Funções — Como pensar como um Cientista da Computação: Edição Interativa em Python (2023)

Funções¶

Em Python, uma função é uma sequência de comandos que executaalguma tarefa e que tem um nome.A sua principal finalidade é nos ajudar a organizar programas empedaços que correspondam a como imaginamos uma solução do problema.

A sintaxe de uma definição de função é:

def NOME( PARÂMETROS ): COMANDOS

Você pode inventar qualquer nome para as funções que você cria, excetoque você não pode usar um nome que é uma palavra reservada em Python,e que os nomes devem seguir a regra de identificadores permitidos.Os parâmetros especificam qual informação, se alguma, você deveprovidenciar para que a função possa ser usada.Outra forma de dizer isto é que os parâmetros especificam o que afunção necessita para executar a sua tarefa.

Pode existir qualquer número de comandos em uma função, mas eles temque ter a mesma tabulação a partir do def. Nos exemplos neste livro,usaremos a tabulação padrão de quatro espaços. Definição de funçãoé a segunda de vários comandos compostos que veremos, todos elestendo o mesmo padrão:

1. Uma linha de cabeçalho começando com uma palavra reservada e terminando com dois pontos.

2. Um corpo consistindo de um ou mais comandos, cada um delescom a mesma tabulação – 4 espaços é o padrão em Python – emrelação à linha de cabeçalho.

Já vimos o comando for que segue o mesmo padrão.

Na definição de uma função, a palavra reservada no cabeçalho édef, que é seguida pelo nome da função e alguns parâmetros entreparênteses. A lista de parâmetros pode ser vazia ou conter qualquernúmero de parâmetros separados pos vírgulas. Em qualquer caso, osparênteses são obrigatórios.

Precisamos falar um pouco mais sobre parâmetros.Na definição, a listade parâmetros é conhecida mais especificamente como os parâmetrosformais. Esta lista de nomes descrevem o que a função precisaráreceber do usuário da função. Quando você usa uma função, você fornecevalores aos parâmetros formais.

A figura abaixo mostra essa relação. A função precisa de certasinformações para poder executar a sua tarefa. Esses valores, frequentementechamados de argumentos ou parâmetros reais, são passados àfunção pelo usuário.

Este tipo de diagrama é frequentemente chamado de diagrama de caixa-preta porque ele somente mostra os requisitos do ponto de vista do usuário. O usuário precisa saber o nome da função e quais argumentos precisam ser passados. Os detalhes de como a função funciona estão escondidos dentro da “caixa-preta”.

Suponha que estamos trabalhando com tartarugas e uma operação comum que precisamos é desenhar quadrados. Faria sentido se nós não precisássemos duplicar todos os passos cada vez que precisarmos fazer um quadrado. “Desenhe um quadrado” pode ser pensado como uma abstração de um número de passos menores. Precisaremos passar duas informações para a função executar a sua tarefa: a tartaruga para fazer o desenho e o tamanho do lado do quadrado. Poderíamos representar isto usando o seguinte diagrama de caixa-preta.

Abaixo segue a função que captura essa ideia. Teste-a.

O nome desta função é desenhaQuadrado. Ela tem doisparâmetros — um para dizer à função qual tartaruga mover e o outropara dizer o tamanho do quadrado que desejamos desenhar. Na definiçãoda função eles são chamados t e tam respectivamente. Secertifique que você sabe onde o corpo da função termina — depende databulação e as linhas em branco não valem para esta finalidade.

Definindo uma nova função não a faz rodar. Para tanto, precisamosfazer uma chamada de função. Isto é também conhecido como umainvocação de função. Já vimos como chamar algumas funçõesnativas como print, range e int. Chamadas defunção contém o nome da função a ser executada seguida por uma listade valores, chamados argumentos, os quais são atribuídos aosparâmetros da definição da função. Logo, na penúltima linha doprograma, chamamos a função e passamos alex como a tartaruga a sermanipulada, e 50 como o tamanho do quadrado que queremos.

