Funktionen erstellen

Alle höheren Programmiersprachen haben die Möglichkeit Anweisungen so zusammenzufassen, dass sie auch mehrfach ausgeführt werden können. Hierfür gibt es unterschiedlichste Bezeichnungen wie z.B. Unterprogramm, Prozedur oder im Falle von Python eben Funktion.

Auf diese Weise kann Programmcode (und Speicher) gespart werden und das Programm wird zudem übersichtlicher. Funktionen enthalten häufig Parameter, um die Funktion flexibler einsetzen zu können. Außerdem ist es häufig die Aufgabe einer Funktion ein bestimmtes Ergebnis zu ermitteln, das dann an die Stelle zurückgeliefert wird, an der die Funktion aufgerufen wurde.

Ein einfaches Beispiel dafür ist die Funktion len, die wir ja schon kennen:

anzahl = len("Januar")
print("String enthält", anzahl, "Zeichen.")

Eine neue/eigene Funktionen muss zuerst definiert werden, damit wird sozusagen ihr Bauplan erstellt. Der Name der Funktion beginnt mit einem Kleinbuchstaben und auch sonst gelten dieselben Regeln, wie für die Namen von Variablen.

Der Funktionskopf beginnt mit dem Schlüsselwort def und endet mit einem Doppelpunkt. Die darauf folgenden Anweisungen sind alle eingerückt (wie immer nach einem Doppelpunkt) und bilden den Funktionskörper.

Wir beginnen schrittchenweise mit einem kleinen Beispiel, in dem wir den Flächeninhalt eines Kreises berechnen.

def flaeche():
    print("Den Flächeninhalt eines Kreises berechnen")


# Die Definition der Funktion reicht aber noch nicht,
# sie muss auch aufgerufen werden !
flaeche()

Mit Hilfe von Parametern kann eine Funktion für ähnliche Aufgaben verwendet werden. Parameter sind Variablen, die im Funktionskopf festgelegt werden und dann im Funktionskörper verwendet werden können.

Die beim Aufruf an die Funktion übergebenen Dinge, werden als Argumente bezeichnet.

def flaeche(radius):
    print("Den Flächeninhalt eines Kreises mit Radius,", radius, "mm berechnen.")

# die Funktion mit dem Argument 100 aufrufen

flaeche(100)

Innerhalb der Funktion lassen sich auch Variablen definieren, die aber nur innerhalb der Funktion benutzt werden können (gültig sind). Sie werden als lokale Variablen bezeichnet.

def flaeche(radius):

    pi = 3.14

    result = pi * radius ** 2

    print("Der Flächeninhalt beträgt ", result, "qmm.")

Hier sind also pi, resultat und auch der Parameter radius Lokale Variablen.

Jetzt müssen wir nur noch das errechnete Ergebnis zurückliefern und das geschieht mit Hilfe der return Anweisung. Dabei wird das was hinter dem return steht, an die Stelle zurückgeliefert an der die Funktion aufgerufen wurde.

Gleichzeitig wird die Funktion, sobald eine Return-Anweisung erreicht wurde, auch beendet.

def flaeche(radius):

    pi = 3.14
    result = pi * radius ** 2

    return result


ergebnis = flaeche(100)
print("Der Flächeninhalt beträgt ", ergebnis, "qmm.")

Grundsätzlich muss die Return-Anweisung nicht nur am Ende, sondern kann auch zusammen mit einer Bedingung irgendwo anders innerhalb der Funktion stehen. Das sollte aber besser vermieden werden, da das Programm dadurch leicht unübersichtlich wird.

Denn das wichtigste Gesetz beim Programmieren heißt: Der Programmcode soll möglichst klar, gut lesbar und verständlich sein! (so dass sich auch jemand anderes darin zurechtfinden kann)

Parameter und Argumente

Parameter sind die Variablen im Funktionskopf, die dann in der Funktion verwendet werden können. Argumente sind die Werte bzw. Variablen, die beim Aufruf an die Funktion übergeben werden.

Für die Zuordnung von den Argumenten zu den Parametern gibt es mehrere Möglichkeiten. Standardmäßig geschieht das über die Reihenfolge, d.h. das erste Argument wird an den ersten Parameter übergeben, und das zweite Argument landet im zweiten Parameter u.s.w. Die Zahl der Parameter und Argumente muss übereinstimmen.

Bei unserem Flächenbeispiel könnte der Aufruf dann so aussehen:

def flaeche(radius, einheit):
    ...
    ...

ergebnis = flaeche(100, "cm")

Default Werte

Es gibt aber auch die Möglichkeit die Parameter mit einem Wert vorzubelegen, d.h. dem Parameter einen Defaultwert zu geben.

Ich bleibe bei dem Beispiel mit der Flächenberechnung, auch wenn die Vorbelegung des Radius nicht besonders sinnvoll ist.

def flaeche(radius=50):
    ...
    ...

ergebnis = flaeche()

Dadurch dass der Parameter radius im Funktionskopf schon einen Wert hat, kann die Funktion jetzt mit oder ohne Argument aufgerufen werden.

Benannte Parameter

Die Zuordnung zwischen Aufruf und Definition in der Funktion wurde bisher durch die Reihenfolge der Parameter bestimmt.

Stattdessen kann die Zuordnung aber auch so geschehen, dass beim Aufruf der Funktion einfach die Namen der Parameter benutzt werden. Das hat zudem den Vorteil, dass das Programm leichter zu lesen ist.

Bei unserem Flächenbeispiel könnte der Aufruf dann so aussehen:

def flaeche(radius, einheit):
    ...
    ...

ergebnis = flaeche(einheit="cm", radius=100)

Die beiden Möglichkeiten der Zuordnung lassen sich auch kombinieren, dann müssen aber zuerst die Argumente verwendet werden, die über die Reihenfolge zugeordnet werden sollen.