Eigene Funktionen & Module 🪄📦

1. Die Fabrik-Analogie: Was ist eine Funktion?

Eine Funktion ist wie eine kleine, eigenständige Fabrikmaschine (oder ein Zauberkasten). Du gibst ihr Zutaten hinein, die Maschine verarbeitet sie, und am Ende liefert sie ein fertiges Produkt heraus!

2. Der entscheidende Unterschied: return vs. print()

Das ist der häufigste Stolperstein für alle Programmieranfänger:

# ❌ Falsch: Mit print() kann man nicht weiterrechnen
def quadrat_falsch(x):
    print(x * x)

ergebnis = quadrat_falsch(5)  # Gibt 25 auf der Konsole aus, liefert aber None!
# print(ergebnis + 10)         # 💥 TypeError: unsupported operand type for +: 'NoneType' and 'int'

# ✅ Richtig: Mit return kann der Wert weiterverwendet werden
def quadrat_richtig(x):
    return x * x

ergebnis = quadrat_richtig(5)  # ergebnis ist jetzt der echte Wert 25!
print(ergebnis + 10)          # Funktioniert perfekt -> Ausgabe: 35

3. Standardwerte (Defaults) & Mehrere Rückgabewerte

Du kannst Parametern Standardwerte geben, die verwendet werden, wenn beim Aufruf kein Wert übergeben wird:

# Standardwert seiten=6 (W6 Spielwürfel)
def wuerfeln(anzahl: int, seiten: int = 6) -> list[int]:
    ergebnisse = []
    for _ in range(anzahl):
        ergebnisse.append(random.randint(1, seiten))
    return ergebnisse

print(wuerfeln(3))            # 3 normale 6-seitige Würfel
print(wuerfeln(2, seiten=20))  # 2 20-seitige D20-Würfel

Mehrere Werte zurückgeben (Tuple-Unpacking):

Trenne Rückgabewerte einfach mit Kommas. Beim Aufruf kannst du sie direkt in separate Variablen entpacken:

def min_max_spanne(werte: list[float]) -> tuple[float, float]:
    return min(werte), max(werte)

# Beide Werte auf einmal entpacken:
tiefster, hoechster = min_max_spanne([12.5, 3.1, 18.9])
print(f"Minimum: {tiefster}, Maximum: {hoechster}")

4. Gültigkeitsbereich: Lokaler vs. Globaler Scope 🏠

globaler_name = "Alice"  # Überall im gesamten Programm sichtbar

def geheimnis():
    lokales_passwort = "Geheim123"  # Nur HIER DRINNEN sichtbar!
    print("In Funktion:", lokales_passwort)

geheimnis()
# print(lokales_passwort)  # 💥 NameError: name 'lokales_passwort' is not defined!

5. Die Python-Werkzeugkiste: Module math & random

Python bringt hunderte nützliche Module mit. Du bindest sie mit import modulname am Anfang deiner Datei ein:

6. 🎯 Deine Aufgaben in aufgabe.py

Öffne die Datei aufgabe.py und bearbeite die folgenden 4 Aufgaben:

• TODO 1: hypotenuse(a: float, b: float) -> float
  Berechnet $c = \sqrt{a^2 + b^2}$ mittels math.sqrt. Löst einen ValueError aus bei negativen Seitenlängen.
• TODO 2: zylinder_volumen(radius: float, hoehe: float) -> float
  Berechnet $V = \pi \cdot r^2 \cdot h$ mittels math.pi. Löst einen ValueError aus, wenn radius < 0 oder hoehe < 0.
• TODO 3: wuerfle_wuerfel(anzahl: int, seiten: int = 6) -> list[int]
  Simuliert Würfe mit random.randint(1, seiten). Standardwert ist seiten=6. Löst einen ValueError aus bei anzahl < 0 oder seiten < 1.
• TODO 4: statistik(zahlen: list[float]) -> tuple[float, float, float]
  Gibt das 3er-Tupel (min_wert, max_wert, mittelwert) zurück. Löst einen ValueError aus, falls die Liste leer ist.

💡 Lösungshinweise (Aufklappen bei Bedarf)

import math

def hypotenuse(a: float, b: float) -> float:
    if a < 0 or b < 0:
        raise ValueError("Seitenlängen dürfen nicht negativ sein")
    return math.sqrt(a**2 + b**2)

import random

def wuerfle_wuerfel(anzahl: int, seiten: int = 6) -> list[int]:
    if anzahl < 0 or seiten < 1:
        raise ValueError("Ungültige Würfel-Parameter")
    ergebnisse = []
    for _ in range(anzahl):
        ergebnisse.append(random.randint(1, seiten))
    return ergebnisse

def statistik(zahlen: list[float]) -> tuple[float, float, float]:
    if not zahlen:
        raise ValueError("Die Liste darf nicht leer sein")
    return min(zahlen), max(zahlen), sum(zahlen) / len(zahlen)

7. 🧪 Testen & Weitergehen

Führe im Terminal den Unittest aus:

python3 test_aufgabe.py