhez külön függvényt vagy ciklust írni felesleges:

In [ ]:
def negyzet(x):
    return x * x

L = [1, 5, 8]
print map(negyzet, L)

A map tehát egy lista minden elemére alkalmazza a megadott függvényt. De szükség van itt a negyzet függvény definiálására?

In [ ]:
L = [1, 5, 8]
print map(lambda x: x * x, L)

A lambda függvény egy egysoros függvény, mely ilyen helyzetekben kényelmesen használható.

Filter

A filter függvény leszűr egy listát egy adott függvény szerint.

In [ ]:
L = range(1, 10)

print filter(lambda x: x % 2 == 0, L)

Reduce

A reduce függvény bonyolultabb egy fokkal. Egy lista minden elemét alkalmazza egy értéken.

Pl van egy nagy számunk, és egy listában megvan már néhány osztója. Szeretnénk megnézni, hogy mi a szám ami marad ha ezekkel már elosztottuk. Egy lehetséges megoldás:

In [ ]:
szam = 30000
osztok = [2, 2, 3, 5]
 
kisszam = szam
for oszto in osztok:
    kisszam = kisszam / oszto
 
print kisszam

Most ez reduce-al:

In [ ]:
def oszt(a, b):
    return a/b
 
print reduce(oszt, osztok, szam)

És lambda függvénnyel:

In [ ]:
reduce(lambda a, b : a / b, osztok, szam)

Tehát egy lambda függvénynek lehet több paramétere is, ekkor vesszővel választjuk el őket.

In [ ]: