Şimdiye kadar kullandığımız abs, pow, int, max ve range benzeri Python’un içinde tanımlı fonksiyonlar bir sonuç ürettiler. Bu fonksiyonları her çağrımızda, fonksiyon bir değer üretir. Bu değerleri genellikle bir değişkene atar veya bir ifadenin parçası içinde kullanırız.
Bileşik faiz hesabı yapıp, bu değeri bize döndüren kendi fonksiyonumuzu da yazdık.
Bu bölümde değer döndüren başka fonksiyonlar yazacağız ve bunlara ürün veren fonksiyonlar adını vereceğiz. İlk örnek olarak, yarıçapı verilen bir dairenin alanını hesaplayan alan fonksiyonunu vereceğiz:
Daha önce return deyimini gördük, ancak ürün veren bir fonksiyonda return deyimi bir geri dönüş değeri verir. Bu cümlenin anlamı: Bu fonksiyonunun dönüş ifadesini hesapla ve hemen bunu fonksiyonun sonucu (ürünü) olarak döndür. Dönüş ifadesi isteğimize bağlı olarak karmaşık olabilir, örneğin yukarıdaki fonksiyonu şöyle yazabilirdik:
Diğer bir taraftan, b gibi geçici değerleri kullanmak hata ayıklamayı kolaylaştırır.
Bazı durumlarda, birden fazla dönüş deyimine sahip olmak faydalıdır. Herbir dönüş değeri koşullu dalllanma içine yerleştirilir. Phyton’un içinde tanımlı abs fonksiyonunu daha önce görmüştük. Şimdi bu fonksıyonu kendimiz yazalım:
Yukarıdaki fonksiyonu başka türlü yazmanın yolu else deyimini kaldırıp, if koşul gövdesinden sonra ikinci bir return deyimi yazmaktır.
Yukarıdaki örnek hakkında düşünüp, aynen ilki gibi çalıştığına kendinizi ikna edin.``return`` deyiminden sonra gelen herhangi bir kod veya yürütme akışı açısından erişilemez durumda olan kodlar ölü kod veya erişilemez kod olarak adlandırılır.
Bir ürünlü fonksiyonda olası her yolda bir return deyiminin olması iyi bir fikirdir. mutlak_deger fonksiyonun aşağıdaki hali bunu gerçekleştirememektedir.
Fonksiyonumuzun bü sürümü doğru değildir çünkü eğer x‘in değeri 0 olduğunda, hiçbir koşul değildir ve fonksiyon return deyimiyle karşılaşmadan sona erer. Bu durumda geri dönüş değeri None (hiçbir şey) olan özel bir değer olacaktır.
for döngüsünün ortasında return deyimini kullanmak mümkündür, bu durumda return deyimine rastlandığında fonksiyonun çalışması sona erer. Örneğin bir kelime listesine bakan bir fonksiyon yazmak istiyoruz. Bu fonksiyondan, liste içinde iki harften oluşan ilk kelimeyi bulmasını istiyoruz. Eğer böyle bir kelime yoksa, boş bir karakter dizisi döndürmesini istiyoruz.
def 2harfli_ilk_kelimeyi_bul(xs): for kel in xs: if len(kel) == 2: return kel return "">>> 2harfli_ilk_kelimeyi_bul(["Yazık", "Bu", "bir", "ölü", "papağandır"]) 'Bu' >>> 2harfli_ilk_kelimeyi_bul(["Ben", "papağandan", "hoşlanırım"]) ''
Bu kodu tek adımla çalıştırın ve ilk durumdaki durum için fonksiyon listenin ikinci kelimesinde sonuç döndürür. Bütün listeyi arşınlamak zorunda değildir.
Bu noktada, tamamlanmış fonksiyonlara bakarak ne yapabildiklerini anlatabilmelisiniz. Ayrıca, alıştırmaları yapıyorsanız, bazı küçük fonksiyonlar yazmış olmalısınız. Daha büyük fonksiyonlar yazdıkça zorlanmaya başlar ve özellikle çalışma zamanı ve sözdizimi hataları yaparsınız.
