Programación de Computadores - UNAL

Funciones 1

En programación, así como en matemáticas, para las funciones definidas como:

$$f : A \rightarrow B$$

Al conjunto A se le denomina dominio y al conjunto B como rango. En programación el conjunto A corresponde al tipo de los argumentos de dicha función y el conjunto B que es el rango corresponderá al valor de retorno de dicha función.

Utilidad de las funciones

• Encapsular secuencias de código, traducción: reutilizar instrucciones que se repiten.
• Separar y organizar procesos de manera eficiente, traducción: Divide y vencerás.
• Mejorar la abstracción de un proceso.

Funciones en Python

Para declarar una función se utiliza la palabra reservada def seguida del nombre de la función, el cual debe ser un identificador válido (revisar clase 6), en paréntesis se listan los argumentos y se sigue con :, se indentan las instrucciones y si la función retorna algo se usa la palabra reservada return.

def nombreDeLaFuncion(arg1, arg2, ... , argn):
  <instrucciones de la función>
  return <datos que retorna la función>

Ejemplo: Escribir una función que reciba un real y retorne su cuadrado. $$f: R \rightarrow R$$ $$f(x) \rightarrow x^2$$

def elevarCuadrado(x:float):
  return x**2

El flujo normal de un progama secuencial en python luce de esta manera:

<importar librerias>
<declarar constantes>
<funciones>
<funcion_main> # Función principal
<declarar variables>
<ejecurtar procesos> # Implica llamar a las funciones declaradas

La función main

Es la función principal de cualquier programa escrito en Python que se quiera ejecutar como script, es el denomiando entry point. La sintaxis es:

if __name__ == "__main__":
  # codigo aqui

Si bien se pueden ejecutar programas sin necesidad de definir la función main, no es una buena práctica.

Pro tip: En C o C++ el equivalente era declarar:

int main(void){
  // codigo aqui
}

Ejemplo: Escribir un programa que ingrese un flotante por teclado y usando una funcion retorne el cuadrado del número.

def elevarCuadrado(x:float) -> float:
  return x**2

if __name__ == "__main__":
  x = float(input("Ingrese un numero real:"))
  xSquared = elevarCuadrado(x)
  print("El cuadrado de " + str(x)+ "es " + str(xSquared))

Ejemplo: Escribir un programa que ingrese la base y la altura de un rectángulo y usando una función retorne su área.

En este caso la función debe recibir dos parámetros y retorna uno.

def calcularAreaRectangulo(base:float, altura:float) -> float:
  areaRectangulo = base*altura
  return areaRectangulo

if __name__ == "__main__":
  base = float(input("Ingrese base del rectangulo:"))
  altura = float(input("Ingrese altura del rectangulo:"))
  area = calcularAreaRectangulo(base, altura)
  print("El area del rectagulo es " + str(area))

Ejecicio: Realice un programa que ingrese dos masas y la distancia que las separa y calcule la fuerza de gravedad entre ellas. Resuelva usando una función.

$$\text{Ley de la gravitación universal:} \ F=G\frac{m_1 \cdot m_2}{r^2}$$

G : float = 6.67384e-11 # Constante de Cavendish [Nm^2/kg^2]

Scope o alcance

Alcance Local: Es la posibilidad de modificar una variable unicamente en la función donde es declarada.

Alcance global: Es la posiblidad de modificar una variable en cualquier función del programa. Se utiliza la palabra reservada global para dar el alcance general.

Pro tip: Utilizar variables globales NO es una buena práctica, ya que compromete la integridad de la información.

Variable local en la función saludar.

def saludar():
  mensaje = "Hola local"
  print("Variable local", mensaje)

if __name__ == "__main__":
  saludar()
  # print("Variable global", mensaje) Quitar comentario y probar

Variable global que se utiliza en la función saludar y en main.

mensaje = "Hola global"
def saludar():
  print("Variable local", mensaje)

if __name__ == "__main__":
  saludar()
  print("Variable global", mensaje)

Variable global dentro en la función saludar que se puede acceder desde main.

def saludar():
  global mensaje
  mensaje = "Hola global"

if __name__ == "__main__":
  saludar()
  print("Variable global", mensaje)

Import

Normalmente las funciones se organizan en librerias (en el caso de Python se llaman paquetes) que se pueden importar para ser usadas, en lo anterior radica la potencia de los lenguages de programación como Python, Java y C, en el desarrollo de potentes librerías que permiten ejecutar una infinidad de tareas.

