§ 3. Встроенные функции и их использование

Определения и обозначения

Встроенная функция — функция, доступная в Python без предварительного определения. В отличие от собственной функции, для которой программист пишет описание в коде, встроенную можно сразу вызвать по имени. Такие функции нужны, чтобы не создавать заново часто используемые операции и делать программу короче.

Аргумент функции — значение или выражение, передаваемое функции при вызове. Например, в abs(-7) аргументом является число -7: именно оно определяет, какой модуль нужно найти. Аргументы задают исходные данные для работы функции, поэтому от них зависит её результат.

Вызов функции — запись имени функции с круглыми скобками и, если они нужны, аргументами внутри. Например, len("код") — вызов, который просит Python определить длину строки. Скобки показывают, что функцию нужно выполнить, а не просто обратиться к её имени.

Возвращаемое значение — результат, который функция передаёт программе после выполнения. Например, abs(-7) возвращает число 7, которое можно присвоить переменной или включить в вычисление. Благодаря этому результат функции становится обычным значением для дальнейшей работы программы.

Как это устроено

В Python есть готовые функции для действий, которые часто встречаются в программах: вычисления модулей, сравнения чисел, преобразования данных. Если каждый раз писать такие действия вручную, код становится длиннее, а вероятность ошибки растёт. Встроенная функция позволяет использовать уже предусмотренное поведение, передав подходящие данные. Python распознаёт её имя как имя доступной функции и выполняет её по правилам языка.

Общий вид вызова — имя функции, затем круглые скобки: abs(-7). Внутри скобок указывают аргумент или несколько аргументов, разделённых запятыми, если этого требует функция. Скобки необходимы и тогда, когда аргументов нет: например, print() вызывает вывод пустой строки. Без скобок обычно записано только имя функции, но её действие не запускается.

Функции abs(), min() и max() показывают, как аргументы задают задачу. abs(-7) получает одно число и возвращает его модуль — 7, а min(2, 5, 1) и max(2, 5, 1) сравнивают переданные значения и возвращают соответственно 1 и 5. Поскольку результат является значением, его можно сразу подставить в вычисление: например, abs(-7) + max(2, 5, 1) даёт 12. Это позволяет комбинировать готовые операции, не вводя промежуточные переменные.

Функции int(), float() и str() меняют тип значения, то есть способ, которым Python его воспринимает и обрабатывает. int("12") превращает строку с целым числом в целое 12, float("2.5") — строку в дробное число 2.5, а str(12) создаёт строку "12". Преобразование возможно не для любого содержимого: строка "два" не становится числом с помощью int(). Поэтому нужно учитывать и исходный тип, и то, соответствует ли значение правилам целевого типа.

Не всякая функция нужна прежде всего для получения значения в вычислении. print(...) выводит переданные данные, input(...) получает строку, введённую пользователем, а range(...) создаёт последовательность целых чисел, которую обычно перебирают в цикле. Например, range(1, 4) задаёт значения 1, 2 и 3: правая граница в таком вызове не включается. Ввод и вывод связывают программу с пользователем, а range() помогает повторить действие для ряда значений.

Примеры встроенных функций Python

Чтобы выбрать функцию, сначала определите, какое действие требуется: вычисление, преобразование, подсчёт элементов, ввод или вывод. Затем проверьте пример вызова и подставьте свои данные в скобки. Учитывайте, что одна функция может вернуть значение, а другая — выполнить действие, например показать текст на экране.

Разбор задач

Задача 1. Даны числа −8 и 5. Нужно вывести модуль первого числа и большее из двух чисел. Сначала определим, какая функция решает каждую часть задачи: abs() находит модуль, а max() выбирает наибольшее значение. Затем передадим результаты в print(), чтобы показать их пользователю.

1. Для модуля первого числа запишем abs(-8); результатом будет 8.
2. Для большего из двух чисел запишем max(-8, 5); результатом будет 5.
3. Вызовем print(abs(-8), max(-8, 5)): print() выведет оба полученных значения через пробел.

Ответ: программа выводит 8 5. В этом примере результаты функций abs() и max() служат аргументами для print(), поэтому промежуточные переменные не нужны.