Uma vez definida uma função, podemos chamá-la quantas vezes quisermose seus comandos serão executados cada vez que a chamamos. Neste caso,poderíamos usá-la para que uma de nossas tartarugas desenhe umquadrado e então podemos mover a tartaruga e fazê-la desenhar umquadrado diferente num local diferente. Note que levantamos a cauda deforma que quando alex se move não há rastro. Abaixamos a caudaantes de desenhar o próximo quadrado.

No próximo exemplo, mudamos um pouco a função desenhaQuadradoe fazemos que tess desenhe 15 quadrados com algumas variações. Umavez que a função esteja definida, a chamamos quantas vezes quisermos comquais parâmetros quisermos.

Teste seu entendimento

Funções que retornam valores¶

A maioria das funções requerem argumentos, valores que controlam comoa função faz seu serviço. Por exemplo, se você quer encontrar o valorabsoluto de um número, você tem que indicar qual é o valor donúmero. Python tem um função nativa para computar o valor absoluto:

Neste exemplo, os argumentos da função abs são 5 e -5.

Algumas funções são definidas com mais do que um argumento. Porexemplo, o módulo matemático contém uma função chamadapow que usa dois argumentos, a base e o expoente.

Outra função nativa que requer mais do que um argumento é a função max.

max pode receber qualquer número de argumentos, separados porvírgulas e retornará o maior valor recebido. Os argumentos podem ser ouvalores simples ou expressões. No último exemplo, 503 é retornado, umavez que ele é maior do que 33, 125 e 1. Note que max tambémfunciona com listas de valores.

Ademais, todas as funções como range, int, abs retornamvalores que podem ser usados para construir expressões mais complexas.

Logo, uma diferença importante entre estas funções e uma comodesenhaQuadrado é que desenhaQuadrado não foi executada porquequeríamos que ela computasse um valor — ao contrário, escrevemosdesenhaQuadrado porque queríamos que ela executasse uma sequênciade passos que causassem à tartaruga desenhar um forma específica.

Funções que retornam valores são chamadas algumas vezes de funçõesfrutíferas. Em muitas outras linguagens, uma função que não retornaum valor é chamado de procedimento. Mas ficaremos aqui com o jeitodo Python e também chamaremos isso de função, ou quando quisermosenfatizar essa propriedade de não retornar valores, chamaremos afunção de não-frutífera.

Funções frutíferas ainda permitem ao usuário fornecer informação(argumentos). Entretanto, existe agora um dado adicional que éretornado da função.

Como escrever funções frutíferas? Vamos começar com uma funçãomatemática bem simples, a função quadrado. A função quadrado teráum número como parâmetro e retornará o resultado desse número aoquadrado. Segue abaixo um diagrama do código Python seguinte.

O comando return é seguido de uma expressão que é calculada. Seuvalor é retornado a quem chama a função como o fruto da chamada dafunção. Como o comando return pode conter qualquer expressão,podemos evitar de criar a variável temporária y esimplesmente usar return x*x.Tente modificar a função quadrado acima para ver se funcionada mesma forma. Por outro lado, usando variáveis temporárias como y, oprograma acima permite que se encontrem erros mais facilmente. Estasvariáveis temporárias são chamadas de variáveis locais.

Observe algo importante aqui. O nome da variável que passamos como umargumento — aQuadrar — não tem nada a ver com o nome doparâmetro formal — x. É como se x = aQuadrar fosse executadoquando quadrado é chamado.Não interessa qual o nome da variável que armazenou o valor com o qual a função é chamada. Emquadrado, o nome da viarável é x. Você pode ver istoclaramente no codelens, onde as variáveis globais e variáveis locaispara a função quadrado aparecem em lugares separados.

Na medida em que você simula passo-a-passo o exemplo no codelens, noteque o comando return não apenas causa a função retornar o valor,mas também retorna o fluxo de execução de volta ao local do programaonde a função foi chamada.

