ملخص الدوال والنطاق في Python

في الفصول السابقة تعلمت كتابة المتغيرات والشروط والحلقات والتعامل مع النصوص وCollections المختلفة. عندما يكبر البرنامج، قد تحتاج إلى تنفيذ التعليمات نفسها أكثر من مرة. هنا تأتي أهمية Functions، فهي تساعدك على وضع مجموعة من التعليمات تحت اسم واضح ثم استدعائها عند الحاجة بدل تكرار الكود.

لماذا نستخدم Functions؟

بدل كتابة التعليمة نفسها عدة مرات، يمكن وضعها داخل Function وإعادة استخدامها.

def greet():
    print("مرحبًا")

greet()
greet()

في هذا المثال:

• def تبدأ تعريف Function.
• greet هو اسم الدالة.
• greet() يستدعي الدالة.

يتم تنفيذ جسم الدالة في كل مرة نستدعي فيها greet()، ولذلك تظهر الرسالة مرتين.

تعريف Function باستخدام def

الصيغة الأساسية لتعريف Function بسيطة:

def greet():
    print("مرحبًا")

يتكون التعريف هنا من:

• الكلمة def.
• اسم Function وهو greet.
• الأقواس ().
• النقطتين في نهاية سطر التعريف.
• جسم Function المكتوب بمسافة بادئة صحيحة.

يفضل أن يكون اسم Function واضحًا، وألا يبدأ برقم أو يحتوي على مسافات، وهي قواعد قريبة من قواعد أسماء المتغيرات التي سبق تعلمها.

استدعاء Function

تعريف Function لا يعني تنفيذ جسمها فورًا. التنفيذ يحدث عندما نستدعيها.

def greet():
    print("مرحبًا")

greet()

يؤدي greet() إلى تنفيذ السطر الموجود داخل Function.

التعريف مقابل الاستدعاء

هناك فرق مهم بين المرحلتين:

• التعريف: يحدد اسم Function والتعليمات التي تحتويها.
• الاستدعاء: يطلب تنفيذ تلك التعليمات.

def show_message():
    print("Python")

show_message()
show_message()

تم تعريف Function مرة واحدة، لكن تم استدعاؤها مرتين.

Parameters وArguments

يمكن جعل Function تستقبل قيمة عند استدعائها.

def greet(name):
    print(f"مرحبًا {name}")

greet("Ali")

في هذا المثال:

• name في تعريف Function هو Parameter.
• "Ali" في greet("Ali") هي Argument.

يمكن التفكير في Parameter بوصفه اسمًا تستقبل من خلاله Function قيمة، بينما Argument هي القيمة الفعلية التي نرسلها عند الاستدعاء.

استخدام أكثر من Parameter

يمكن أن تستقبل Function أكثر من Parameter.

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

add(2, 3)

ترتبط القيمة 2 بـa والقيمة 3 بـb في هذا الاستدعاء، وتكون النتيجة المعروضة 5.

إعادة قيمة باستخدام return

تستخدم return لإرسال قيمة من Function إلى المكان الذي استدعاها.

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

result = add(2, 3)

print(result)

تعيد Function القيمة 5، ثم تخزن هذه القيمة في المتغير result.

return مقابل print()

من المهم التمييز بينهما:

• print() تعرض قيمة على الشاشة.
• return تعيد قيمة من Function إلى الكود الذي استدعاها.

Function التالية تعرض الناتج:

def show_sum(a, b):
    print(a + b)

show_sum(2, 3)

أما Function التالية فتعيد الناتج:

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

result = get_sum(2, 3)

print(result)

عندما تعيد Function قيمة باستخدام return يمكن تخزين تلك القيمة واستخدامها لاحقًا.

استخدام القيمة المعادة

يمكن استخدام القيمة التي تعيدها Function داخل عمليات أخرى.

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

result = add(2, 3)

print(result * 2)

تعيد add(2, 3) القيمة 5، ثم تضرب القيمة المخزنة في result في 2، فيظهر 10.

يمكن أيضًا استخدام الاستدعاء داخل تعبير بسيط:

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

total = add(2, 3) + 5

print(total)

تكون قيمة total هي 10.

