Funzioni

1. Introduzione

Le funzioni in Python, e in generale in tutti i linguaggi di programmazione, sono sostanzialmente dei blocchi di codice riutilizzabili; possono essere pensate come dei “sottoprogrammi” richiamabili da altri programmi. Grazie alle funzioni è possibile definire dei blocchi di codice che vengono eseguiti unicamente quando vengono richiamati. Le funzioni servono per svolgere molteplici scopi:

• leggibilità
• manutenibilità
• evitare la duplicazione

Immaginiamo di dover eseguire la stessa operazione di conversione della temperatura da Fahrenheit a Celsius diverse volte nello stesso programma.

Senza le funzioni scriveremmo:

temp1 = 77
celsius1 = (temp1 - 32) * 5 / 9
print(celsius1)

temp2 = 95
celsius2 = (temp2 - 32) * 5 / 9
print(celsius2)

temp3 = 50
celsius3 = (temp3 - 32) * 5 / 9
print(celsius3)

Con le funzioni:

def fahrenheit_to_celsius(fahrenheit):
  return (fahrenheit - 32) * 5 / 9

print(fahrenheit_to_celsius(77))
print(fahrenheit_to_celsius(95))
print(fahrenheit_to_celsius(50))

2. Sintassi

La sintassi di una funzione in in generale è:

def nome_funzione (elenco_parametri):
   istruzioni
   return valore_restituito

Dove:

• nome_funzione è il nome dato alla funzione, si raccomanda di seguire le stesse regole sintattiche per le variabili.
• elenco_parametri può anche essere una lista vuota, oppure si elencano gli argomenti passati alla funzione detti anche parametri.
• return: è l’istruzione per ritornare un certo risultato al chiamante. Questa istruzione non è obbligatoria.

def funzione_vuota():
    pass

3. Valore di ritorno

• Ogni funzione presenta un valore di ritorno che puo’ essere di qualsiasi tipo predefinito o definito dell’utente.
• Nel caso di funzione che compie un azione, ovvio non deve ritornare nessun valore, non deve effettuare nessun ritorno di valori.
• Una funzione puo’ avere o meno una lista di argomenti.

4. Chiamare una funzione

Per chiamare una funzione basta usare il nome della funzione seguita dalle parentesi:

def saluta():
    print("Hello World!")

saluta()

5. Argomenti

Possibile passare dei dati come input alla funzione che si vuole chiamare, a patto che li accetti, inserendoli come argomenti alla chiamata.

def saluta(nome, eta):
    print(f"Ciao {nome}, un uccellino mi ha detto che hai {eta} anni")

saluta("Marco", 45)
saluta("Marina", 77)

saluta(789, 'd')

def saluta(nome: str, eta: int):
    print(f"Ciao {nome}, un uccellino mi ha detto che hai {eta} anni")

saluta("Marco", 45) # OK
saluta(789, 'd')    # ERORRE

5.1 Parametri e Argomenti

Spesso i termini parametri e argomenti vengono confusi e inverti, ma è necessario al fine di capirsi, conoscere la distinzione.

• Parametro: è la variabile listata nelle parentesi nella definizione della funzione.
• Argomento: è il valore effettivo che viene passato nella chiamata della funzione.

5.2 Numero di argomenti

Per ora è stato dato per scontato, ma di default se la funzione richiede x numero di parametri, allore il chimante dovrà passarli tutti x nel medesimo ordine. Come fatto per l’esempio precedente della funzione saluta()

5.3 Parametri di default

È possibile però assegnare dei valori di default ai parametri della funzione. In questo caso se il chiamante non fornirà tali argomenti, la funzione assegnerà i valori di default.

def saluta(nome: str, eta: int = 18):
    print(f"Ciao {nome}, un uccellino mi ha detto che hai {eta} anni")

saluta("Marco", 45) # OUTPUT: Ciao Marco, un uccellino mi ha detto che hai 45 anni
saluta("Anna")      # OUTPUT: Ciao Anna, un uccellino mi ha detto che hai 18 anni

5.4 Argomenti per chiave

È possibile anche chiamare una funzione specificando esplicitamente il nome dei parametri, indipendentemente dall’ordine.

def saluta(nome: str, eta: int):
    print(f"Ciao {nome}, hai {eta} anni")

saluta(eta=30, nome="Luca")

Questo rende il codice:

• più leggibile
• meno soggetto a errori quando i parametri sono molti

5.5 Argomenti solo posizionali

In python è possibile forzare alcuni parametri ad essere solo posizionali, usando il simbolo /:

def somma(a, b, /):
    return a + b

somma(3, 4)      # OK
somma(a=3, b=4)  # ERRORE

Tutti i parametri prima di / devono essere passati per posizione.

5.5 Argomenti solo per chiave

Al contrario, possiamo forzare alcuni parametri ad essere passati solo per chiave, usando *.

def login(*, username, password):
    print(f"Login di {username}")

login(username="admin", password="1234")  # OK
login("admin", "1234")                    # ERRORE

Tutti i parametri dopo * devono essere specificati con il loro nome.