Artan karmaşık programlarla başa çıkabilmek için, arttırımsal geliştirme tekniğini önereceğiz. Arttırımsal geliştirmenin hedefi, uzun hata ayıklama süreçlerini kısaltmak için programa küçük kodlar eklemek ve bu kodları sınamaktır.
Örneğin, iki nokta arasındaki uzaklığı bulma istediğimizi varsayalım. Koordinatları verilmiş \((x_1,y_1)\) ve \((x_2,y_2)\) noktaları arasındaki uzaklığı Pisagor teoremine göre şu şekilde hesaplarız.
İlk adımımız uzaklık fonksiyonunun Python’da nasıl oluşturulacağını anlamaktır. Başka bir ifadeyle, bu fonksiyonunun “girdileri (parametreleri) ve çıktısı (dönüş değeri) nedir?” sorusuna cevap bulmaktır.
Bu durumda, iki nokta girdilerimizdir. Bu iki noktayı dört parametre ile ifade edebiliriz. Çıktımız ise uzaklıktır, bu da kayan noktalı bir sayıdır.
Bu cevaplardan sonra fonksiyonumuzun ana hatlarını yazabiliriz.
Bu haliyle fonksiyonumuzun uzaklığı hesaplamadığı açıktır; her zaman sıfır değerini döndürecektir. Fakat sözdizimi olarak doğrudur ve bu fonksiyon çalışacaktır. Bunun anlamı, onu daha fazla karmaşık hale getirmeden önce sınayabiliriz.
>>> uzaklik(1,2,4,6) 0.0
Bu değerleri seçtik ki; dikey uzunlık 3, yatay uzaklık 4 olsun ve böylece sonucumuz 5’e eşit olur (dik ücgende 3-4-5 kuralı.) Bir fonksiyonu sınarken, doğru sonucu bilmek yararlıdır.
Bu noktada fonksiyonun sözdizimsel olarak doğru olduğunu onaylamış olduk ve daha fazla satır kodu ekleyebiliriz. Her bir arttırımsal değişiklikten sonra, fonksiyonumuzu yeniden sınayabiliriz. Eğer bir noktada hata oluşursa, fonksiyona eklediğimiz son satırların hata oluşturduğunu söyleyebiliriz.
Daha sonraki adımımız \(x_2-x_1\) ve \(y_2-y_1\) farklarını bulmaktır. Bu değerleri geçici olarak dx ve dy değerlerinde saklayacağız.
Eğer bu fonksiyonu yukarıdaki argümanlar ile çağırarsak, program akışı return deyimine ulaştığında, dx‘in değeri 3 ve dy‘nin değeri 4 olmalidır. Bu durumu PyScripter kullanarak kontrol edebilirsiniz: Fare imlecini return deyiminin üstüne yerleştirin ve program return deyiminin olduğu satıra geldiğinde duracaktır (F4 düğmesini kullanarak.)
Eğer dx ve dy değerlerinin üstüne faremizi gezdirdiğimizde, fonksiyonunun doğru argümanları aldığı ve hesaplamaları doğru yaptığını onaylayabiliriz. Eğer doğru değilse, yalnızca en son yazdığımız birkaç satırı kontrol ederiz.
Daha sonra dx ve dy değişkenlerinin karelerini toplarız:
Bu aşamada programı tekrar çalıştırıp, uKare‘nin (uzaklığın Karesi) değerini buluruz ( 25 olmalıdır.)
Son olarak, kesirsel üst 0.5‘i kullanarak uzaklığın karekökü’nü hesaplar ve sonuç olarak geri döndürürüz:
Eğer bu doğru çalışırsa, işimiz bitmiştir. Çalışmazsa, sonuc değişkeninin geri döndürmeden önceki değerini incelememiz gerekebilir.
