Durch das Definieren von Unterprogrammen und dem mehrmaligen Aufruf dieser, vermeidet man, dass Code doppelt geschrieben werden muss.

Hinweis: Analogon

Ein kleiner Schritt, den wir immer wieder machen… z.B. das Handy entsperren – das machen wir zwischendurch immer wieder und ist sozusagen «automatisiert»

Definition

Zeile 1

Eine Unterprogramm beginnt mit dem Schlüsselwort def (für definition).

Anschliessend folgt ein Name für das Unterprogramm. Der Name kann wie bei den Variablennamen mehr oder weniger frei gewählt werden.

Dann kommen die Argumente in einer runden Klammer.

Die Definition wird mit einem Doppelpunkt abgeschlossen.

def name(args, kwargs):
    do1
    do2
    ...
    return x

Zeilen 2-4

Der Inhalt des Unterprogramms.

Hier ist beliebiger Code möglich.

alles was zum Unterprogramm gehört, muss um eine Ebene (3 Leerzeichen oder 1 Tab) eingerückt werden.

Letzte Zeile

Das Unterprogramm wird mit der return-Anweisung abgeschlossen und kann einen Wert zurückgeben

Aufruf

Ein Unterprogramm rufen wir mit dessen Namen und einer runden Klammer auf. In die runde Klammer kommen die Argumente. Wenn es keine Argumente hat, steht dort eine leere runde Klammer.

z = name(args, kwargs)

Der Aufruf eines Unterprogramms wird wie ein Ausdruck ausgewertet. Das Ergebnis (der Rückgabewert) kann wie bei einem Ausdruck einer Variablen zugewiesen oder direkt in einem Ausdruck weiterverwendet werden.

Argumente

args

Einem Unterprogramm können Argumente (arguments) übergeben werden. Dadurch kann ein Unterprogramm mit variablen Eingaben eine Klasse von Problemen lösen.

kwargs

Eine Spezialität von Python sind sogenannte keyword arguments. Es handelt sich um benannte Argumente. Der Vorteil: Weil sie benannt sind, können sie in beliebiger Reihenfolge stehen. Zudem können sie einen Default-Wert haben und sind dann optional.

Rückgabewerte

Das Unterprogramm kann mit dem Schlüsselwort return einen sogenannten Rückgabewert liefern. return stellt das Ende des Unterprogramms dar. Der Rückgabewert kann von einem beliebigen Datentyp sein.

Beispiel

import math

def hypothenuse(a, b):
    c = math.sqrt(a**2 + b**2)
    return c

print(hypothenuse(3,4))

import math

def pythagoras(a=0, b=0, c=0):
    if c==0:
        return math.sqrt(a**2 + b**2)
    elif a==0:
        return math.sqrt(c**2 - b**2)
    elif b==0:
        return math.sqrt(c**2 - a**2)
    else:
        return "Error: a, b oder c muss leer gelassen werden"

print(pythagoras(a=3,b=4))
print(pythagoras(c=5,b=4))
print(pythagoras(a=3,c=5))
print(pythagoras(a=3,b=4,c=5))

Aufgabe

Aufgabe: «Quadratische Gleichung»

Programmiere ein Unterprogramm das eine Quadratische Gleichung löst. Das Programm soll wie folgt aufgerufen werden

$$a{x}^2+bx+c=0$$$$x_{1,2}=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$

quadr(a, b, c)

Gib die Lösungen mit print aus.

Zusatzaufgabe

Erweitere das obenstehende Unterprogramm:

1. Lösungen mit return zurückgeben
2. Was machen, wenn keine oder mehrere Lösungen? (Text? Liste?)
3. verwende benannte Argumente (wohl aber ohne default-Wert)