C2 Les fonction en Python

Notion de fonctions

La notion de fonction est essentielle en programmation, elles servent à mieux structurer votre code.
Par exemple, elles permettent d’éviter de répéter plusieurs fois des portions de codes identiques. Ainsi, une fonction peut être vu comme un «petit» programme :
- à qui on donne des paramètres en entrée,
- puis qui effectue alors un traitement sur ces paramètres,
- qui renvoie enfin un résultat en sortie.

Une fonction qui modifie des variables mais sans renvoyer de résultat est appelée une procédure. Le langage Python ne fait pas de différence dans la syntaxe entre fonction et procédure.

A retenir :

En Python, une fonction se crée avec le mot-clé def.

Fonctions sans paramètre, sans valeur renvoyée

🐍 Script Python

def accueil():
    print("Bonjour")
    print("comment allez-vous ?")

🐍 Script Python

accueil()

🐍 Script Python

Bonjour
comment allez-vous ?

Fonction avec paramètre(s), sans valeur renvoyée

🐍 Script Python

def double(n):
    d=2*n
    print(f'le double de {n} est {d}')

🐍 Script Python

double(4)
le double de 4 est 8

Vocabulaire :

• La valeur n est appelée paramètre de la fonction double.
• On dit qu'on passe le paramètre n à la fonction double.
• Dans l'exemple ci-dessus, on dit qu'on a appelé la fonction double avec l'argument 4.

Remarques :

• là encore, notre fonction ne renvoie rien : on peut encore la considérer comme un ensemble d'instructions factorisé dans un même bloc. À la différence de la fonction sans paramètre, ces instructions ne sont pas toujours les mêmes, grâce à l'utilisation du paramètre demandé à l'utilisateur.
• la fonction bien connue print() est une fonction à paramètre, qui affiche dans la console le contenu du paramètre.

Fonction avec paramètre(s) et avec valeur renvoyée

On retrouve ici la notion classique de fonction rencontrée en mathématiques : un procédé qui prend un nombre et en renvoie un autre. En informatique, l'objet renvoyé ne sera pas forcément un nombre (cela pourra être aussi une liste, un tableau, une image...). Le renvoi d'une valeur se fait grâce au mot-clé return.

Exemple

La fonction mathématique \(f : x \longmapsto 2x+3\) se codera par :

🐍 Script Python

def f(x):
    return 2*x+3

🐍 Script Python

f(4)
11

Autour du return

La force du return

Différence fondamentale entre return et print

Le mot-clé return de l'exemple précédent fait que l'expression f(4) est égale à 11.
On peut d'ailleurs écrire en console :

🐍 Script Python

>>> f(4) + 5
16

Imaginons (avant de l'oublier très vite) le code affreux ci-dessous :

🐍 Script Python

def g(x):
    print(2*x + 3)

On pourrait avoir l'illusion que la fonction g fait correctement son travail :

🐍 Script Python

>>> g(4)
11

Mais g se contente d'afficher sa valeur calculée, et non pas de la renvoyer. En effet :

🐍 Script Python

>>> g(4) + 5
16
Traceback (most recent call last):
File "<input>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'NoneType' and 'int'

En résumé :

🐍 Script Python

def g(x):
    print(2*x + 3)

🐍 Script Python

g(4)+5

🐍 Script Python

11
Traceback (most recent call last):
File "<input>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'NoneType' and 'int'

Le return est un siège éjectable

Le mot-clé return provoque une éjection du code : tout ce qui est situé après le  return ne sera pas exécuté.

Observez la différence entre les fonctions g et h .

🐍 Script Python

def g(x):
    print("ce texte sera bien affiché")
    return 2*x+3

🐍 Script Python

>>> g(4)
ce texte sera bien affiché
11

🐍 Script Python

def h(x):
    return 2*x+3
    print("ceci ne sera jamais affiché")

🐍 Script Python

>>> h(4)
11

🐍 Script Python

def g(x):
    print("ce texte sera bien affiché")
    return 2*x+3

def h(x):
    return 2*x+3
    print("ceci ne sera jamais affiché")

🐍 Script Python

print(g(4))
print(h(4))

🐍 Script Python

ce texte sera bien affiché
11
11

Les fonctions sans return sont-elles des fonctions ?