Fonksiyonu yazmaya başladığınızda, bir anda sadece bir veya iki satır ekleminiz gerekir. Deneyim kazandıkça kendinizi daha büyük parçalar yazıp, onları sınayıp ve hata ayıklar durumda bulacaksınız. Her şekilde, kodunuzu anlık olarak satır satır adımlamak ve her adımın beklentinize uyduğunu onaylamak sizin hata ayıklama zamanınızı kısaltacaktır. Programlama yeteğinizi geliştirdikçe, kendinizi daha büyük parçalar üzerinden hata ayıklar bulacaksınız. Bu bizim okumayı öğrenirken ilk önce harfleri okumaya başlayıp, daha sonra heceleri, kelimeleri, ifadeleri, cümleleri ve sonuçta paragrafları okur hale gelmemize benzemektedir.
Bu sürecin ana hatları şunlardır:
Aşağıda bu fonksiyonunun başka sürümünü bulacaksınız. Python’un math modülü (modülleri daha sonra öğreneceksiniz.) içindeki karekök alma fonksiyonunu kullanır. Hangisi tercih edersiniz? Hangisi Pisagor formülünü daha yakın gözüküyor.
Hata ayıklamada diğer bir kuvvetli teknik ise ( programı adımlama ve program değişkenlerini incelemeye alternatif) programınızda dikkatlice seçtiğimiz yerlere print fonksiyonlarını yerleştirmektir. Böylece programın çıktısını inceleyerek, programımızın algoritmasının umduğumuz şeyleri yapıp yapmadığını denetleyebiliriz. Fakat aşağıdaki noktalar hakkında berrak bir düşünceye sahip olun:
Sorunun çözümü hakkında açık bir çözüme sahip olun ve hata ayıklamaya geçmeden önce programda neler olacağını bilmeniz gerekir. Programı yeniden yazmadan önce sorunun çözümü için bir kağıt üzerinde çalışın ( belki de bir akış diyagramı üzerinde alacağınız adımları yazın.) Programı yazmak sorunu çözmez — yalnızca atacağınız adımları otomatikleştirir. Elinizin altında kalem-kağıttan oluşan bir çözüm olmalıdır.
Gereksiz işler yapan fonksiyonlar yazmayın. Fonksiyonunuz ne yapması gerekiyorsa onu yapmalıdır.
Örneğin range, max ve abs gibi Python içinde tanımlı fonksiyonları görmüştük. Bu fonksiyonlar kendi amaçları dışında, eğer kullancıya giriş değeri sorsaydı veya hesaplamaları sırasında gereksiz yere ara sonuçları ekrana yazdırsaydı bu fonksiyonlar başka fonksiyonlar için yararsız olacaktı.
İyi bir ipucu olarak, eğer fonksiyonuzun amacı kullanıcıdan bir girdiyi beklemek ve çıktıyı ekrana bastırmak değilse print ve input fonksiyonlarını ürün veren fonksiyonlar içinde kullanmaktan kaçının. Bu kurala istisna vardır: Hata ayıklamayı kolaylaştırmak ve programda çalışırken ne olduğunu anlamak için print fonksiyonunu kodunuz içine serpiştirebilirsiniz. Programınız çalışır çalışmaz, bu fonksiyonlar kaldıralacaktır. Örneğin daha önceki uzaklık fonksiyonumuzda, Pyscripter adım adım hata ayaklama yöntemini kullanmadan, yalnızca print fonksiyonunu kullanarak hata ayıklıyabilirdik:
def uzaklik(x1,y1, x2, y2): dx = x2 - x1 dy = y2 - y1 print("dx'nin değeri ", dx) print("dy'nin değeri = ", dy) uKare = dx*dx + dy*dy print("uKare'nin değeri = ", uKare) sonuc = uKare**0.5 return sonuc
Yukarıdaki örnekte eğer dx, dy ve uKare çıktıları beklediğimiz sonuçları veriyorsa programımızın doğru çalıştığına emin olabiliriz. Böylece artık fonksiyonunun içindeki print fonksiyonuna ihtiyacımız yoktur. Bunları kaldırmamız gerekir.
