Differences between revisions 6 and 7
Revision 6 as of 2022-10-03 17:21:23
Size: 9823
Editor: FrBrGeorge
Comment:
Revision 7 as of 2022-10-09 13:49:39
Size: 9858
Editor: FrBrGeorge
Comment:
Deletions are marked like this. Additions are marked like this.
Line 29: Line 29:
  * работа `sort()/sorted()`   * работа `sort()/sorted()` (а заодно и `max()/min()`)

Функции и замыкание

Долги за прошлую лекцию:

  • операция not in

  • Умолчания в секционировании
  • Имитация многомерных массивов — список списков
    • Проблема излишней гибкости: равенство длин строк?
  • Отсутствие «подковёрного» копирования
    • например, это совсем не матрица: [[0] * N for i in range(M)] — почему?

    • a.copy(), a[:] и copy.deepcopy()

Функции

Пространства имён: повторение

  • Задание функции
       1 def имя(параметры):
       2 
       3     return
       4 
       5     return
       6 
    
  • Формальные и фактические параметры, return

  • Duck typing: функция как формализация алгоритма
  • вызов функции как локальное пространство имён

    • globals() и locals()

    • сложный случай определение локальности по связыванию, global

  • функция как объект: именование, передача в качестве параметра
    • работа sort()/sorted() (а заодно и max()/min())

  • Лямбда-функции (функции-выражения)
  • Распаковка и запаковка параметров (пока только позиционных)
    • функция с произвольным числом параметров
  • Параметры функции по умолчанию (именованные параметры)
    • (to be continued… они теперь не равны, вообще см. полный вид описания функции)

  • Самодокументирование

Про рекурсию

  • Рекурсия и цикл. Теория vs. практика. Гвидо, Python и хвостовой вызов

    • ⇒ максимальная глубина рекурсии
    • ⇒ логарифмический критерий уместности рекурсии
  • Замещение рекурсии стеком. Пример: есть ли среди натуральных чисел Seq такие, что в сумме дают S. Рекурсивный вариант.

    •    1 def subsumR(S, Seq, Res=[]):
         2     if sum(Res) == S:
         3         return Res
         4     for i, el in enumerate(Seq):
         5         R = subsumR(S, Seq[i+1:], Res+[el])
         6         if R: return R
         7     return []
      
      S — неизменяемая часть, Seq, Res — изменяемая, значит, их надо сохранять в стек. Рекурсия — это цикл, которые продолжается до тех пор, пока рекурсивные вызовы не кончились.
         1 def subsumS(S, Num):
         2     Stack = [(Num,[])]
         3     while Stack:
         4         Seq, Res = Stack.pop()
         5         if sum(Res) == S:
         6             return Res
         7         Stack.extend([(Seq[i+1:], Res+[el]) for i, el in enumerate(Seq)])
         8     return []
      
      • здесь не тот порядок добавления, для полного соответствия надо в обратном
      • вместо списковой сборки надо использовать генератор, но у нас их ещё не было ☺

Замыкание

Замыкание_(программирование)

  1. Функция — это объект
  2. Её можно изготовить внутри другой функции и вернуть
  3. …причём в зависимости от параметров этой другой функции!
  4. …в процессе чего некоторые объекты из ПИ создающей функции «залипают» в ПИ создаваемой
    • только они там навсегда должны залипнуть, а не только на время вызова
    • .__closure__

  5. Это и есть замыкание!

Пример:

   1 def f1(x):
   2     def f2():
   3         return x
   4     return f2

pythontutor this

и

   1 def f1(x):
   2     def f2():
   3         def f3():
   4             return x
   5         return f3
   6     return f2

pythontutor this

Also: nonlocal name — явное указание брать имя name из внешнего, но не глобального пространства имён

Примеры: 1 и 2

Модификатор nonlocal для доступа к пространству имён вызывающей функции:

   1 def f(x):
   2     def g(y):
   3         nonlocal x
   4         x = 2 * y + 1
   5         return x
   6     g(2)
   7     return x
  • Без nonlocal имя x оказалось бы локальным

Замыкание и позднее связывание

Вот этот код не работает так, как может показаться:

   1 def create_adders():
   2     adders = []
   3     for i in range(10):
   4         def adder(x):
   5             return i + x
   6         adders.append(adder)
   7     return adders
   8 
   9 for adder in create_adders():
  10     print(adder(1))

Обратите внимание на то, что все adder-ы работают одинаково!. Поскольку i для сгенерированных функций нелокальное, оно попадает в замыкание, и это один и тот же объект во всех adder-ах:

>>> c = create_adders()
>>> c[1]
<function create_adders.<locals>.adder at 0x7f272d2f93b0>
>>> c[1].__closure__
(<cell at 0x7f272d1c1510: int object at 0x7f272db36660>,)
>>> c[2].__closure__
(<cell at 0x7f272d1c1510: int object at 0x7f272db36660>,)
>>> c[2].__closure__[0].cell_contents
9
>>> c[1].__closure__[0].cell_contents
9

Если мы хотели не этого, надо сделать так, чтобы при создании очередного adder-а его i именовало новый объект:

   1 def create_adders():
   2     adders = []
   3     for i in range(10):
   4         def adder(x, j=i):
   5             return j + x
   6         adders.append(adder)
   7     return adders

При этом никакого замыкания не произойдёт, у каждого adder-а будет своё локальное j, инициализированное соответствующим значением i. (Если бы нам нужно было сильнее запутаться, мы могли бы написать i=i вместо j=i ☺ ).

   1 >>> c = create_adders()
   2 >>> c[1].__closure__
   3 >>> print(c[1].__closure__)
   4 None

Д/З

  1. Прочитать:
  2. (задача типа «написать функцию»)

    EJudge: MoarTuple 'Подсчёт кратных'

    Написать функцию moar(a, b, n) от трёх параметров — целочисленных последовательностей a и b, и натурального числа n. Функция возвращает True, если в a больше чисел, кратных n, чем в b, и False в противном случае.

    Input:

    print(moar((25,0,-115,976,100500,7),(32,5,78,98,10,9,42),5))
    Output:

    True
  3. (задача типа «написать функцию»)

    EJudge: MaxFun 'Функция побольше'

    Написать функцию maxfun(), которая принимает переменное число параметров — числовую последовательность S, функцию F1 и, возможно, ещё несколько функций F2 … Fn. Возвращает она ту из функций Fi, сумма значений которой на всех элементах S наибольшая. Если таких функций больше одной, возвращается Fi с наибольшим i.

    Input:

    from math import *
    print(maxfun(range(-2,10), sin, cos, exp)(1))
    Output:

    2.718281828459045
  4. (задача типа «написать функцию»)

    EJudge: Without2Zeros 'Без двух нулей'

    Написать функцию No_2Zero(N, K), которая вычисляет количество N-значных чисел в системе счисления с основанием K, таких что их запись не содержит двух подряд идущих нулей. Лидирующие нули не допускаются. Для EJudge N⩽33.

    Input:

    print(No_2Zero(6, 3))
    Output:

    328
  5. (задача типа «написать функцию»)

    EJudge: ArithFunct 'Арифметика функций'

    Написать четыре функции (функционала): ADD(f, g), SUB(f, g), MUL(f, g) и DIV(f, g), параметрами которых могут быть как обычные объекты, так и функции от одной переменной (проверить, является ли объект функцией можно с помощью callable(объект)). Возвращать эти функционалы должны функцию от одной переменной h(x), которая выполняет соответствующее действие — f(x)+g(x), f(x)-g(x), f(x)*g(x) или f(x)/g(x) — над этими переменными. Если f или g не были функцией, вместо f(x) используется f, а вместо g(x)g (например, при умножении функции на константу).

    Input:

    from math import *
    
    f = SUB(sin, cos)
    print(f(12), sin(12)-cos(12))
    
    g = DIV(sin, cos)
    print(g(pi/6), tan(pi/6))
    
    h = MUL(exp, 0.1)
    print(h(2), e**2/10)
    
    t = ADD(len, sum)
    print(t(range(5)))
    Output:

    -1.380426876732927 -1.380426876732927
    0.5773502691896256 0.5773502691896257
    0.7389056098930651 0.738905609893065
    15

LecturesCMC/PythonIntro2022/04_FunctionsClosure (last edited 2022-10-09 13:49:39 by FrBrGeorge)