Задача 2. Пользователь вводит длину и ширину прямоугольника. Нужно преобразовать введённые значения в числа и вывести площадь. Так как input() возвращает строку, перед умножением каждую строку надо преобразовать; функция float() позволит вводить и целые, и дробные размеры. Площадь найдём умножением длины на ширину.

1. Считаем первое значение и преобразуем его: length = float(input()).
2. Так же получим ширину: width = float(input()). Две строки input() предполагают, что пользователь вводит длину и ширину по очереди.
3. Вычислим и выведем площадь: print(length * width). Здесь используются уже числовые значения, поэтому умножение выполняется как арифметическая операция.

Ответ: можно ввести, например, 4 и 2.5; программа выведет 10.0. Если размеры по условию всегда целые, вместо float() подойдёт int(), но при вводе дробного значения int() не является подходящей заменой.

Задача 3. Для введённого списка целых чисел нужно вывести количество элементов, минимальное и максимальное значения, а затем среднее, округлённое до двух знаков. Сначала превратим каждую введённую строку в целое число, иначе значения останутся текстом. Перед вычислениями проверим, что список не пуст: для пустого списка нельзя найти минимум, максимум и среднее.

1. Считаем числа через пробел и преобразуем каждое: values = [int(x) for x in input().split()]. Например, ввод 2 3 4 создаёт список целых чисел.
2. Проверим условие if values:. Внутри него можно вычислять len(values), min(values) и max(values), поскольку в списке есть хотя бы один элемент.
3. Среднее найдём как sum(values) / len(values), а округление до двух знаков запишем round(sum(values) / len(values), 2). Функции получают результаты других вычислений как аргументы.
4. Выведем значения: print(len(values), min(values), max(values), round(sum(values) / len(values), 2)). Если список пуст, выведем сообщение о необходимости ввести хотя бы одно число.

Ответ: для ввода 2 3 4 программа выведет количество 3, минимум 2, максимум 4 и среднее 3.0. Проверка на пустой список предотвращает ошибку, а round(..., 2) оставляет не более двух знаков после запятой.

Типичные ошибки

Имя функции без скобок принимают за её вызов, потому что оно выглядит как законченная команда. Но abs без скобок не вычисляет модуль: для выполнения действия нужно написать, например, abs(-7). Проверяйте, что после имени стоят круглые скобки, а необходимые данные помещены внутрь.

Аргумент путают с возвращаемым значением, потому что оба связаны с одним вызовом. Аргумент передают функции до её работы, а возвращаемое значение получают после неё: в abs(-7) аргумент — -7, результат — 7. Чтобы проверить себя, спросите: «Что я передаю?» и «Что функция возвращает?».

Результат input() иногда сразу используют в арифметике, ожидая, что набор цифр уже является числом. Однако input() возвращает строку, а строка и число — разные типы данных, поэтому перед вычислением требуется int() или float(). Проверьте тип: если ввели целое число, используйте int(input()), а если может быть дробное — float(input()).

Функцию могут вызвать с неподходящим количеством или типом аргументов: например, min() без значений не может выбрать наименьшее. Такую ошибку допускают, когда помнят назначение функции, но не проверяют, какие данные ей нужны. Перед вызовом выясните, сколько аргументов требуется, и убедитесь, что передаваемые значения подходят; для списка также проверьте, что он не пуст.

Связь с другими темами

Для работы со встроенными функциями нужны знания о переменных, типах данных и выражениях: результат вызова можно сохранить в переменной или включить в вычисление. Правила преобразования типов помогают корректно обработать данные, полученные через input(). Эти функции применяются при обработке строк и списков, организации ввода-вывода и вычислениях. range() особенно полезна вместе с циклами, когда нужно повторить действия для последовательности значений.

Что запомнить

• Встроенные функции можно вызывать без предварительного определения.
• Вызов функции записывают с помощью круглых скобок.
• Аргументы указывают внутри скобок; функция может принимать один аргумент, несколько или не принимать ни одного.
• Многие функции возвращают значение, которое можно сохранить в переменной или включить в выражение.
• input() возвращает строку, поэтому числовой ввод обычно нужно преобразовать.
• range() часто используют для задания последовательности значений в цикле.