Şimdiye kadar farketmiş olacağınız üzere, bir fonksiyonu başka bir fonksiyondan çağırabilirsiniz. Bu yeteneği kompozisyon (bileşim) adı verilmektedir.
Örnek olarak, dairenin merkezi ve çevresi üzerinde iki nokta alıp, dairenin alanını hesaplayan bir fonksiyon yazacağız.
Merkez noktanın xc ve yc değişkenlerinde; çevre üzerindeki değişkenlerin de xp ve yp değişkenlerinde saklandıklarının varsayalım. İlk yapmamız gereken, iki nokta arasındaki uzaklıktan yarıçapı bulmaktır. Daha önce yazdığımız uzaklik fonksiyonunu iki nokta arasındaki uzaklığı hesaplamak için kullanabiliriz:
İkinci adım ise bulduğumuz bu yarıçapı kullanarak dairenin alanını hesaplayıp geri döndürmektir. Yine daha önce yazdığımız fonksiyonları kullanacağız.
Bu kodları diğer bir fonksiyon içinde yazarsak:
Daha önce tanımladığımız alan fonksiyonundan ayırtetmek için alan2 fonksiyonunu kullandık.
Geçici yaricap ve sonuc değişkenleri program geliştirme, hata ayıklama ve adım adım program üzerinden ne olduğunu anlamak için yararlıdır. Programımız çalışır çalışmaz, fonksiyon çağrılarını birleştirirsek (kompozisyon) daha az ve kısa hale getirmiş oluruz:
Fonksiyonlar Boolean değerler ( Doğru=True, False=Yanlış) döndürebilirler. Bunlar karmaşık sınamaları fonksiyon içinde saklamak için yararlıdır. Örneğin:
Boolean fonksiyonlarına genelde evet/hayır sorusuymuş gibi isim verilir. bolunebilirmi fonksiyonu, x‘in y tarafından bölünebilir olup olmadığına göre True veya False` döndürecektir.
ıf deyiminin kendisinin de bir Boolean ifadesi olduğu gerçeğinden yararlanarak fonksiyonu daha kısa ve öz hale getirebiliriz. Doğrudan sonucu döndürerek, if deyiminden kurtulabiliriz:
Aşağıda bu yeni fonksiyonunun nasıl kullanıldığını görebilirsiniz:
>>> bolunebilirmi(6, 4) False >>> bolunebilirmi(6, 3) True
Boolean fonksiyonları genelde koşul cümlelerinde kullanılır:
Aşağıdaki gibi bir şey yazmak cazip olabilir:
Ancak ek karşılaştırma gereksizdir.
Okunabilirlik programcılar açısından çok önemlidir, çünkü pratikte programlar yazılmaktan ziyade okunması ve değiştirilmesi sık karşılaşılan durumdur. Bu kitapta yazılan kod örneklerin çoğu Python topluluğu tarafından geliştirilen Python Geliştirme Önerisi 8 (PEP 8) ile uyumlu olacaktır.
Programlarımız karmaşıklaştıkça yazım kuralları konusunda söyleyeceklerimiz artacaktır, fakat birkaç noktayı açıklamak yararlı olacaktır:
Yazılım geliştirmede kaynok kodun birim sınamasını yapmak (unit test) yaygın olan en iyi alışkanlıktır. Birim sınama, fonksiyonlar gibi bağımsız kod parçalarının otomatik olarak doğru çalıştığını onaylamak için bir yol sağlar. Bu daha sonra fonksiyonunun gerçekleştirimini değiştirmeyi ve yine de beklenini yapmasına olanak kılar.
Birkaç yıl öncesine kadar, program kodu ve programa ait belgeleri firmalar tarafından önemli bir varlık olarak değerlendiriliyordu. Bu organizasyonlar yazılım bütçelerinin büyük bir kısmını bu programları test etmede (ve korumada) kullanıyorlar.
Birim sınaması, fonksiyonunun ele alması gereken çeşitli durumları programcıya düşündürtür. Programın içine bir testi yalnızca bir kere yazarsınız; böylece kodunuzu geliştirdikçe tekrar tekrar aynı test verilerini program içine girmekten kurtulursunuz.