Outra coisa importante para observar quando você simula os passos nocodelens, é o destaque dos números das linhas. O codelens coloca umaflecha apontando para o número da linha que está sendoexecutada. Quando você começa o codelens você pode notar a flecha queaponta para a linha 1. A próxima linha a ser apontada é a linha 5. Porque isto?Porque a definição de uma função não é o mesmo que a execução dafunção. Linhas 2 e 3 não serão apontadas até que a função sejachamada na linha 6.

Nomes curtos de variáveis são mais econômicos e às vezes facilita aleitura do código:E = mc² não seria tão memorável se Einstein tivesse usadonomes de variáveis mais compridos! Se você prefere nomes curtos, secertifique de colocar alguns comentários para esclarecer o leitorsobre o papel de cada variável.

Todas as funções em Python retornam None, a menos queexplicitamente exista um comando return com um valor diferente de None.Considere o seguinte erro comum feito por programadores iniciantes.Na medida que você faz o passo-a-passo, preste bem atenção no que éimpresso quando a função retorna.

Teste seu entendimento

Variáveis e parâmetros são locais¶

Um comando de atribuição em uma função cria uma variável localpara a variável à esquerda do =. Esta variável existe somente dentroda função e não pode ser usada fora dela. Por exemplo, considerenovamente a função quadrado:

Quando você pressionar o botão ‘last >>’, você verá uma mensagem deerro. Quando tentamos usar y na linha 6 (fora da função), Pythonprocura uma variável global chamada y mas não a encontra. Istoresulta no erro: NameError: name 'y' is not defined.

A variável y existe somente enquanto a função está sendo executada— chamamos isso de sua duração.Quando a execução da função termina (retorna), as variáveis locais sãodestruídas. Codelens ajuda você a visualizar isto porque as variáveislocais desaparecem depois que a função retorna.

Parâmetros formais são também locais e funcionam como variáveislocais. Por exemplo, a duração de x se inicia quando quadrado échamado e termina quando a função completa sua execução.

Logo, não é possível para uma função atribuir para alguma variávellocal algum valor, completar sua execução, e então quando ela échamada outra vez, recuperar o valor da variável local. Cada chamadada função cria novas variáveis locais e sua duração termina quando afunção retorna para quem a chamou.

Reciprocamente, a função pode acessar uma variável global. Mas isto éconsiderado péssima programação por quase todos osprogramadores. Veja a seguinte variação sem sentido da função quadrado.

Embora a função quadradoruim funcione, ela está escrita de formaestúpida e pobre. Mas ela ilustra uma regra importante sobre comovariáveis são procuradas em Python.Primeiro, Python procura para variáveis que são definidas localmentena função. Chamamos isso de escopo local. Se o nome da variávelnão é encontrado no escopo local, então Python procura nas variáveisglobais, ou escopo global. Isto é exatamente o caso ilustrado nocódigo acima. expoente não é encontrada localmente emquadradoruim mas ela existe globalmente.A forma apropriada de escrever esta função seria passar expoente comoparâmetro.Para praticar, você deveria reescrever quadradoruim para ter umsegundo parâmetro chamado expoente.

Atribuições locais nas funções não podem mudar variáveis definidasfora da função. Considere o seguinte exemplo em codelens:

Agora percorra o código passo-a-passo. O que você nota dos valores deexpoente no escopo local comparado ao escopo global?

O valor de expoente no escopo local ficou diferente do valor doescopo global.Isto é porque no exemplo expoente foi usado do lado esquerdo daatribuição expoente = p. Quando o nome de uma variável aparece dolado esquerdo de um atribuição, Python cria uma variável local.Quando uma variável local tem o mesmo nome de uma variável global,dizemos que a variável local esconde a global. Isso quer dizer que avariável global não pode ser acessada porque a variável local éencontrada primeiro. Esta é outra boa razão para não usar variáveisglobais. Como você pode ver, torna o seu código confuso e difícil deentender.