• Pour les puristes, une fonction sans valeur renvoyée sera plutôt appelée procédure. Le mot fonction est alors réservé aux fonctions qui ont effectivement un return.

Variables locales, variables globales

Notion d'espace de noms

A retenir :

• Les variables définies dans le corps d'une fonction sont appelées variables locales
• Les variables définies dans le corps du programme (sous-entendu : pas à l'intérieur d'une fonction) sont appelées variables globales.

📚 Règles d'accès en lecture et en modification d'une variable suivant son espace d'origine

Règles d'accès aux variables locales et globales :

• règle 1 : une variable locale (définie au cœur d'une fonction) est inaccessible hors de cette fonction.
• règle 2 : une variable globale (définie à l'extérieur d'une fonction) est accessible en lecture à l'intérieur d'une fonction.
• règle 3 : une variable globale (définie à l'extérieur d'une fonction) ne peut pas être modifiée à l'intérieur d'une fonction.

⚠ À propos de la règle n°3
(toute la vérité, rien que la vérité)

Pour certains types de variables (listes, dictionnaires...), la modification d'une variable globale à l'intérieur du corps d'une fonction est en fait possible (contrairement à ce qu'énonce la règle 3). Mais cela reste très fortement déconseillé.

Une fonction ne doit modifier que les variables qu'elle crée (ses variables locales) ou bien les variables qu'on lui a données en paramètre.

Une fonction qui ne respecte pas cette règle présente des effets de bord : on peut peut-être arriver à les gérer sur un «petit» code, mais cela devient illusoire sur un code utilisant de multiples fonctions.

Documenter une fonction

Help !

Si une fonction peut être assimilée à un outil, il est normal de se demander si cet outil possède un mode d'emploi.

Observons les fonctions pré-définies par Python, et notamment une des premières que nous avons rencontrées : la fonction print(). Son mode d'emploi est accessible grâce à la commande help(print).

🐍 Script Python

>>> help(print)
Help on built-in function print in module builtins:

print(...)
    print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)

    Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
    Optional keyword arguments:
    file:  a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
    sep:   string inserted between values, default a space.
    end:   string appended after the last value, default a newline.
    flush: whether to forcibly flush the stream

Pensez à utiliser cette fonction help()

Créer le mode d'emploi de ses propres fonctions : les docstrings

Il est possible, voire souhaitable (dès qu'on créé un code comportant plusieurs fonctions, et/ou qui sera amené à être lu par d'autres personnes), de créer un mode d'emploi pour ses fonctions. On appelle cela écrire la docstring de la fonction, et c'est très simple : il suffit de l'encadrer par des triples double-quotes """.

Exemple

🐍 Script Python

def double(n):
    """
    Renvoie le de n"
    """
    d=2*n
    return d

On peut donc maintenant demander de l'aide pour cette fonction :

🐍 Script Python

>>> help(double
Help on function double in module __main__:

double(n)
Renvoie le double de n

🐍 Script Python

def double(n):
    """
    Renvoie le de n"
    """
    d=2*n
    return d

🐍 Script Python

help(double)

🐍 Script Python

Help on function double in module __main__:

    double(n)
        Renvoie le de n"

Exercices

Exercice 13

Calcul aire
Écrire une fonction qui prends en entrée la longueur et la largeur d'un rectangle et qui renvoie son aire.

🐍 Script Python

def caclule_aire(longueur, largeur):
    ...

Exercice 14

conversion_duree

Écrire une fonction qui convertit un nombre de secondes en heures/minutes/secondes.

🐍 Script Python

def convertit(secondes):
    ...
    return (heures, minutes, secondes)

On peut utiliser le fait que si a et b sont deux variables contenant des entiers, alors

🐍 Script Python

a // b

est la partie entière de la division de a par b et

Exemple :

🐍 Script Python

a=19
b=5
a // b
3

🐍 Script Python

a % b

est reste de la division de a par b.

🐍 Script Python

a % b
4

En effet \(19 = 3 \times 5 + 4\)

Exercice 15

Prix

Le droit d'entrée journalier dans un parc d’attraction est

• 37€ pour un adulte
• 28€ pour un enfant.

Ecrire une fonction prix(nbre_adultes, nbre_enfants) renvoyant le prix à payer pour le parc d'attraction.

▶️ ⤵️ ⤴️