6.1 Funktionen selbst schreiben

6.1 Funktionen selbst schreiben#

Eine Funktion in Python ist eine Zusammenfassung von Anweisungen, die dazu dienen, eine bestimmte Teilaufgabe zu lösen. Dabei arbeitet die Funktion in ihrer allgemeinsten Form nach dem EVA-Prinzip: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe. Die Funktion übernimmt Objekte als Eingabe, verarbeitet diese und liefert Objekte als Ergebnis zurück. Wie die Funktion dabei im Inneren genau funktioniert (Verarbeitung), ist für den Anwender zunächst unwichtig.

Beispielsweise gibt es im Modul numpy die Funktion sqrt(). Wir übergeben der Funktion eine Zahl (Eingabe), z.B. sqrt(5). Die Funktion liefert dann als Ergebnis \(\sqrt{5}\)​ zurück. Welches Verfahren zur Berechnung der Wurzel verwendet wurde, müssen wir als Anwender nicht wissen.

Insbesondere muss die Teilaufgabe, die die Funktion löst, nichts mit Mathematik zu tun haben. Eine Funktion in der Informatik unterscheidet sich von einer mathematischen Funktion, auch wenn oft mathematische Funktionen als Beispiel verwendet werden. Ein Beispiel für eine nicht-mathematische Funktion haben Sie mit input() bereits kennengelernt. Die Funktion nimmt einen Text entgegen, z.B. die Frage “Wie groß sind Sie?”. Dann wird dieser Text verarbeitet, in diesem Fall auf dem Bildschirm angezeigt und die Antwort eingelesen. Die Antwort kann dann in einer Variablen gespeichert werden.

Lernziele#

Lernziele

  • Sie kennen die Fachbegriffe

    • Aufruf einer Funktion,

    • Argumente einer Funktion und

    • Rückgabewert einer Funktion.

  • Sie können eine einfache Funktion selbst implementieren und aufrufen.

Die Benutzung von Funktionen (oder der Aufruf von Funktionen)#

Der Aufruf einer Funktion hat folgende Syntax:

rueckgabewert = funktion( argument1, argument2, ... )

Eine Funktion wird benutzt, indem man den Namen der Funktion und dann in runden Klammern ihre Argumente hinschreibt. In der Informatik wird das als Aufruf einer Funktion bezeichnet. Welche Argumente für eine Funktion verwendet werden dürfen, hängt von der Implementierung der Funktion ab.

Beispielsweise kann als Argument für die len()-Funktion ein String übergeben werden oder eine Liste.

len('Hallo')

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len([1,2,3,4,8,2])

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In der Regel geben Funktionen wieder Ergebnisse zurück. Diese werden Rückgabewert genannt. Beispielsweise können die Rückgabewert einer Variable zugewiesen werden, um mit dem Ergebnis weiter zu arbeiten.

laenge1 = len('Hallo')
laenge2 = len(['Apfel', 'Banane', 'Erdbeere'])

if laenge1 < laenge2:
    print('Das Wort Hallo enthält weniger Buchstaben als Früchte im Obstsalat.')
else:
    print('Das Wort Hallo enthält mehr Buchstaben als Einträge in der Liste.')

Das Wort Hallo enthält mehr Buchstaben als Einträge in der Liste.

Definition von einfachen Funktionen#

Einfache Funktionen werden mit dem Schlüsselwort def gefolgt vom Funktionsnamen definiert. In Python verwendet man für Funktionsnamen üblicherweise Kleinbuchstaben und Unterstriche zur Trennung von Wörtern. Die Code-Anweisungen der Funktion werden eingerückt.

def meine_funktion():
    anweisung01
    anweisung02
     ...

Erstes Beispiel:

Die folgende Funktion hat weder Eingabe noch Rückgabe, sondern führt einfach eine Aktion aus.

def gruesse_ausrichten():
    print('Ich grüße Sie!')

Nachdem die Funktion gruesse_ausrichten() so implementiert wurde, können wir sie im Folgenden direkt verwenden.

gruesse_ausrichten()

Ich grüße Sie!

Und natürlich kann man sie in Programmverzweigungen und Schleifen einbauen.

for i in range(7):
    gruesse_ausrichten()

Ich grüße Sie!
Ich grüße Sie!
Ich grüße Sie!
Ich grüße Sie!
Ich grüße Sie!
Ich grüße Sie!
Ich grüße Sie!

Mini-Übung

Schreiben Sie eine Funktion, die mit Turtle ein Rechteck zeichnet. Testen Sie Ihre Funktion auch.

# Geben Sie nach diesem Kommentar Ihren Code ein:

Lösung

import ColabTurtlePlus.Turtle as turtle
turtle.clearscreen()

def zeichne_rechteck():
    rechteck = turtle.Turtle()
    for i in range(2):
        rechteck.forward(100)
        rechteck.left(90)
        rechteck.forward(50)
        rechteck.left(90)
        
zeichne_rechteck()

Das folgende Video zeigt Ihnen nochmal, wie in Python Funktionen definiert werden.

Video “Funktionen” von Programmieren Starten

Zusammenfassung und Ausblick#

In diesem Kapitel haben wir einfache Funktionen in Python kennengelernt. Mit dem Schlüsselwort def können wir Anweisungen bündeln und über einen Funktionsnamen wiederholt aufrufen. Im nächsten Kapitel erweitern wir unsere Funktionen um Parameter und Rückgabewerte, wodurch sie flexibler und vielseitiger einsetzbar werden.