Funktionen

10. Funktionen#

Sie haben bereits Funktionen verwendet – etwa print(), range(), len() oder create_bundle() aus dem Kapitel Kontrollstrukturen. Ohne Funktionen müssten Sie denselben Code immer wieder hinschreiben.

Stellen Sie sich vor, Sie sollen Flächen und Volumina berechnen – für Kreise, Zylinder, verschiedene Bauteile. Statt die Formel π·r² an jeder Stelle neu zu tippen, definieren Sie sie einmal und rufen sie auf:

def kreisflaeche(radius):
    """Berechnet die Fläche eines Kreises."""
    return 3.14159 * radius ** 2

# Einmal definiert, mehrfach genutzt
print(kreisflaeche(5))
print(kreisflaeche(2.5))
print(kreisflaeche(10))

78.53975
19.6349375
314.159

Funktionen bündeln Arbeitsschritte, nehmen Parameter entgegen und liefern ein Ergebnis. So vermeiden Sie Wiederholung und strukturieren Ihren Code. Gleiches gilt für komplexere Aufgaben: Sie zerlegen ein Problem in Teilprobleme, lösen jedes in einer Funktion.

Beispiel: Die ersten n Primzahlen berechnen. Sie gehen davon aus, es gäbe bereits eine Funktion is_prime(k) – und schreiben zuerst prime_list(n):

def is_prime(k):
    pass  # noch nicht implementiert

def prime_list(n):
    primelist = []
    k = 1
    while len(primelist) < n:
        if is_prime(k):
            primelist.append(k)
        k += 1
    return primelist

Danach füllen Sie is_prime:

def is_prime(k):
    if k == 1:
        return False
    if k == 2:
        return True
    for i in range(2, k):
        if k % i == 0:
            return False
    return True

def prime_list(n):
    primelist = []
    k = 1
    while len(primelist) < n:
        if is_prime(k):
            primelist.append(k)
        k += 1
    return primelist

prime_list(20)

[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71]

In diesem Kapitel lernen Sie die Syntax (def, Parameter, return), Namensräume und Seiteneffekte, Rekursion sowie einen Überblick über fortgeschrittene Konzepte. Letztere (Lambdas, verschachtelte Funktionen, First-Class) werden im Expertenwissen vertieft.

Lernziele

  • Basis: Eigene Funktionen definieren und aufrufen (Parameter, Argumente, Rückgabewert), sinnvolle Schnittstellen gestalten.

  • Basis: Ablauf von Funktionsaufrufen nachvollziehen und typische Fehler systematisch debuggen.

  • Basis: Grundlagen von Namensräumen/Scope verstehen und erklären, welche Variablen wo sichtbar sind.

  • Vertiefung: Rekursion anwenden und fortgeschrittene Konzepte (Lambdas, First-Class) einordnen – Details im Expertenwissen.