Function гэж юу вэ?

Танилцуулга

Энэ бүлэгт бид Түвшин 2-ын хоёр дахь том барилгын материалтай танилцана: function. Нэрийг нь сонсоод "шинэ, танихгүй юм" гэж бүү бодоорой — үнэндээ та function-уудтай анхны хичээлээсээ хойш өдөр бүр ажиллаж ирсэн: print() бол function, input(), int(), type(), range() — бүгд function. Та тэдгээрийг "хаалттай дуудагддаг багажууд" гэж таньдаг болсон: нэрийг нь бичээд, хаалт нээгээд, дуудахад — багаж ажлаа хийдэг. Өнөөдрийн шинэ зүйл нь ганцхан: тийм багажийг өөрөө хийж сурна. Print-ийг Python-ы бүтээгчид урьдчилан хийж өгсөн бол өнөөдрөөс эхлэн та өөрийн гэсэн, өөрийн нэртэй, өөрийн ажилтай "багажуудыг" бүтээж, тэдгээрийг print шигээ дуудаж хэрэглэдэг болно.

Тэгвэл function гэж чухам юу вэ? Хамгийн энгийнээр: function бол нэр өгсөн кодын багц юм — хэдэн мөр кодыг нэг дор багцлаад, багцад нэр өгөөд, хожим тэр нэрийг дуудах бүрд багц доторх мөрүүд биелдэг. "Юунд хэрэгтэй юм бэ" гэдгийг нэг өгүүлбэрээр хэлбэл: давталт (loop) нэг багц кодыг нэг газраа олон удаа биелүүлдэг байсан бол function нэг багц кодыг олон газраас, хүссэн үедээ биелүүлэх боломж өгдөг. Хоёул "давталтын дайсан" — хуулж буулгалттай тэмцдэг зэвсгүүд, гэхдээ өөр өөр талаас нь. Энэ ялгааг доор жишээн дээр тод харна.

Зүйрлэл: дахин ашиглаж болох жор

Function-ий сонгодог зураг бол бичиж хадгалсан хоолны жор юм. Бүлэг 1-ийг саная: программ бол жор, компьютер бол түүнийг үг үсэгчлэн дагадаг тогооч. Одоо төсөөлөөрэй — танай гэрт бууз хийх нарийн дараалал бий: гурил зуурна, фарш бэлдэнэ, хийж жигнэнэ... нийт арван алхам. Хэрэв та энэ арван алхмыг бууз хийх бүрдээ тогоочдоо нэг бүрчлэн хэлдэг бол — залхуутай, мартах алдах эрсдэлтэй. Ухаалаг зам: арван алхмаа нэг удаа цаасан дээр бичиж, дээр нь "БУУЗНЫ ЖОР" гэсэн гарчиг тавиад, тогоочийн жорын дэвтэрт хийчих. Түүнээс хойш танд ганц үг хангалттай: "Бууз хий" — тогооч дэвтрээ нээж, жороо олж, арван алхмыг гүйцэтгэнэ. Маргааш дахиад "Бууз хий" — дахин гүйцэтгэнэ.

Энэ зурагт function-ий бүх эд анги байна. Жороо бичиж дэвтэрт хийх нь function тодорхойлох (define) — нэг л удаа хийгддэг ажил. "Бууз хий" гэж захих нь function дуудах (call) — хэдэн ч удаа, хэзээ ч хийж болно. Тэгээд нэг амин чухал ажиглалт: жор дэвтэрт орсноор хоол болчихдоггүй — бичих ба захих хоёр тусдаа үйл явдал: жор нь дэвтэртээ чимээгүй хэвтэж байдаг, зөвхөн захиалга ирэх мөчид л тогооч ажилдаа ордог. Энэ "бичих ≠ биелэх" ялгаа бол өнөөдрийн хичээлийн хамгийн олон эргэлзээ төрүүлдэг цэг тул жишээн дээрээ ил гаргая.

