Краткое содержание: Параграф § 1.3 / Информатика 9 класс

Основные понятия вспомогательных алгоритмов в Python

Вспомогательные алгоритмы, или подпрограммы, являются ключевым элементом структурированного программирования и применяются в языках программирования для организации кода. В Python подпрограммы делятся на два основных вида: процедуры и функции. Их использование позволяет избегать дублирования кода, делать программы более читаемыми и упрощать процесс отладки.

Процедуры в Python

Процедура – это подпрограмма, предназначенная для выполнения определённого набора действий. Она может принимать произвольное количество входных параметров, но, в отличие от функции, не возвращает результат. Описание процедуры начинается с ключевого слова def (от англ. define – определить), за которым следует имя процедуры, скобки для параметров (если они есть) и двоеточие. Тело процедуры состоит из операторов, записанных с отступом.

• Синтаксис процедуры: def <имя процедуры>(<параметры>):
<операторы>
• Вызов процедуры: Для запуска процедуры необходимо вызвать её по имени в основной программе. Определение процедуры должно предшествовать её вызову.
• Переменные: Переменные, определённые внутри процедуры (локальные переменные), доступны только в пределах этой процедуры. Если необходимо изменить значение глобальной переменной внутри процедуры, используется ключевое слово global.
• Пример 1: Процедура def digit(): print('1'*7) выводит строку из семи единиц. Её вызов digit() может быть повторён несколько раз.
• Параметры: Процедуры могут принимать один или несколько параметров, которые определяют входные данные для её работы. Например, def digit(n): print('1'*n) принимает параметр \(n\), определяющий длину строки единиц.

Функции в Python

Функция – это подпрограмма, которая не только выполняет определённые действия, но и возвращает единственное значение (результат) в ячейку памяти. Описание функции, как и процедуры, начинается с def. Ключевым отличием является использование оператора return, который указывает, какое значение должно быть возвращено в основную программу. Возвращаемый результат может быть присвоен переменной или использован в арифметических выражениях.

• Синтаксис функции: def <имя функции>(<параметры>):
<операторы>
return <результат>
• Встроенные функции: Python имеет множество встроенных функций, например, max(), которая вычисляет максимальное значение из переданных аргументов.
• Пример 4: Функция def max(a, b):
if a > b: m = a
else: m = b
return m
  находит максимум из двух целых чисел.
• Взаимодействие подпрограмм: Одна функция или процедура может вызывать другие подпрограммы. Это демонстрируется в Примере 5, где функция для поиска максимума из четырёх чисел использует функцию max(a, b).

Рекурсивные функции

Рекурсивная функция – это особый тип функции, которая вызывает сама себя, либо напрямую, либо через посредство других функций или процедур. Рекурсия является мощным инструментом для решения задач, которые могут быть сведены к более простым версиям самих себя. Часто рекурсия применяется для вычисления элементов последовательностей, где каждый элемент определяется через предыдущие.

• Пример рекурсии (Числа Фибоначчи): Последовательность Фибоначчи определяется соотношением \( f(n) = f(n-1) + f(n-2) \) при \( n \ge 3 \), где \( f(1) = 1 \) и \( f(2) = 1 \). Рекурсивная функция для вычисления \( n \)-го члена выглядит так: def f(n):
if n == 1 or n == 2: rez = 1
else: rez = f(n - 1) + f(n - 2)
return rez
• Суть рекурсии: Полученное значение вычисляется путём многократного обращения функции к своим предшествующим значениям, пока не будет достигнуто базовое условие (в данном случае \( n=1 \) или \( n=2 \)).