Para consolidar todas estas ideias, vamos olhar em um exemplofinal. Dentro da função quadrado vamos fazer uma atribuição para oparâmetro x. Não há nenhum bom motivo para fazer isto se não paraenfatizar o fato de que o parâmetro x é uma variável local. Sevocê simular passo-a-passo no codelens o exemplo, você verá que emborax é 0 como variável local em quadrado, x permanece 2 no escopoglobal.Isto é confuso para muitos iniciantes que pensam que uma atribuiçãopara um parâmetro formal causará uma mudança ao valor da variável quefoi usada como parâmetro real; especialmente quando as duascompartilham o mesmo nome.Mas este exemplo demonstra claramente que não é assim que Pythonfunciona.

Teste seu entendimento

O Padrão de Acumulação¶

No exemplo anterior, escrevemos uma função que calcula o quadrado de um número.O algoritmo que usamos na função era simples: multiplique o número por ele mesmo.Nesta seção iremos reescrever a função quadrado e usar um algoritmo diferente,um que se baseia na adição em vez da multiplicação.

Se você quer multiplicar dois números, o enfoque mais básico é pensar dissocomo um processo de somar um número a ele mesmo. O número de repetições é ondeo segundo número aparece. Por exemplo, se queremos multiplicar três por cinco, podemospensar nisso como somando três a ele mesmo cinco vezes. Três mais três é seis,mais três é nove, mais três é doze e, finalmente, mais três é quinze.Generalizando, se queremos implementar a ideia do quadrado de um número, chamando-o de n,nós somaríamos n a ele mesmo n vezes.

Faça isto na mão e tente isolar exatamente os passos que você faz.Você descobrirá que você precisa manter alguma “soma parcial” da somaaté o momento, ou em algum pedaço de papel, ou em suacabeça. Lembrando coisas de um passo ao passo seguinte é precisamente o motivopelo qual temos variáveis no programa. Isto quer dizer que precisaremos dealguma variável para lembrar da “soma parcial”. Ela deve serinicializada com o valor zero. Então, precisamos atualizar a“soma parcial” um número correto de vezes. Para cada repetição,queremos atualizar o total somando o número à soma.

Em palavras, poderíamos dizer o seguinte. Para quadrar o valor de n,repetimos o processo de atualizar a soma parcial n vezes. Paraatualizar o total, tomamos o valor antigo de “soma parcial” e somamosn. A soma se torna o novo valor de “soma parcial”.

Aqui está o programa em activecode. Note que a definição da função é amesma que era antes. Tudo que mudou são os detalhes de como o quadradoé feito.Este é um grande exemplo de projeto “caixa preta”.Podemos mudar os detalhes dentro da caixa e ainda assim usar a funçãoexatamente como a usávamos antes.

No programa acima, note que o variável somaparcial começa com ovalor 0. Em seguida, a iteração é feita x vezes. Dentro do laço dofor, a atualização ocorre. somaparcial é atualizada com um novovalor que é o valor antigo mais o valor de x.

Este padrão de iteração da atualização da variável é chamada comumentecomo padrão de acumulação. Nos referimos à variável como oacumulador. Este padrão aparece repetidas vezes. Lembre que achave para fazer isto funcionar com sucesso é se certificar que avariável é inicializada antes de você começar as iterações.Uma vez dentro da iteração, é requerido que você atualize o acumulador.

Aqui vai um exemplo do mesmo problema em codelens.Faça o passo-a-passo do programa e veja como a “somaparcial” acumula o resultado.

Teste seu entendimento

Funções podem chamar outras funções¶

É importante entender que cada uma das funções que a gente escrevepode ser usada e chamada pelas outras funções que a genteescreve. Esta é uma das mais importantes formas que permitem quecientistas da computação peguem um problema grande e o quebrem em umgrupo de problemas menores. Este processo de quebrar um problema emsubproblemas menores é chamado de decomposição funcional.

Aqui vai um exemplo simples de decomposição funcional usando duasfunções. A primeira, chamada quadrado simplesmente computa oquadrado de um dado número. A segunda, chamada desoma_de_quadrados usa a função quadrado para determinar a soma doquadrado de três números.

