تعريف الدوال

من الصيغة إلى الآلة المسماة

تنفر الرياضياتُ من التكرار. تعلمت $f(x) = x^2 - 5x + 6$ كـ قاعدة ، تعريفٌ واحدٌ يوظَّف ألفَ مرةٍ على ألفِ مدخلٍ مختلف:

إنّ def في بايثون هي الحركة نفسها: ربطُ اسمٍ بحسابٍ، ليستطيع أيُّ مستدعٍ تطبيقه. الدالة آلةٌ بشقوقِ مدخلٍ موسومةٍ وبابِ مخرجٍ واحد:

def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)  # 8

الاسم، والقوسان اللذان يحملان الوسيطين $a, b$، والنقطتان اللتان تبدأان الوصفة ، هذا هو التعريف. والاستدعاء add(3, 5) تطبيقُ القاعدة عند $a=3$ و$b=5$، تمامًا كما يطبّق $f(2)$ قاعدةً عند $x=2$.

التعريف والاستدعاء

أول دالةٍ تكتبها تغيّر العالمَ تحيةً تحية:

def greet(name):
    """Print a greeting for the given name."""
    print(f"Hello, {name}!")

greet("Alice")  # Hello, Alice!

ثلاثةُ أجزاءٍ تستحق أسماء. الوسائط (parameters) هي المتغيرات في التعريف ، شقوقُ المدخل $x$. الوسيطات (arguments) هي القيمُ الملموسةُ المقدَّمةُ عند موضع الاستدعاء ، المدخل $2$. والسطرُ المحاط بعلامات اقتباس ثلاثيةٍ من الداخل هو سلسلة التوثيق: توثيقٌ يسكن جوار الكود، ليستطيع help(greet) الإجابةَ عمّا تفعله الدالة.

Return: باب المخرج

يرسل print نصًّا إلى الشاشة؛ ويسلّم return قيمةً إلى المستدعِي. التفرقةُ خفيةٌ وحاسمة:

def add(a, b):
    return a + b

result = add(3, 5)          # result == 8
printed = print("8")        # printed هو None — print لا يعيد شيئًا

كل دالةٍ بلا return تعيد None بصمت ، الآلة لا تنتج مخرجًا. وحين تريد أن يستمرّ الناتجُ الحسابيُّ لدورتك في التدفق، تذكر: return لا print.

وسائط افتراضية

بعض الوسائط لها ضبطٌ طبيعيٌّ تحتفظ به أكثرُ الاستدعاءات. أعطها قيمةً افتراضية، وليتمكّن المستدعون من تجاوزها:

def greet(name, greeting="Hello"):
    return f"{greeting}, {name}!"

print(greet("Alice"))              # Hello, Alice!
print(greet("Bob", "Hey"))         # Hey, Bob!

قاعدة الترتيب صارمة: الوسائط الافتراضية تأتي بعد غير الافتراضية. def f(x, y=5) مشروعة؛ أمّا def f(x=1, y) فخطأ قواعدي، لأن بايثون تحلّ الوسيطات موضعيًّا من اليسار، والثغرةُ ستكون ملتبسة.

الوسيطات المفتاحية

يمكن أن تصل الوسيطات مسماةً أيضًا، فيشتري ذلك وضوحًا حين تكبر مجموعة الوسائط:

def create_user(name, age, role="student"):
    return {"name": name, "age": age, "role": role}

user = create_user(age=25, name="Alice", role="admin")

للوسيطات المسمّاة أيُّ ترتيبٍ ، اسمُ الوسيط هو ملصقُ كل طرد. والاستدعاء الذي يسمّي مدخلاته يُقرأ جملةً لا شيفرةً تحتاج فكًّا.

*args و **kwargs

وماذا إذا كان عددُ المدخلات مجهولًا مقدمًا؟ لا تعرف المجموعةُ عددَ المضافات التي ستستقبل. يجمع *args أيَّ عددٍ من الوسيطات الموضعية في مصفوفة؛ ويجمع **kwargs الوسيطات المسماة في قاموس:

def total(*args):
    return sum(args)

print(total(1, 2, 3, 4))  # 10

def print_info(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

print_info(name="Alice", age=25)

النجمةُ هي الإيماءة: تفتح * قائمةَ الوسيطات في حزمةٍ واحدة. ذلك هو الفرق بين مجموعٍ بتوقيعٍ ثابتٍ ومجموعٍ يقبل $\sum_{i=1}^{n} a_i$ لأيِّ $n$.

العودة المبكرة بصفتها حارسًا

بعض الأكواد تبدأ بفحص الحالة الوحيدة التي يجب ألا تمضي. استدلالاتُ صيغة «إلا إذا كان $b=0$» تُعلن حارسًا في الأعلى، فتُرجِع فورًا:

def divide(a, b):
    if b == 0:
        return None
    return a / b

جملةُ الحارس تطوي زوجَ if/else إلى خطٍّ مستقيم: حالةُ الفشل تخرج مبكرًا، والمسار الصادق يجري دون تداخل.

مثالٌ محلول: الآلةُ f

تصيرُ الدالةُ التربيعيةُ التي فتحتِ الدرسَ ثلاثَ عباراتِ return:

def quad(x):
    """يردّ x² − 5x + 6."""
    return x * x - 5 * x + 6

quad(2)    # 0
quad(3)    # 0
quad(1)    # 2

القاعدةُ نفسُها بثلاثِ مدخلاتٍ. تصيرُ الصيغةُ $f(x) = x^2 - 5x + 6$ آلةً قابلةً لإعادةِ الاستخدام: تُعرَّف مرةً وتُطبَّق ألفَ مرةٍ، ويتركُ سطرُ التوثيقِ مكتوبًا أيَّ قاعدةٍ تحويها.

أخطاء شائعة

• وسائط افتراضية قابلة للتغيير. تنشئ def f(items=[]) قائمةً واحدةً مشتركةً بين كل الاستدعاءات ، تتكدس العناصر بين الاستدعاءين. اجعل الافتراضي None وابنِ القائمة في الداخل.
• نسيان return. كل دالةٍ بلا عودةٍ تعيد None؛ طلبت قيمةً فتنل ظلًّا.
• وسائط كثيرة جدًّا. بعد الثالثة أو الرابعة تصير الشقوقُ أُحجيةً. اجمع الوسائط المتقاربة في قاموسٍ أو dataclass.
• استدعاءُ دالةٍ مُعرَّفةٍ في الأسفل. ينفّذُ بايثون من الأعلى إلى الأسفل؛ فاستدعاءُ f() قبل أن يبلغَ سطرُ def f المفسِّرَ يرفعُ NameError. عرّفْ ثم استدعِ.