Анхны жишээ

Мэндчилгээний "жор" бичье:

python

def mendchilgee():
    print("Сайн байна уу!")
    print("Тавтай морил")

mendchilgee()

Үр дүн:

Сайн байна уу!
Тавтай морил

Мөр бүрээр задалъя. def — Python-ы нөөцөлсөн үг, define ("тодорхойлох") гэдгийн товчлол: "одоо жор бичиж эхэлж байна" гэсэн зарлал. mendchilgee — жорын маань нэр: бид өөрсдөө өгсөн, нэрийн хичээлийн бүх дүрэм (үсэг-тоо-доогуур зураас, snake_case...) энд бүрэн хүчинтэй. () — хоосон дугуй хаалт: одоохондоо "ёслолын" мэт харагдаж болох ч удахгүй (дараагийн хичээлд) энэ хаалт жинхэнэ ажилтай болно — өнөөдөртөө "function-ий нэрийн ард үргэлж хаалт явдаг" гэсэн дүрэм болгож тогтооё. Мөрийн төгсгөлд — таны сайн таньдаг хоёр цэг, дараагийн мөрүүдэд — таны сайн таньдаг догол мөр: if, for, while-тай яг ижил хуулиар, шигдсэн мөрүүд нь function-ий бие буюу жорын алхмууд болно. Шигдэлт дуусмагц жор дуусна.

Одоо хамгийн чухал ажиглалт: файлын сүүлчийн мөр — mendchilgee() — байгаагүй бол юу болох байсан бэ? Юу ч хэвлэгдэхгүй байсан. Def-ийн багц бол зөвхөн жорыг дэвтэрт бичих үйлдэл: Python def-ийг уншаад "аан, mendchilgee гэдэг нэртэй, ийм биетэй жор байх юм байна" гэж цээжилдэг — гэхдээ биелүүлдэггүй. Биелэлт зөвхөн дуудлагын мөчид: mendchilgee() гэсэн мөрөнд хүрмэгц Python дэвтрээ нээж, тэр нэрийн жороо олж, биеийг нь дээрээс доош гүйцэтгэдэг. Дуудлагын бичиглэлийг ажигла: нэр + хаалт — print() дууддаг байсантай чинь яг ижил хэлбэр. Тийм ээ: та долоон бүлгийн турш "багаж дуудаж" ирсэн тэр л хөдөлгөөнөө одоо өөрийн бүтээсэн багаж дээрээ хийж байна.

Дуудлагыг олон болгоё — function-ий хүч эндээс эхэлнэ:

python

def mendchilgee():
    print("Сайн байна уу!")
    print("Тавтай морил")

mendchilgee()
mendchilgee()
mendchilgee()

Үр дүн: хоёр мөрт мэндчилгээ гурван удаа цувна. Жор нэг — захиалга гурав. Биеийг нь өөрчлөх хэрэг гарвал? Нэг л газар засна — гурван дуудлага бүгд шинэ хувилбараар ажиллана. Танил зарчим сэргэж байна уу: "нэг мэдээлэл нэг л газар амьдрах ёстой" — Бүлэг 4-т variable-ийн тухай хэлж байсан энэ зарчим одоо кодод өөрт нь үйлчилж эхэллээ. Программистууд үүнийг DRY зарчим гэдэг — Don't Repeat Yourself, "өөрийгөө бүү давт": ижил код хоёр газар байвал нэг нь илүүц.

Олон жишээ

Хоёр дахь жишээ: өмнө ба хойно — DRY ажил дээрээ. Function-гүй амьдралын жинхэнэ өвдөлтийг нэг харцгаая. Тоглоомын программ гурван өөр газраа "хуваарийн зураас" хэвлэдэг гэж бодъё:

python

print("==============================")
print("   ТОГЛООМ ЭХЭЛЛЭЭ")
print("==============================")

print("Тоглолт явагдаж байна...")

print("==============================")
print("   АМЖИЛТ ХҮСЬЕ")
print("==============================")

"Хүрээ" хэвлэдэг хоёр мөр (зураас-гарчиг-зураас гэсэн хэв маяг) хоёр удаа хуулагдчихлаа — гуравт, дөрөвт хэрэглэх тусам хуулбар өснө, зураасын уртыг өөрчлөх хэрэг гарвал бүх газраа марталгүй засах ёстой болно. Одоо function-тэй хувилбар:

python

def zuraas():
    print("==============================")

zuraas()
print("   ТОГЛООМ ЭХЭЛЛЭЭ")
zuraas()

print("Тоглолт явагдаж байна...")

