10.1.2. Standardargumente und Keyword-Argumente (A)

Wir können Parametern auch sog. Standardargumente (Standardwerte) verpassen. Das Standardargument wird genau dann verwendet, wenn der Wert des Parameters beim Aufruf der Funktion nicht definiert wurde.

Erinnern Sie sich noch an die Funktion range()? Diese konnten wir mit einem, zwei, oder drei Argumenten aufrufen. Das gelang, weil auch range() Standardwerte für zwei der drei Parameter festlegt.

Lassen Sie uns eine Funktion lrange(start, stop, step) definieren, welche eine Liste bestehend aus dem entsprechenden Zahlenbereich range(start, stop, step) zurückliefert:

def lrange(start, stop, step):
    numbers = list(range(start, stop, step))
    return numbers

lrange(0, 10, 2)

[0, 2, 4, 6, 8]

Die Funktion lrange() verhält sich wie range(), jedoch gibt Sie eine Liste zurück. Ohne Standardargumente können wir die Funktion jedoch nicht mit nur einem Argument aufrufen.

lrange(10)

---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
Cell In[2], line 1
----> 1 lrange(10)

TypeError: lrange() missing 2 required positional arguments: 'stop' and 'step'

Definieren wir Standardargumente, müssen wir uns überlegen welche Werte sinnvoll sind. Was soll also passieren wenn wir beim Funktionsaufruf bestimmte Parameter weglassen?

Standardargumente setzten wir durch eine Zuweisung im Funktionskopf. Dabei müssen alle Parameter mit Standardargumenten hinten stehen! Folgender Code wird ebenfalls zu einem Fehler führen:

def lrange(start=0, stop, step=1):
    numbers = list(range(start, stop, step))
    return numbers

lrange(0, 10, 2)

  Cell In[3], line 1
    def lrange(start=0, stop, step=1):
                        ^
SyntaxError: non-default argument follows default argument

Wir müssen die Reihenfolge der Parameter verändern (und diese Änderung auch beim Aufruf der Funktion berücksichtigen):

def lrange(stop, start=0, step=1):
    numbers = list(range(start, stop, step))
    return numbers

print(lrange(10, 0, 2))
print(lrange(10))

[0, 2, 4, 6, 8]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

Wir können auch einzelne Standardargumente beim Funktionsaufruf verändern. Zum Beispiel wollen wir vielleicht eine Liste mit lrange() erzeugen, für die stop=10, start=0 und step=2 gilt. Da wir start weiterhin auf dem Standardwert 0 belassen, müssen wir es nicht angeben.

lrange(10, step=2)

[0, 2, 4, 6, 8]

Um den Code besser lesen zu können macht es hin und wieder Sinn, diese Schreibweise auch dann zu verwenden, wenn Sie eigentlich gar nicht notwendig wäre.

lrange(stop=10, start=0, step=2)

[0, 2, 4, 6, 8]

Verwenden wir diese Schreibweise, können wir auch die Reihenfolge der Parameter missachten:

lrange(start=0, stop=10, step=2)

[0, 2, 4, 6, 8]

Lassen Sie sich nicht verwirren wenn wir einem Parameter eine Variable zuweisen, die denselben Namen trägt:

start = 0
lrange(start=start, stop=10, step=2)

[0, 2, 4, 6, 8]

Diese beiden Variablen mit dem Namen start sind nicht dieselben Variablen. Das linke start ist der Parameter welches die Funktion schlussendlich verwendet und das rechte start ist das Argument, welches wir zuvor definiert haben. Wir setzten beim Aufruf die Adresse des linken start auf die Adresse des rechten start.

Exercise 10.2 (Praxisaufgabe (PA4.5): Kraftvektor zerlegen (Parameter + Rückgabe))

Schreiben Sie eine Funktion kraft(m, alpha_grad), die eine Gewichtskraft \(F_G = m \cdot g\) in zwei Komponenten zerlegt:

• Senkrecht zur Oberfläche \(F_N\)

• Hangabtriebskraft \(F_H\)

Dabei ist alpha_grad der Winkel in Grad. Geben Sie beide Werte zurück (z.B. als Tupel).

Abb. 10.2 Zerlegung eines Kraftvektors

from math import sin, cos, pi

def kraft(m, alpha_grad):
    g = 9.81
    # TODO: Grad → Radiant und Komponenten berechnen
    return fn, fh

m = float(input("Masse in kg: "))
alpha = float(input("Winkel in Grad: "))

fn, fh = kraft(m, alpha)
print(f"Senkrecht zur Oberfläche: {fn:.2f} N")
print(f"Hangabtriebskraft: {fh:.2f} N")

Exercise 10.3 (Praxisaufgabe (PA4.5): Kraftvektor zerlegen - Fortsetzung)

Nun möchten wir, dass unser Programm auch auf dem Mond angewandt werden kann. Ändern Sie die Funktion kraft() so ab, dass man die Beschleunigung als Übergabeparameter vorgeben kann. Wenn der Nutzer keine Angabe macht, soll 9.81 verwendet werden.