fonctions: rappels

Licence CC BY-NC-ND, Thierry Parmentelat & Arnaud Legout

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fonctions: rappels#

objectifs de cette section#

dans cette partir consacrée aux fonctions, nous allons approfondir le sujet, et notamment creuser

  • le passage de paramètres

  • les fonctions comme citoyen de niveau 1

  • la visibilité des variables

mais pour commencer, voici quelques rappels et généralités sur ce thème

pour réutiliser du code en python#

DRY = don’t repeat yourself : cut’n paste is evil

fonctions

pas d’état après exécution

modules

garde l’état, une seule instance par programme

classes

instances multiples, chacune garde l’état, héritage

comment définir une fonction ?#

syntaxe#

def name(arg1, arg2, .. argN):
    <statement>
    return <value>   # peut apparaitre n’importe où

  • def crée un objet fonction, et l’assigne dans la variable name

    • assimilable à une simple affectation name = ..

    • tout est objet en Python, la fonction aussi !

  • bien entendu, le code n’est évalué que quand la fonction est appelée

une fonction peut modifier ses paramètres !

les arguments sont passés par référence

  • donc crée des références partagées

  • attention aux types mutables, ils peuvent être modifiés par la fonction

# pas du tout usuel, mais pour bien comprendre :
# on peut parfaitement écrire ceci
if test:
    def func():
        ...
else:
    def func():
        ...
func() # exécute une version qui dépend du test

duck typing#

il n’y a pas de typage statique en Python: on ne sait pas de quel type doivent être x et y, et tant que ça fait du sens au moment de l’exécution, le code est correct ! on appelle ça aussi le duck typing

# on va pouvoir appeler cette fonction ...
def times(x, y):
    return x * y

# ... aveec deux entiers
times(2, 3)         

6

# ou avec deux floats
times(1.6, 9)       

14.4

#  ... et même comme ceci !
times('-spam-', 4)

'-spam--spam--spam--spam-'

type hints#

si on le souhaite, on peut indiquer le type des paramètres attendus et du résultat

def type_hints_1(x: int, y: float) -> str:
    """
    pour des types simples
    """
    ...

# un peu plus compliqué (depuis la 3.9)

def type_hints_2(x: tuple[int, str, bool],
                 y: dict[str, list[int]]) -> None:
    ...

il faut savoir que c’est totalement optionnel et que ça ne modifie pas le comportement du code

à quoi ça sert du coup, me direz-vous ? eh bien surtout à deux choses

  • d’abord et surtout à améliorer la documentation et faciliter l’usage de la librairie en question

  • ensuite et de manière plus optionnelle, on peut utiliser un outil externe appelé type checker comme par exemple mypy qui, lui, va utiliser cette information pour détecter les incohérences entre types attendus et appels effectifs; par contre pour que cette approche soit effective il faut en général que les type hints soient généralisés dans le code…

on reparle plus en profondeur des type hints ici

un objet comme un autre#

pour résumer: des objets normaux

  • les noms de fonction sont des variables normales

  • les objets fonction sont des objets comme les autres

voici à nouveau un exemple biscornu; ce n’est évidemment pas recommandé, mais pour bien comprendre, sachez que c’est légal de faire ceci:

# la fonction est un objet 
times   

<function __main__.times(x, y)>

# pas du tout recommandé, mais 
# on peut affecter cet objet à une autre variable !
foo = times

# et donc maintenant foo désigne une fonction, je peux donc l'appeler
foo(3, 14)

42

# et redéfinir `times` pour faire + à la place de * !
def times(x, y):
    # ne vraiment pas faire ça en vrai !!
    return x + y

# maintenant times fait une addition !
times(3, 4)

7

# et foo fait bien la multiplication
foo(3, 4)

12

l’instuction return#

  • un appel de fonction est une expression

  • le résultat de cette expression est spécifié dans le corps de la fonction par l’instruction return

  • le premier return rencontré provoque la fin de l’exécution de la fonction

  • si la fonction se termine sans rencontrer un return

    • on retourne None - None est un mot-clé de Python, qui désigne un objet unique (singleton)

return et finally (avancé)

return termine l’exécution de la fonction, sauf si l’expression return se trouve à l’intérieur d’un try avec une clause finally
dans ce cas la clause finally est exécutée avant de quitter la fonction
voir la section sur les exceptions pour comprendre la sémantique de l’instruction try .. finally

les docstrings#

où documenter ?#

si, dans un objet de type fonction, classe ou module, la première instruction est une chaîne de caractères
alors c’est le docstring de cet objet, qui constitue sa documentation

l’idée étant naturellement de pouvoir maintenir en même temps le code et la doc, plutôt que d’avoir la doc dans un système séparé qui du coup n’est jamais à jour

def hyperbolic(x, y):
    """
    computes xˆ2 - y^2
    """
    return x**2 - y**2

c’est ce qui est utilisé pour afficher la doc avec help(objet)

help(hyperbolic)

Help on function hyperbolic in module __main__:

hyperbolic(x, y)
    computes xˆ2 - y^2

l’attribut spécial doc

pour information, cette chaine est rangée dans l’espace de nom de l’objet dans un attribut spécial hyperbolic.__doc__

comment documenter ?#

c’est une bonne habitude de toujours documenter !

  • le plus souvent multiligne - avec """ comme dans hyperbolic

  • pas utile de répéter le nom de l’objet, qui est extrait automatiquement de la signature (DRY)

  • la première ligne décrit brièvement ce que fait l’objet

  • la deuxième ligne est vide

  • les lignes suivantes décrivent l’objet avec plus de détails - notamment les paramètres, etc…

format et exemple#

  • historiquement le contenu du docstring était basé sur ReST, mais jugé peu lisible

  • du coup pas forcément hyper-bien standardisé - plusieurs conventions existent dans le code disponible

  • recommande personnellement:

un exemple réaliste

voici un exemple sur une librairie réelle, et qui suit un workflow assez commun:

PEP8#

d’après la PEP8, on doit

  • utiliser une (ou plusieurs) ligne(s) vide(s) pour séparer les fonctions, classes et les grands blocs d’instructions

  • rappel: les noms de fonctions sont en minuscules

  • rappel: espace autour des opérateurs et après les virgules
    a = f(1, 2) + g(3, 4)

  • rappel: des espaces autour de l’=, et pas après la fonction
    f(1, 2) et non pas f (1, 2) car un espace en trop
    a = f(1, 2) et non pas a=f(1, 2) car manque des espaces

passage d’arguments et références partagées#

  • le passage de paramètres se fait par référence

  • ce qui crée donc des références partagées

  • et donc une fonction peut modifier les objets qu’on lui passe

# nous allons illustrer ce mécanisme de 
# références partagées grâce à pythontutor.com

%load_ext ipythontutor

%%ipythontutor curInstr=2 width=1000 height=400

# les arguments d'une fonction sont toujours passés par référence
liste = [1, 2, 3]

def mess_with(reference):
    reference[1] = 100
    
mess_with(liste)
    
print(liste)

%%ipythontutor width=800 height=450 heapPrimitives=true
def mess_with2(a, b):
    a = 3          # ceci n'aura pas de conséquence sur A
    b[0] = 'boom'  # ceci va changer B

A = 1      # immutable ne peut pas être modifiée
B = [10, 20] # mutable, l'objet liste est modifié par
           # changer() par une modification in-place
mess_with2(A, B)
print(A)
print(B)
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