Embora esta seja uma ideia muito simples, na prática este exemploilustra muitos conceitos importantes em Python, incluindo variáveislocais e globais junto com passagem de parâmetros. Note que quandovocê faz o passo-a-passo no exemplo, codelens aponta para alinha 1 e depois linha 5, onde as funções foram definidas.O corpo da função quadrado não é executado até que ela seja chamada dafunção soma_de_quadrados pela primeira vez na linha 6. Tambémobserve que quando quadrado é chamada existem dois grupo devariáveis locais, uma para quadrado e outra parasoma_de_quadrados. Quando você avança no passo-a-passo, vocênotará que x e y são variáveis locais em ambas as funções epodem mesmo ter valores diferentes. Isso ilustra que mesmo tendo omesmo nome, elas são completamente diferentes.

Vamos olhar em um outro exemplo que usa duas funções e ilustra outratécnica importante de resolução de problemas chamadageneralização. Vamos assumir que queremos escrever uma função paradesenhar um quadrado. O passo de generalização é perceber que oquadrado é apenas um tipo especial de retângulo.

Para desenhar um retângulo precisamos ser capazes de chamar a funçãocom argumentos diferentes para largura e altura. Diferente do caso doquadrado, não podemos repetir a mesma coisa 4 vezes, porque os quatrolados não são iguais.Entretanto, é o caso que desenhar os lados de baixo e direito é amesma sequência para desenhar os lados de cima e esquerdo. Logo,podemos chegar no seguinte código bacana para desenhar um retângulo.

def desenhaRetangulo(t, w, h): """Faca a tartaruga t desenhar um retangulo de largura w e altura h.""" for i in range(2): t.forward(w) t.left(90) t.forward(h) t.left(90)

Os nomes dos parâmetros foram escolhidos deliberadamente com uma únicaletra para assegurar que eles não são confundidos. Em programasreais, uma vez que você tenha mais experiência, insistiremos em nomesde variáveis melhores do que este.O ponto é que o programa não “entende” que você está desenhando umretângulo ou que os parâmetros representam a largura e aaltura. Conceitos como retângulo, largura e altura são significadosque os humanos têm, não conceitos que o programa ou o computadorentendem.

Como pensar como um cientista da computação envolve procurar porpadrões e relações. No código acima, fizemos isso até certo ponto. Nãoapenas desenhamos quatro lados. Em vez disso, percebemos quepodíamos desenhar um retângulo como duas metades e usamos um laçopara repetir duas vezes o padrão.

Mas agora podemos perceber que um quadrado é um caso especial de umretângulo. Um quadrado simplesmente usa o mesmo valor para a largura ealtura. Já temos uma função para desenhar um retângulo, logo a podemosusar para desenhar nosso quadrado.

def desenhaQuadrado(tx, tam): # uma nova versao de desenhaQuadrado desenhaRetangulo(tx, tam, tam)

Here is the entire example with the necessary set up code.

Alguns pontos que valem a pena ser notados:

• Funções podem chamar outras funções.

• Reescrever desenhaQuadrado como fizemos captura a relação que foi percebida.

• A função pode ser chamada como desenhaQuadrado(tess, 50). Aosparâmetros da função, tx e tam, são atribuídos os valores doobjeto tess e o int 50 respectivamente.

• No corpo da função os parâmetros são apenas como qualquer outra variável.

• Quando a chamada para desenhaRecangulo é feita, os valores nasvariáveis tx e tam são atribuídos primeiro, e depois a chamadaocorre. Logo, quando entramos no início da funçãodesenhaRetangulo, sua variável t recebe o objeto tess, w eh naquela função recebem ambos o valor 50.

Até agora, pode não estar claro porque vale a pena se dar ao trabalhode criar todas essas funções novas. Na verdade, existe um monte demotivos, mas este exemplo mostra dois:

1. Criar uma função dá a você uma oportunidade de dar nome a um grupode comandos. Funções podem simplificar um programa escondendo umacomputação complexa atrás de um único comando. A função, incluindoseu nome, pode capturar a decomposição, ou abstração, do problemaque você tem em mente.