La palabra reservada para importar paquetes en Python es import, puede traer un módulo completo o traer parte de las funciones de un módulo.

El archivo operaciones.py contiene dos funciones, una para elevar al cuadrado y otra para sumar dos números.

# operaciones.py
def elevarCuadrado(x:float) -> float:
  return x**2

def sumarDosNumeros(x:float, y:float) -> float:
  return x+y

El archivo calculadora.py en la línea 1 importa todas la funciones de operaciones usando el simbolo (*). Alternativamente se podría usar from operaciones import elevarCuadrado y solo traeria la función elevar al cuadrado.

from operaciones import *

if __name__ == "__main__":
  x = float(input("Ingrese un numero real:"))
  xSquared = elevarCuadrado(x)
  print("El cuadrado de " + str(x) + " es " + str(xSquared))

  y = float(input("Ingrese un numero real:"))
  suma = sumarDosNumeros(x,y)
  print("La suma de " + str(x) + " y " + str(y) + " es " + str(suma))

El archivo calculadora2.py en la línea 1 importa todo el módulo operaciones por ende cuando se desea usar una función se debe invocar las funciones antecediendolas con operaciones. (en el curso de POO lo entenderán en detalle).

import operaciones

if __name__ == "__main__":
  x = float(input("Ingrese un numero real:"))
  xSquared = operaciones.elevarCuadrado(x)
  print("El cuadrado de " + str(x) + " es " + str(xSquared))

  y = float(input("Ingrese un numero real:"))
  suma = operaciones.sumarDosNumeros(x,y)
  print("La suma de " + str(x) + " y " + str(y) + " es " + str(suma))

Ejercicio: Uno de los módulos que trae python es math, hacer un porgrama en Python importando math y usar 5 de las funciones incluidas en este módulo.

Reto 6

Desarrolle la mayoría de ejercicios en clase. Para cada punto cree un programa individual. Al finalizar suba todo a un repo y subalo al canal reto_6 en slack.

1. Dado la figura de la imagen, desarrolle:

• Una función matemática para calcular el volumen y el área superficial.
• Cree dos funciones en python para calcular los valores antes establecidos, al ingresar por teclado r1, r2 y h.
• Revise como utilizar el valor de pi usando import math y math.pi

2. Dado la figura de la imagen, desarrolle:

• Una función matemática para calcular el área y el perimetro.
• Cree dos funciones en python para calcular los valores antes establecidos, al ingresar por teclado r, a y b.
• Revise como utilizar el valor de pi usando import math y math.pi

3. Diseñe una función que calcule la cantidad de carne de aves en kilos si se tienen N gallinas, M gallos y K pollitos cada uno pesando 6 kilos, 7 kilos y 1 kilo respectivamente.

4. Mi mamá me manda a comprar P panes a 300 cada uno, M bolsas de leche a 3300 cada una y H huevos a 350 cada uno. Hacer un programa que me diga las vueltas (o lo que quedo debiendo) cuando me da un billete de B pesos.

5. Haga un programa que utilice una función para calcular el valor de un préstamo C usando interés compuesto del i por n meses.

6. El número de contagiados de Covid-19 en el país de NuncaLandia se duplica cada día. Hacer un programa que diga el número total de personas que se han contagiado cuando pasen D días a partir de hoy, si el número de contagiados actuales es C.

7. Escriba un programa que pida 5 números reales y calcule las siguientes operaciones usando una función para cada una:

• El promedio
• La mediana
• El promedio multiplicativo (multilplica todos y luego calcula la raíz de la cantidad de operandos)
• Ordenar los números de forma ascendente
• Ordenar los números de forma descendente
• La potencia del mayor número elevado al menor número
• La raíz cúbica del menor número

8. Para el punto anterior incluir las funciones en un archivo independiente e importarlas para su uso.

9. Consultar qué es y cómo funciona pip en python.

10. Hacer un listado de módulos populares para python que se puedan instalar com pip y consultar cómo instalarlos.