Les fonctions en Python : cours de SNT en seconde

Quand tu programmes, tu te retrouves vite à écrire plusieurs fois le même enchaînement d'instructions : calculer une moyenne, tester si un nombre est pair, convertir une température. Recopier ce code partout est long, et si tu découvres une erreur, il faut la corriger à chaque endroit. La fonction règle ce problème : tu écris le calcul une seule fois, tu lui donnes un nom, puis tu l'utilises autant de fois que nécessaire.

Dans ce cours, tu vas apprendre à définir une fonction, à l'appeler, à lui transmettre des données et à récupérer un résultat. Tu as déjà vu les variables, les types, les conditions et les boucles : tu vas t'en servir à l'intérieur des fonctions.

Le programme de mathématiques de seconde précise que le langage choisi est Python ⁶. Il va plus loin : l'idée de fonction y remplace celle d'entrée au clavier ou d'affichage ⁶. Un article de Sésamath en tire la conséquence et présente presque tous les algorithmes comme des fonctions ⁶. Autrement dit, savoir écrire une fonction te servira autant en SNT qu'en mathématiques.

Il existe un second avantage, moins visible au début : lire un programme devient plus facile. Un nom bien choisi comme est_pair(n) ou moyenne(notes) raconte ce que fait le code sans qu'il faille relire chaque ligne. Un long programme se découpe ainsi en petites briques que l'on peut tester séparément.

Voici la plus simple des fonctions, qui ne prend rien et ne renvoie rien :

def dire_bonjour():
    print("Bonjour !")

Si tu exécutes seulement ces deux lignes, rien ne s'affiche. Tu as expliqué à Python ce que signifie dire_bonjour, mais tu ne lui as pas demandé de le faire. Pour exécuter la fonction, il faut l'appeler :

dire_bonjour()

Cette fois, le message « Bonjour ! » apparaît.

L'indentation n'est pas décorative en Python : c'est elle qui indique où la fonction commence et où elle s'arrête. En général, on décale de quatre espaces. Toutes les lignes de même décalage, placées juste après le :, font partie de la fonction. Dès qu'une ligne revient au bord gauche, tu sors de la fonction.

def saluer():
    print("Début")
    print("Fin")
print("Cette ligne est hors de la fonction")

Une fonction peut recevoir plusieurs paramètres, séparés par des virgules. L'ordre compte au moment de l'appel :

def aire_rectangle(longueur, largeur):
    return longueur * largeur

L'appel aire_rectangle(5, 3) renvoie 15. Si tu échanges les arguments, le résultat ici ne change pas, mais avec une soustraction il changerait : def difference(a, b): return a - b donne difference(7, 2) = 5 et difference(2, 7) = -5.

Une fonction peut aussi renvoyer plusieurs valeurs à la fois, rassemblées en un couple. C'est utile quand le calcul fournit deux résultats liés. Un article de Sésamath sur les algorithmes du programme de maths donne l'exemple d'une fonction dont le résultat dépend d'un entier $n$ et qui renvoie un couple de réels, appelés flottants en Python ⁶.

def somme_et_produit(a, b):
    return a + b, a * b

s, p = somme_et_produit(3, 4)

Après l'exécution, s vaut 7 et p vaut 12.

Une variable définie en dehors de toute fonction est dite globale. Une fonction peut lire sa valeur, mais le plus propre est de tout lui transmettre par des paramètres. Ainsi, la fonction ne dépend que de ses arguments : mêmes arguments, même résultat. Cette habitude rend les programmes plus sûrs et plus faciles à tester.

Le contenu d'une fonction peut utiliser tout ce que tu connais : conditions if, boucles for et while. Une fonction devient alors un véritable algorithme réutilisable.

Parmi les exemples d'algorithmes du programme de maths traduits en Python par Sésamath, on trouve une fonction qui teste si un entier est divisible par 7. Pour ce nombre, aucun critère simple n'est connu : on effectue la division euclidienne et on regarde si le reste est nul ⁶. En Python, le reste de la division euclidienne de a par b se note a % b ⁶.

Une fonction qui répond par True ou False s'appelle souvent un test ou un prédicat. Un article de Sésamath sur le programme de maths utilise cette idée pour une relation entre deux variables : pour un couple $(x, y)$, la fonction renvoie True si la relation est vérifiée, False sinon ⁶. On l'applique par exemple pour savoir si un point appartient ou non à une droite ⁶.

Pour traiter beaucoup de données, comme des notes ou des mesures, on les range dans une liste, notée entre crochets en Python ⁶. Le même article propose de définir des fonctions de statistiques, comme la moyenne ou l'écart type, qui reçoivent une liste de nombres et renvoient un nombre ⁶.

def moyenne(liste):
    total = 0
    for valeur in liste:
        total = total + valeur
    return total / len(liste)

Pour moyenne([12, 8, 10]), le total vaut 30 et la liste contient 3 éléments : la fonction renvoie 10.0. L'opérateur / donne toujours un flottant (un nombre écrit avec un point, comme 10.0), même quand le résultat tombe juste.

Pense aussi à documenter : une courte phrase entre triples guillemets, placée juste sous la ligne def, explique ce que fait la fonction.

def aire_cercle(rayon):
    """Renvoie l'aire d'un disque de rayon donné."""
    return 3.14159 * rayon ** 2

Cette phrase aide la personne qui relira ton code, et ce sera peut-être toi dans un mois.