2. Définir - def

Dans ce chapitre, nous allons découvrir comment augmenter le vocabulaire de notre langage de programmation en définissant de nouvelles instructions. Ceci permet de rendre un code plus compact, mais surtout plus lisible. Nous allons voir que :

  • le mot-clé def permet de nommer (définir) une séquence,

  • le bloc qui suit doit être en indentation (décalé à droite),

  • les fonctions up()/down() permettent de lever et baisser le stylo.

Question

Une fonction permet de




2.1. Nommer une séquence

Dessiner un rectangle est assez utile. C’est une forme qu’on pourra réutiliser certainement souvent. Il serait pratique de définir un nom pour ces 8 lignes de code. Pouvons-nous définir de nouvelles commandes ?

forward(160)
left(90)
forward(100)
left(90)
forward(160)
left(90)
forward(100)
left(90)

Oui, c’est possible. Avec le mot-clé def, nous pouvons définir une nouvelle commande que nous pouvons par exemple appeler rectangle(). Cette façon de créer un raccourci est appelée définir une fonction. Le code à exécuter suit l’expression def rectangle(): et se trouve en indentation (décalé vers la droite).

Ensuite, il suffit d’écrire rectangle() pour dessiner un rectangle. On appelle ceci appeler une fonction. Rappelez-vous ceci :

  • on définit une fonction une seule fois,

  • on appelle une fonction autant de fois que l’on veut,

  • si on ne l’appelle pas, elle n’est pas exécutée et il ne se passe rien.

Définir une fonction nous permet de réduire le nombre de lignes de code nécessaires. Chaque fois que nous utilisons rectangle(), au lieu d’écrire 8 lignes, nous écrivons seulement une ligne de code.

Exercice

Dessinez encore d’autres rectangles en appelant la nouvelle fonction rectangle().

Question

Une indentation de texte est




2.2. Donner du sens

Une fonction ne permet pas seulement d’économiser des lignes de code. Elle permet aussi de structurer le code et de lui donner un sens. Considérez par exemple le code ci-dessous. Il est presque impossible de comprendre ce que fait le programme en regardant les 17 lignes de code.

Si nous observons la tortue, nous comprenons finalement qu’elle dessine deux fois un rectangle. Nous pouvons même interpréter cette image et donner le sens de bâtiment au premier rectangle, et de porte au second.

Essayons maintenant de découper le code en sous-programmes en utilisant deux fonctions batiment() et porte(). En regardant ces 3 lignes de code, on comprend immédiatement le sens du programme.

batiment()
forward(30)     # repositionner la tortue
porte()

La définition d’une fonction permet d’ajouter de nouveaux mots à un langage de programmation. Contrairement aux commandes natives de Python qui sont toutes en anglais, nous sommes libres de les choisir en français.

Attention : écrivez les fonctions sans accents et sans circonflexes : batiment(), carre(), boite().

Exercice

Ajoutez une deuxième porte au bâtiment.

Question

À combien de lignes de code la fonction porte() est-elle équivalente ?




2.3. Définir une fonction

Le fait de donner un nom à une séquence d’instructions est appelé définir une fonction. Une définition de fonction comporte :

  1. le mot-clé def (définir),

  2. le nom de la fonction (batiment/porte),

  3. les parenthèses (),

  4. le deux-points :,

  5. un bloc en indentation.

Qu’est-ce qu’un bloc en indentation ? C’est un bloc de texte qui comporte des espaces vides à gauche. En Python, ces espaces apparaissent en multiples de 4.

L’indentation est très importante en Python. C’est l’indentation qui indique l’étendue des instructions qui font partie de la fonction.

Question

Parmi les 4 définitions de fonction ci-dessous, laquelle est correcte ?




2.4. Raccourci

Comme l’indentation est tellement importante en Python, il en existe un raccourci. Il faut d’abord sélectionner les lignes de code dont vous voulez changer l’indentation. Ensuite, vous appuyez sur :

  • la touche tab pour augmenter l’indentation

  • la touche maj+tab pour diminuer l’indentation

Exercice

Essayez ces raccourcis dans le code ci-dessous. Transformez le code en deux fonctions batiment() et porte(), que vous appelez ensuite.