Fazladan kodun programızın içinde bulunmasının nedeni, programı test etmeyi ve hata ayıklamayı kolaylaştırmasıdır. Bu iskele (scaffolding) olarak isimlendirilir.
Bir kod için yapılacak testlerin bütününe test takımı denir.
Python’da birim sınaması yapmak için birkaç farklı yol vardır. Python ile uğraşan kişilerin genelde birim sınaması için yaptıklarıni şimdilik dikkate almayacağız ve kendi yazacağımız iki fonksiyon ile başlayacağız.
Bu bölümde daha önce yazdığımız mutlak_deger fonksiyonu ile başlayalım. Biz farklı sürümlerini yazdık; en son yazdığımız sürümü hatalı bir sürümdü ve bir böcek içeriyordu. Bu böceği yakalayabilmiş miydiniz?
İlk önce testimizi tasarlıyoruz. Fonksiyonun argümanı negatif, pozitif veya sıfır olduğunda fonksiyonumuzun doğru değer döndürüp döndürmediğini bilmek istiyoruz. Testimizi tasarlarken en uç durumları dikkatlice düşünmeliyiz. mutlak_deger fonksiyonunun argümanı sıfır olduğu durum, mutlak_deger fonksiyonumuzun davranışının değiştiği bir uç durumdur. Bu bölümün başında gördüğümüz üzere, bir programcı beklenmeyen yerde hata yapar. Bu yüzden test takımımızda bun eklemek iyi bir durumdu.
Bir testin sonuçlarını denetlemek için yardımcı bir fonksiyon yazacağız. Bu fonksiyon Boolean argümanı alacak. Testen geçtiğini veya testen başarız olduğunu belirten bir mesajı ekrana basacak. Fonksiyon gövdesinin ilk cümlesi (fonksiyonunun docstring’inden sonra) programın içinde fonksiyon çağrılmasının yapıldığı satırı belirler. Bu yapılan testin satır numarasını belirler. Bu bize hangi testlerin başarılı veya başarısız olduğunu belirlemede yardımcı olacak.
Katar dizisini hızlı bir şekilde biçimlendirmede kullanılan format fonksiyonuna birazdan göz gezdireceğiz ve ilerideki bölümde daha detaylı olarak işleyeceğiz. Yazdığımız fonksiyon ile, test takımımızı kontrol etmeye başlayabiliriz.
def test_suite(): """ Bu modül içindeki test takımını çalıştırır. """ test(mutlak_deger(17) == 17) test(mutlak_deger(-17) == 17) test(mutlak_deger(0) == 0) test(mutlak_deger(3.14) == 3.14) test(mutlak_deger(-3.14) == 3.14) test_suite() # Burda testi çağıyoruz.
Burda gördüğünüz gibi test takımımız içinde 5 tane test oluşturduk. Biz bunu multak_deger fonksiyonunun birinci ve ikinci sürümleri (doğru sonuç veren fonksiyonlar) çalıştırdığımızda aşağıdaki benzer çıktıyı alırız.
19 satır testi OK. 20 satır testi OK. 21 satır testi OK. 22 satır testi OK. 23 satır testi OK.
Şimdi ise fonksiyonu doğru olmayan sürüme çevirelim:
Yukarıdaki fonksiyonda en az iki hata bulabilir misiniz? Bizim test takımımız bu hataları bulabilir! Sonuçta
19 satır testi OK. 20 satır testi BAŞARISIZ. 21 satır testi BAŞARISIZ. 22 satır testi OK. 23 satır testi BAŞARISIZ.
Burda başarısız olan 3 test vardır.
Python’un içinde tanımlı assert deyimi test fonksiyonu ile hemen hemen aynı şeyi yapar (programın ilk savı (assertion) başarısız olduğunda program çalışmasını durdurur. assert hakkında daha fazla okuyabilir ve bunu test fonksiyonu yerine kullanabilirsiniz.