Default Parameters

يمكن إعطاء Parameter قيمة افتراضية تستخدم عندما لا نرسل Argument له.

def greet(name="زائر"):
    print(f"مرحبًا {name}")

greet()
greet("Ali")

في الاستدعاء الأول لا توجد Argument، لذلك تستخدم القيمة الافتراضية "زائر". في الاستدعاء الثاني تستخدم القيمة المرسلة "Ali".

Positional Arguments

في الاستدعاء العادي ترتبط Arguments بالـParameters حسب ترتيبها.

def introduce(name, age):
    print(name, age)

introduce("Ali", 20)

القيمة الأولى "Ali" ترتبط بـname، والقيمة الثانية 20 ترتبط بـage.

Keyword Arguments

يمكن ربط Argument مباشرة باسم Parameter.

def introduce(name, age):
    print(name, age)

introduce(age=20, name="Ali")

هنا تحدد أسماء Parameters العلاقة بوضوح، ولذلك ترتبط 20 بـage و"Ali" بـname رغم اختلاف ترتيب الكتابة.

Local Variables

المتغير الذي ينشأ داخل Function يكون محليًا في هذا المثال.

def show():
    message = "Hello"
    print(message)

show()

المتغير message موجود داخل Function show() ويستخدم ضمن نطاقها المحلي.

Local Scope

Local Scope هو النطاق الخاص باستدعاء Function والمتغيرات المحلية التي تنشأ داخلها.

def calculate():
    result = 10 + 5
    print(result)

calculate()

المتغير result محلي داخل calculate(). في هذا الفصل يكفي فهم أن الاسم المحلي يستخدم داخل نطاق Function التي أنشأته، دون الدخول في قواعد Scope المتقدمة.

Global Variables

يمكن تعريف متغير خارج Functions. يسمى هذا في هذا السياق متغيرًا في Global Scope.

message = "Hello"

def show():
    print(message)

show()

تم تعريف message خارج Function، ويمكن قراءة قيمته داخل المثال.

لا نحتاج في هذا الفصل إلى تعديل Global Variables من داخل Functions باستخدام أدوات متقدمة.

Local مقابل Global

المفهوم	Local	Global
مكان التعريف في الأمثلة الأساسية	داخل Function	خارج Function
النطاق الأساسي	Function نفسها	النطاق العام للبرنامج
مثال	result داخل Function	message خارج Function

يمكن أن يوجد اسم محلي داخل Function دون أن يغير متغيرًا عامًا يحمل الاسم نفسه.

message = "Global"

def show():
    message = "Local"
    return message

print(show())
print(message)

تعيد Function القيمة "Local"، بينما تبقى قيمة المتغير العام message هي "Global".

Functions مع الشروط

يمكن وضع شرط داخل Function واستخدام return لإعادة النتيجة المناسبة.

def check_number(number):
    if number > 0:
        return "موجب"
    else:
        return "غير موجب"

print(check_number(5))

بما أن 5 أكبر من 0، تعيد Function النص "موجب".

Functions مع الحلقات وCollections

يمكن استخدام Lists والحلقات والشروط داخل Function لأنك تعلمت هذه المفاهيم في الفصول السابقة.

def count_even(numbers):
    count = 0

    for number in numbers:
        if number % 2 == 0:
            count += 1

    return count

values = [1, 2, 4, 5, 6]

print(count_even(values))

تمر Function على عناصر List وتعد القيم الزوجية. القيم الزوجية هنا هي 2 و4 و6، ولذلك تعيد القيمة 3.

Function مع Dictionary

يمكن أيضًا إرسال Dictionary إلى Function واستخدام مفاتيحها التي تعلمتها في الفصل السابق.

def check_student(student):
    if student["score"] >= 60:
        return "ناجح"
    else:
        return "يحتاج إلى مراجعة"

student = {
    "name": "Ali",
    "score": 75
}

print(check_student(student))

تعيد Function "ناجح" لأن قيمة score هي 75.

إعادة استخدام Function

إعادة الاستخدام من أهم أسباب كتابة Functions.

def square(number):
    return number * number

print(square(2))
print(square(5))

تم تعريف منطق حساب المربع مرة واحدة، ثم استخدم مع قيم مختلفة.

توثيق بسيط باستخدام Docstring

يمكن وضع نص قصير في بداية جسم Function لوصف وظيفتها.

def add(a, b):
    """تعيد مجموع عددين."""
    return a + b

النص """تعيد مجموع عددين.""" هو Docstring قصيرة توضح وظيفة الدالة. لا نحتاج في هذه المرحلة إلى أدوات توثيق متقدمة.