2. Criar uma nova função pode tornar o programa menor porque códigorepetitivo é eliminado.

3. Algumas vezes você pode escrever funções que permitem resolver umproblema específico usando uma solução mais geral.

Sumário do fluxo de execução¶

Quando você está trabalhando com funções é realmente importante sabera ordem em que os comandos são executados. Isto é chamado de o fluxo deexecução e já falamos disso um certo número de vezes neste capítulo.

Execução sempre começa no primeiro comando do programa. Comandos sãoexecutados um de cada vez, em ordem, de cima para baixo.Definições de funções não alteram o fluxo de execução do programa, maslembre-se de que os comandos dentro da função não são executados amenos que a função seja chamada.

Chamadas de funções são como desvios do fluxo de execução. Em vez deir para o próximo comando, o fluxo pula para a primeira linha dafunção chamada, executa todos os comandos de lá, e então volta paracontinuar de onde tinha parado.

Isso soa bastante simples, até você lembrar que uma função pode chamaroutra função. Enquanto no meio de uma função, o programa pode ter queexecutar os comandos de uma segunda função. Mas enquanto executando asegunda função, o programa pode ter que executar ainda uma terceirafunção!

Felizmente, Python mantem controle de onde ele está em cada função, ecada vez uma função termina, o programa volta para onde tinha paradoquando a função foi chamada. Quando o fim do programa é atingido, eletermina.

Qual a moral deste conto sórdido? Quando você lê um programa, não oleia de cima a baixo. Em vez disso, siga o fluxo de execução. Sobrisco de soar repetitivo, isto quer dizer que você lerá asdeclarações def enquanto percorre o código de cima para baixo, masvocê deve pular o corpo da função até encontrar o ponto onde a funçãoé chamada.

Teste seu entendimento

Um Diagrama de Barras de uma Tartaruga¶

Lembre-se da nossa discussão de módulos que eles eram um certo númerode coisas que tartarugas podem fazer.Aqui vão mais uns dois truques (lembre-se que eles estão todosdescritos na documentação do módulo).

• Podemos fazer uma tartaruga mostrar texto no canvas na posiçãoatual da tartaruga. O método é chamado write.Por exemplo, alex.write("Alo") escreveria o string Alo naposição atual.

• Podemos preencher um perfil (circunferência, semi-circunferência, triângulo, etc)com uma cor. É um processo de dois passos. Primeiro você chama ométodo begin_fill, por exemplo alex.begin_fill(). Então vocêdesenha o perfil. Finalmente, você chama end_fill (alex.end_fill()).

• Previamente nós atribuímos a cor da nossa tartaruga - podemos tambémagora atribuir sua cor de preenchimento, que não precisa ser a mesmada tartaruga nem da caneta. Para fazer isso, usamos o método chamado fillcolor,por exemplo, alex.fillcolor("red").

Bom, então podemos fazer tess desenhar um diagrama de barras? Vamoscomeçar com alguns dados,

xs = [48, 117, 200, 240, 160, 260, 220]

Correspondendo a cada medida, vamos desenhar um retângulo simplesdaquela altura, com uma largura fixa.Aqui é o que queremos criar.

Podemos rapidamente ver que desenhando uma barra será similar adesenhar um retângulo ou um quadrado. Uma vez que precisamos fazerisso um certo número de vezes, faz sentido criar uma função,desenhaBarra, que necessitará da tartaruga e altura dabarra. Assumiremos que a largura da barra será de 40 unidades. Uma vezescrita a função, podemos usá-la em um laço simples para processar a listados valores dados.

def desenhaBarra(t, altura): """Faca a tartaruga t desenhar uma barra, de altura `altura`.""" t.left(90) # Apontar t.forward(altura) # Desenha o lado esquerdo t.right(90) t.forward(40) # largura da barra no topo t.right(90) t.forward(altura) # e abaixo novamente! t.left(90) # coloca a tartaruga na posição que a encontramos...for v in xs: # assuma que xs e tess estão prontas desenhaBarra(tess, v)

É um bom começo! O que é importante aqui é a decomposição que temos emmente. Para resolver o problema, primeiro o quebramos em pedaçosmenores. Em particular, nosso pedaço é desenhar um barra. Nós, então,implementamos esse pedaço com uma função. Depois, para todo odiagrama, chamamos repetidamente nossa função.