zuraas()
print("   АМЖИЛТ ХҮСЬЕ")
zuraas()

Үр дүн яг ижил — гэхдээ зураасны "мэдлэг" одоо нэг л газар амьдардаг: уртыг нь өөрчлөх бол def доторх ганц мөрийг засна, дөрвөн дуудлага автоматаар шинэчлэгдэнэ. Мөн нэг далд ашиг: zuraas() гэсэн нэр нь кодыг уншигчид "энд зураас татна" гэж үгээр хэлж өгч байна — print("====...") мөрийг нүдээрээ ялгаж уншихаас хөнгөн. Function бол зөвхөн давталт хэмнэгч биш — кодод нэр томьёо нэмдэг хэрэгсэл: сайн нэртэй function-уудаас бүтсэн программ бараг өгүүлбэр шиг уншигддаг.

Гурав дахь жишээ: function дотор танил бүх зүйл ажиллана. Жорын биед юу бичиж болох вэ — бүх юм: variable, if, loop... Функцын бие бол жирийн л кодын багц:

python

def toolol():
    print("Хөөргөлтөд бэлдэв!")
    for i in range(5, 0, -1):
        print(i)
    print("Хөөрлөө!")

toolol()
print("---")
toolol()

Үр дүн: пуужингийн тоолол хоёр удаа, хооронд нь зураас. Range-ийн хичээлийн жишээ маань "жор" болоод дахин ашиглагдахуйц боллоо. Шигдэлтийн давхаргыг ажигла: for-ын толгой function-ий биед (нэг шат), for-ын өөрийнх нь бие хоёр шатанд — бүтэц бүтцийн дотор орохоор шат нэмэгддэг танил дүрэм. Мөн нэг зүйлийг тодотгоё: toolol дотор үүссэн i variable нь function-ий "дотоод ажилтан" — энэ сэдвээр хожим нарийн ярих зүйл бий, өнөөдөртөө "function бол өөрийн гэсэн ажлын өрөөтэй" гэсэн сэрэмж л аваад явъя.

Дөрөв дэх жишээ: тодорхойлолт дуудлагаасаа өмнө. Нэг чухал дэс дарааллын дүрмийг ил гаргая:

python

mendchilgee()

def mendchilgee():
    print("Сайн байна уу!")

Python:

NameError: name 'mendchilgee' is not defined

Танил NameError — Бүлэг 4-ийн "хайрцаг эхэлж төрдөг" дүрмийн function хувилбар: Python дээрээс доош уншдаг тул 1-р мөрөнд хүрэхдээ mendchilgee гэдэг жорыг дэвтэртээ хараахан бичээгүй байв — тийм нэр танихгүй. Def нь дуудлагаасаа дээр байх ёстой. Эндээс программын файлын нэг тогтсон зохион байгуулалт урган гардаг: жорын дэвтэр — дээрээ, захиалгууд — доороо: файлын эхэнд def-үүд цуварч, доод хэсэгт нь "жинхэнэ ажил" (дуудлагууд) явдаг. Энэ дэглэмтэй файл уншихад ч эвтэй: "энэ программ ямар багажуудтай вэ" гэдгийг эхнээс нь, "тэднийг яаж хэрэглэдэг вэ" гэдгийг төгсгөлөөс нь хардаг.

Хүсвэл туршаад үзээрэй: өөрийн "гарын үсэг" function бичээрэй — нэр, дуртай зүйл, уриа үгээ хэвлэдэг гурван мөртэй жор — тэгээд гурван газраас дуудаарай. Сонирхвол zuraas() жишээн дээр зураасны мөрийг өөрчлөөд (тэмдэгт нь, урт нь) нэг засвар дөрвөн газар "туссаныг" нүдээрээ шалгаарай — DRY-ийн амтыг мэдрэх хамгийн богино зам.