6. *args e **kwargs

Quando non sappiamo quanti argomenti verranno passati a una funzione, possiamo usare:

• *args $\rightarrow$ argomenti posizionali (tupla)
• **kwargs $\rightarrow$ argomenti per chiave (dizionario)

6.1 *args

def somma(*args):
    totale = 0
    for numero in args:
        totale += numero
    return totale

print(somma(1, 2, 3))
print(somma(5, 10, 15, 20))

6.2 **kwargs

def stampa_dati(**kwargs):
    for chiave, valore in kwargs.items():
        print(f"{chiave}: {valore}")

stampa_dati(nome="Anna", eta=25, citta="Roma")

7. Scope

Lo scope definisce dove una variabile è accessibile.

In genere è sempre preferibile avere variabili locali per avere maggiore controllo delle variabili.

7.1 Variabili locali

Le variabili definite dentro una funzione sono locali:

def funzione():
    x = 10
    print(x)

funzione()
# print(x) → ERRORE

7.1 Variabili globali

Le variabili definite fuori dalle funzioni sono globali:

x = 5

def funzione():
    print(x)

funzione()

x = 5

def cambia():
    global x
    x = 10

cambia()
print(x)  # 10

8. Decoratori

I decoratori sono funzioni che modificano il comportamento di altre funzioni.

def mio_decoratore(funzione):
    def wrapper():
        print("Prima della funzione")
        funzione()
        print("Dopo la funzione")
    return wrapper

@mio_decoratore
def saluta():
    print("Ciao!")

saluta()

Output:

Prima della funzione
Ciao!
Dopo la funzione

9. Funzioni Lambda

Le lambda sono funzioni anonime, scritte in una sola riga.

somma = lambda a, b: a + b
print(somma(3, 4))

Sono utili per:

• funzioni brevi
• map(), filter(), sorted()

Esempio:

numeri = [1, 2, 3, 4]
quadrati = list(map(lambda x: x**2, numeri))

10. Funzioni Ricorsive

Una funzione è ricorsiva quando chiama sé stessa.

Esempio: fattoriale

def fattoriale(n):
    if n == 0:
        return 1
    return n * fattoriale(n - 1)

print(fattoriale(5))  # 120

Ogni funzione ricorsiva deve avere:

• caso base (return 1 nell’esempio sopra)
• passo ricorsivo (return n * fattoriale(n - 1) nell’esempio sopra)

11. Generatori

I generatori permettono di produrre valori uno alla volta usando yield.

def contatore(n):
    for i in range(n):
        yield i

for numero in contatore(5):
    print(numero)

Vantaggi:

• meno memoria
• ideali per grandi sequenze

12. Quiz a risposta multipla

Leggi il codice: cosa stampa? dov’è il bug?

13. Esercizi

13.1 Esercizio - Funzione Quadrato

Scrivi una funzione che calcoli il quadrato di un numero.

13.2 Esercizio - Funzione Media

Scrivi una funzione che accetti un numero variabile di argomenti e ne calcoli la media.

13.3 Esercizio - Funzione Ricorsiva

Crea una funzione ricorsiva che calcoli la somma dei numeri da 1 a n.

13.4 Esercizio - Funzione Generatore

Scrivi un generatore che produca i numeri pari fino a un valore dato.

13.5 Esercizio - Funzioni e Liste

Scrivi una funzione chiamata “analizza_lista” che:

• riceva una lista di numeri interi
• restituisca:
  • la somma degli elementi
  • la media
  • il valore massimo
  • il valore minimo

Esempio:

numeri = [3, 7, 2, 9, 4]
risultato = analizza_lista(numeri)
print(risultato)

Output atteso: (25, 5.0, 9, 2)

13.6 Esercizio - Funzioni e Dizionario

Scrivi una funzione chiamata “statistiche_studenti” che:

• riceva un dizionario nel formato:

  studenti = {
      "Anna": 28,
      "Marco": 22,
      "Luca": 30,
      "Sara": 25
  }

• restituisca:

  • il nome dello studente con il voto più alto
  • il nome dello studente con il voto più basso
  • la media dei voti

Output di esempio: (“Luca”, “Marco”, 26.25)

13.7 Esercizio - Gestione avanzata con *args e **kwargs

Scrivi una funzione “crea_profilo” che:

• accetti:
  • nome e cognome come parametri obbligatori
  • un numero variabile di informazioni aggiuntive tramite **kwargs
• restituisca un dizionario con tutte le informazioni

Esempio:

profilo = crea_profilo(
    "Anna",
    "Rossi",
    eta=25,
    citta="Roma",
    hobby="pittura"
)

print(profilo)

13.8 Esercizio completo - Gioco del Tris (Tic-Tac-Toe)

Realizza il gioco del Tris usando le funzioni.

Requisiti minimi:

1. Rappresenta la griglia di gioco come una lista di 9 elementi (3x3)
2. Scrivi una funzione stampa_griglia(griglia) che mostri il campo di gioco
3. Scrivi una funzione mossa(griglia, posizione, simbolo) che:
   • controlli se la posizione è valida
   • inserisca il simbolo (X o O)
4. Scrivi una funzione controlla_vittoria(griglia, simbolo) che ritorni True se il giocatore ha vinto
5. Alterna i turni tra due giocatori
6. Termina la partita in caso di:
   • vittoria
   • pareggio Bonus:

• Gestione input errato
• Possibilità di rigiocare
• Contatore delle vittorie
• Versione contro il computer

Esempio di griglia:

X | O | X
---------
O | X |
---------
  | O | X