Voici encore un raccourci très utile : cmd+Enter pour exécuter le code.

2.5. Maison avec porte

Une fois qu’une fonction est définie, elle peut être utilisée partout, même dans la définition d’une autre fonction.

Ici, nous avons une fonction porte(), qui est utilisée à l’intérieur d’une deuxième fonction maison(). Pour que ceci soit possible, la définition de porte doit être placée avant la définition de maison().

Exercice

Mettez la porte au milieu de la maison, et dessinez une deuxième maison.

2.6. Lever le stylo

Les deux commandes up() et down() permettent de lever et de baisser le stylo. Ceci nous permet de dessiner des formes séparées, comme ces deux triangles, car nous nous déplaçons sans laisser de trait derrière nous lorsque le stylo est levé.

Exercice

Ajoutez encore un triangle disjoint, mais pas à la même hauteur.

Prudence

Contrairement aux fonctions forward(d) et backward(d) qui nécessitent un argument, les fonctions up() et down() ne nécessitent pas d’argument.

2.7. Maison avec fenêtre

Dans le programme ci-dessous, nous allons dessiner de nouveau une maison, mais avec une fenêtre cette fois-ci. Les fonctions up()/down() nous permettent de dessiner des formes disjointes, telles qu’une fenêtre à l’intérieur de la maison.

Exercice

Modifiez le programme pour que la fenêtre soit dessinée à l’intérieur de la maison. Dessinez une deuxième maison.

2.8. Trouver des motifs

Une stratégie importante dans la programmation est de reconnaître des structures identiques. Par exemple, quand vous voyez un motif répété dans un dessin, vous devez repérer la partie qui est répétée et en créer une fonction.

La fonction bras() dessine les 3 côtés d’un carré et tourne, à la fin, dans le sens approprié pour la suite. Ensuite, il suffit d’appeler 4 fois cette fonction pour dessiner une croix. En appelant la fonction bras(), au lieu d’écrire 6 lignes, nous n’écrivons qu’une ligne de code.

Exercice

Allongez le bras de la croix à 120 pixels, et diminuez son épaisseur à 30 pixels.

2.9. Décomposer

Une stratégie importante en programmation est de décomposer un programme en sous-programmes. Les fonctions nous permettent de structurer un problème en objets de plus en plus simples.

Ici, nous dessinons une fenêtre composée de 4 carreaux. Nous pouvons décomposer ce problème en une construction hiérarchique :

  • la fonction fenetre() appelle quatre fois la fonction carreau(),

  • la fonction carreau() appelle deux fois la fonction equerre(),

  • la fonction equerre() appelle deux fois la fonction ligne().

Question

Combien de lignes de code sont exécutées par la fonction fenetre()?




2.10. Exercices

  • Téléchargez un exercice.

  • Ouvrez-le dans un éditeur externe (tel que Thonny).

  • Mettez votre prénom, nom et classe.

  • Remplacez ... par votre code.

  • Déposez votre exercice sur Moodle (ou plateforme équivalente).

Rectangles

Définissez une fonction pour dessiner un rectangle. Ensuite, dessinez 3 rectangles qui ne se touchent pas, à des endroits différents.

Maisons

Définissez une fonction pour dessiner une maison. Ensuite, dessinez 3 maisons qui ne sont pas connectées, à des endroits différents.

Chaises

Définissez une fonction pour dessiner une chaise. Ensuite, dessinez 3 chaises à des endroits différents.

Tables

Définissez une fonction pour dessiner une table. Ensuite, dessinez 3 tables à des endroits différents.

Lits

Définissez une fonction pour dessiner un lit. Ensuite, dessinez 3 lits à des endroits différents.

Tetris

Le jeu vidéo Tetris est un puzzle conçu par l’informaticien russe Alekseï Pajitnov en 1984. Tetris met le joueur au défi de réaliser des lignes complètes en déplaçant des pièces de formes différentes, les tétrominos, qui défilent du haut jusqu’au bas de l’écran.

../_images/tetris.png

Les carrés de base d’un tétromino mesurent 20 × 20 pixels. Il y en a 7 formes différentes, qui sont nommées d’après les lettres auxquelles elles ressemblent :

  • S

  • L

  • O (carré)

  • Z

  • I (bâton)

  • J

  • T