Түгээмэл алдаанууд

Алдаа 1: Дуудахдаа хаалтаа мартах. Хамгийн түгээмэл нь — мэдэгдэлгүй, чимээгүй:

python

def mendchilgee():
    print("Сайн байна уу!")

mendchilgee

Үр дүн: юу ч хэвлэгдэхгүй — алдаа ч гарахгүй. Хаалтгүй mendchilgee гэдэг нь Python-д "дуудлага" биш: тэр жорыг биелүүлэлгүй, зүгээр л "ийм нэртэй жор байна шүү" гэж дурдаад өнгөрсөнтэй адил (нарийн ярьвал: function-ий нэр бол өөрөө нэг утга бөгөөд түүнийг variable шиг "дурдаж" болдог — энэ гүн чадварын учир хожмын нутаг). Дуудлага гэдэг нь нэр + хаалт: хаалт бол "одоо ажилла!" гэсэн товч. Оношлогооны дүрэм: function чинь "дуудагдсан юм шиг мөртлөө юу ч хийхгүй" бол хаалтаа шалга — энэ бол type()-ийн "print-гүй ганцаардсан асуулт"-ын ах дүү, чимээгүй замхралын гэр бүлийн гишүүн.

Алдаа 2: def-ийн мөрөнд хаалт, хоёр цэгээ гээх. Бичиглэлийн иж бүрдэл эвдэрвэл:

python

def mendchilgee:
    print("Сайн байна уу!")

Python:

SyntaxError: expected '('

Орчуулбал: "хаалт байхыг хүлээж байсан." Def-ийн мөрийн иж бүрдэл нь def + нэр + () + хоёр цэг — дөрвөн эд анги, аль нь ч дутуу бол Python шууд зогсооно: хаалт дутвал дээрх мэдэгдэл, хоёр цэг дутвал таны Бүлэг 6-аас таньдаг SyntaxError: expected ':'. Хоёул "гарвал шууд, тодоор" гардаг аюулгүй давхаргын алдаанууд — засвар нь механик: иж бүрдлээ гүйцээ.

Алдаа 3: Биеэ шигдүүлэхээ мартах — гурав дахь танил. if, for дээр үзсэн хууль def-д ч хүчинтэй:

python

def mendchilgee():
print("Сайн байна уу!")

Python:

IndentationError: expected an indented block after function definition on line 1

"1-р мөрийн function-ий тодорхойлолтын дараа шигдсэн багц байхыг хүлээж байсан" — if statement, for statement гэж хэлдэг байсан газар нь function definition болж солигдсоноос өөр шинэ зүйлгүй. Хоёр цэгээр төгссөн мөр бүр ард нь шигдсэн бие нэхдэг — энэ ганц дүрэм одоо дөрвөн бүтцийг (if/elif/else, for, while, def) бүгдийг нь хамарч байна: Python-ы бичиглэлийн ертөнц үнэндээ цөөхөн дүрмээс бүтдэгийн нотолгоо.

Товч дүгнэлт

• Function бол нэр өгсөн кодын багц — "дахин ашиглаж болох жор": нэг удаа тодорхойлоод (def), хэдэн ч удаа дууддаг (нэр + хаалт).

• Def бол зөвхөн "жорыг дэвтэрт бичих": бие нь дуудлагын мөч хүртэл биелдэггүй — бичих ≠ биелэх.

• Дуудлага нь нэр + хаалт: хаалтгүй нэр бол чимээгүй "дурдлага" — function ажиллахгүй, алдаа ч гарахгүй.

• DRY зарчим: ижил код хоёр газар байвал нэг нь илүүц — function нь кодын мэдлэгийг нэг газар төвлөрүүлж, нэрээрээ кодыг уншигдахуйц болгодог.

• Def-ийн иж бүрдэл: def + нэр + () + хоёр цэг + шигдсэн бие; тодорхойлолт дуудлагаасаа дээр байрлана — "жорын дэвтэр дээрээ, захиалга доороо."

• Print, input, int, type, range — таны хэрэглэж ирсэн бүхэн function байсан: одоо та тэдний "мэргэжил нэгтэн" боллоо.

Дараагийн хичээлд function-ий хоосон хаалт маань амилна: parameter — жор руу "орц" дамжуулах арга. "Бууз хий" биш "гурван хүний бууз хий", mendchilgee() биш mendchilgee("Бат") — function-д мэдээлэл өгч, өгсөн мэдээллээр нь ажиллуулдаг болно. Мөн эхлэгч бүрийн хольж соливчдог parameter ба argument гэсэн хоёр үгийн ялгааг тэнд тайван задална.