Em seguida, acima de cada barra, imprimimos o valor do dado.Faremos isso no corpo do desenhaBarra, adicionando t.write(' ' + str(altura))como a terceira linha do corpo.Colocamos um pequeno espaço em frente do número, e transformamos onúmero em string. Sem esse espaço extra o texto poderia ficar grudado com abarra à esquerda.Finalmente, adicionamos os dois método necessários para preencher cadabarra.

Um problema restante está relacionado com o fato de que nossatartaruga vive em um mundo onde o centro é a posição (0,0). Nesteproblema, ajudaria se (0,0) fosse no canto inferior esquerdo. Pararesolver isso, podemos usar nosso método setworldcoordinates pararedimensionar a janela. Enquanto isso, devemos fazer os dados caberemna janela. A barra mais alta corresponde ao maior valor dos dados. alargura da janela necessitará ser proporcional ao número de barras (onúmero dos valores dados) onde cada um tem a largura de 40. Usandoessa informação, podemos computar o sistema de coordenadas que fazemsentido para o conjunto de dados. Para melhorar a aparência do diagrama,adicionamos um pouco de espaço embaixo e à esquerda como uma moldura.

Aqui vai o programa completo. Teste-o e então mude os dados para verque ele se adapta aos novos valores.

Glossário¶

argumento

Um valor fornecido para uma função quando a função échamada. Este valor é atribuído ao parâmetro correspondente nafunção. O argumento pode ser o resultado de uma expressão quepode envolver operadores, operandos e chamadas a outras funçõesfrutíferas.

chamada de função

Um comando que executa uma função. Ele consiste do nome dafunção seguido por uma lista de argumentos entre parênteses.

comando composto

Um comando que consiste de duas partes:

1. cabeçalho - que começa com uma plavra reservadadeterminando o tipo do comando e que termina com doispontos (:).

2. corpo - contendo um ou mais comando tabulados igualmente apartir do cabeçalho.

A sintaxe de um comando composto se assemelha com:

palavra-reservada expressão: comando comando ...

composição de funções

Usando a saída de uma função como entrada de outra função.

corpo

A segunda parte de um comando composto. O corpo consiste deuma sequência de comandos todos igualmente tabulados a partirdo começo do cabeçalho. A quantidade padrão de tabulação usadapela comunidade do Python é 4 espaços.

declaração import

uma declaração que permite funções e variáveis definidas emoutro módulo de Python serem trazidas ao ambiente de outroscript. Para usar as construções da tartaruga, precisamosprimeiro importar o módulo turtle.

definição de função

Uma declaração que cria uma nova função, especificando o seunome, parâmetros e os comandos que ela executa.

duração

Variáveis e objetos tem duração — eles são criado em algumponto durante a execução do programa e são destruídos em algumoutro ponto.

docstring

Se a primeira coisa no corpo da função (ou, comoveremos mais tarde, em outros lugares também) é um string, ele é anexadoà função como seu atributo __doc__.

fluxo de execução

A ordem em que comandos são executados durante a execução deum programa.

função

Uma sequência de comandos com um nome que executa operaçõesúteis. Funções podem ou não ter parâmetros e podem ou nãoproduzir um resultado.

função frutífera

Uma função que retorna um valor quando ela é chamada.

linha de cabeçalho

A primeira parte de um comando composto. O cabeçalho começacom uma palavra reservada a termina com dois pontos (:).

parâmetro

Um nome usado dentro de uma função para se referir ao valorque foi passado a ela como um argumento.

refatorar

Processo de reorganizar o código de seu programa,usualmente para torná-lo mais fácil de entender. Tipicamente,temos um programa que já está funcionando, então voltamos parafazer uma “arrumação”. Em geral envolve escolher nomesmelhores para as variáveis ou perceber um padrão repetido emover esse código para uma função.

variável local

Uma variável definida dentro de uma função. Uma variável localpode somente ser usada em sua função. Parâmetros de umafunção são também um tipo especial de variável local.