أخطاء شائعة للمبتدئين

1. تعريف Function دون استدعائها

كتابة def تنشئ تعريف Function، لكنها لا تعني أن جسمها سينفذ فورًا. يجب استدعاؤها عند الحاجة.

2. الخلط بين Parameter وArgument

في def greet(name) يكون name Parameter، وفي greet("Ali") تكون "Ali" Argument.

3. الخلط بين print() وreturn

print() تعرض قيمة، بينما return تعيد قيمة من Function إلى الكود المستدعي.

4. نسيان المسافة البادئة

جسم Function يجب أن يكتب بمسافة بادئة صحيحة.

def greet():
    print("مرحبًا")

5. توقع أن Default Parameter تستخدم دائمًا

القيمة الافتراضية تستخدم عندما لا ترسل Argument لذلك Parameter. إذا أرسلت قيمة، تستخدم القيمة المرسلة.

6. الخلط بين Local وGlobal

المتغير الذي ينشأ داخل Function في الأمثلة الأساسية يكون محليًا، بينما المتغير المعرف خارج Functions يكون في Global Scope.

7. تكرار الكود بدل إعادة استخدام Function

إذا كانت التعليمات نفسها مطلوبة عدة مرات، فكر في وضعها داخل Function واضحة بدل نسخها في مواضع متعددة.

تمارين قصيرة

تمرين 1

عرّف Function باسم greet تطبع رسالة ترحيب، ثم استدعها مرتين.

تمرين 2

أنشئ Function تستقبل Parameter باسم name وتعرض اسم المستخدم داخل جملة.

تمرين 3

أنشئ Function تستقبل عددين وتعيد مجموعهما باستخدام return، ثم خزّن القيمة المعادة في متغير.

تمرين 4

أنشئ Function تحتوي Default Parameter للاسم بالقيمة "زائر"، ثم جرّب استدعاءها مع Argument وبدونها.

تمرين 5

أنشئ Function بمعاملين name وage، ثم استدعها باستخدام Keyword Arguments.

تمرين 6

أنشئ متغيرًا محليًا داخل Function ومتغيرًا عامًا خارجها، ثم لاحظ أين تستخدم كل قيمة في المثال.

تمرين 7

أنشئ Function تستقبل عددًا وتعيد "موجب" إذا كان أكبر من صفر، وإلا تعيد "غير موجب".

تمرين 8

أنشئ Function تستقبل List أعداد وتعيد عدد القيم التي تحقق شرطًا بسيطًا باستخدام حلقة for.

مراجعة سريعة

• Functions تساعد على تنظيم البرنامج وإعادة استخدام التعليمات.
• def تستخدم لتعريف Function.
• تعريف Function لا ينفذ جسمها فورًا؛ التنفيذ يحدث عند الاستدعاء.
• Parameter يظهر في تعريف Function، بينما Argument هي القيمة المرسلة عند الاستدعاء.
• يمكن أن تستقبل Function أكثر من Parameter.
• return تعيد قيمة إلى الكود المستدعي.
• print() تعرض قيمة، ولا تؤدي الدور نفسه الذي تؤديه return.
• يمكن تخزين القيمة المعادة واستخدامها داخل عملية أخرى.
• Default Parameter تستخدم عندما لا ترسل Argument بديلة لها.
• Positional Arguments ترتبط بالـParameters حسب الموضع في الأمثلة الأساسية.
• Keyword Arguments تستخدم اسم Parameter لربط القيمة به.
• المتغير المحلي ينشأ داخل Function ويكون ضمن Local Scope.
• المتغير العام يعرف خارج Function في Global Scope.
• يمكن قراءة Global Variable من داخل Function في الأمثلة البسيطة.
• يمكن استخدام الشروط والحلقات وCollections داخل Functions.
• يمكن تعريف Function مرة واحدة ثم استدعاؤها مرات متعددة.
• Docstring قصيرة يمكن أن تصف وظيفة Function.

في الفصل التالي ستتعلم قراءة وكتابة الملفات النصية، وكيفية التعامل مع بيانات محفوظة خارج البرنامج بصورة منظمة.

اختبر فهمك للدوال والنطاق في Python