Exercícios¶

1. Use a função desenhaquadrado que escrevemos neste capítulo em umprograma para desenhar a imagem abaixo. Assuma que cada lado mede20 unidade. (Dica: note que a tartaruga já se moveu do ponto finaldo último quadrado quando o programa termina.)

   

2. Escreva um programa para fazer o desenho abaixo. Assuma que o ladodo quadrado mais interno tem 20 unidade e cada quadrado tem lado20 unidades maior do que o anterior.

   

3. Escreva uma função não-frutífera desenhaPoli(t, numeroLados, tamanho)que faz a tartaruga t desenhar um polígono regular com numeroLadoslados, cada um de comprimento tamanho.Quando chamada com desenhaPoli(tess, 8, 50), ela desenhará algo como:

   

4. Desenhe o seguinte padrão.

   

5. As duas espirais abaixo diferem apenas pelo ângulo devirada. Desenha as duas.

6. Escreva uma função não-frutífera desenhaTrianguloEqui(t, tamanho)que chama desenhaPoli de um exercício anterior parafazer a tartaruga t desenhar um triângulo equilátero com lados decomprimento tamanho.

7. Escreva uma função frutífera somaAte(n) que retorna a soma detodos os naturais até e incluindo n. Por exemplo, somaAte(10)deve ser 1+2+3…+10 que retornaria o valor 55. Use a equação n*(n + 1)//2.

8. Escreva uma função areaDeCirculo(r) que retorna a área de umcírculo de raio r. Use o módulo math na sua solução.

9. Escreva uma função não-frutífera para desenhar uma estrela decinco pontas, onde o comprimento de cada lado é 100 unidades.

   

10. Estenda seu programa acima. Desenha cinco estrelas, mas entre umae outra, levante a caneta, a mova para a frente por 350 unidades,vire à direita por 144 graus, abaixe a caneta e desenhe a próximaestrela. Você obterá algo como:

    

    Como ficaria se você não levantasse a caneta?

11. Estenda a função estrela para desenhar uma estrela de n pontas. (Dica: nprecisa ser um inteiro ímpar maior ou igual a 3.)

12. Escreva uma função chamada desenheSprite que desenha um sprite.A função necessitará de parâmetros para a tartaruga, o número depernas e o comprimento das pernas. Chame a função para criar umsprite de 15 pernas de comprimento 120.

13. Reescreva a função somaAte(n) que retorna a soma a soma de todosos naturais até e incluindo n. Desta vez use o padrão de acumulação.

14. Escreva uma função chamada raizQ que aproxima a raiz quadrada deum número, digamos n, usando o algoritmo de Newton.O método de Newton é um algoritmo iterativo que começa chutandoinicialmente o valor n/2 para a raiz e cada chute subsequente écomputado usando a fórmula: proximoChute = (velhoChute+n/velhoChute)/2.

15. Escreva uma função chamada meuPi que retorna uma aproximaçãopara PI (3.14159…). Use a aproximação de Liebniz descrita em aula.

16. Escreva uma função chamada meuPi que retorna uma aproximaçãopara PI (3.14159…). Use a aproximação de Madhava descrita em aula.

17. Escreva uma função chamada quadradoBonito que desenha umquadrado com os cantos bonitos (sprites nos cantos). Você deveimplementar e usar a função desenhaSprite acima. Para umaaparência ainda mais interessante, que tal adicionar pequenostriângulos no fim das pernas do sprite?