b04-pyfun

import%20marimo%0A%0A__generated_with%20%3D%20%220.25.0%22%0Aapp%20%3D%20marimo.App()%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20import%20marimo%20as%20mo%0A%0A%20%20%20%20return%20(mo%2C)%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%20Functions%0A%0A%20%20%20%20Leverage%20the%20power%20of%20code%20recycling%20with%20functions.%0A%0A%20%20%20%20%3E%20**Requirements%3A**%20Make%20sure%20to%20understand%20data%20types%20and%20loops%20introduced%20in%20the%20section%20on%20%5BLoops%20and%20Conditional%20Statements%5D(https%3A%2F%2Fhydro-informatics.com%2Fjupyter%2Fpyloop.html).%0A%0A%20%20%20%20%23%23%20What%20are%20functions%3F%0A%0A%20%20%20%20Functions%20are%20a%20convenient%20way%20to%20divide%20code%20into%20handy%2C%20reusable%2C%20and%20better%20readable%20blocks%2C%20which%20help%20to%20structure%20code.%20Function%20blocks%20can%20accept%20parametric%20arguments%20and%20are%20reusable.%20Thus%2C%20functions%20are%20a%20key%20element%20for%20sharing%20code%20and%20working%20in%20teams.%20The%20basic%20structure%20of%20a%20Python%20function%20involves%3A%0A%0A%20%20%20%20*%20A%20%60def%60%20keyword%20followed%20by%20a%20function%20name%20with%20*arguments*%20in%20parentheses%20and%20a%20code%20block.%0A%20%20%20%20*%20The%20type%20of%20*arguments*%20that%20a%20function%20can%20receive%20are%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20-%20Required%20arguments%3A%20%60arg%60%0A%20%20%20%20%20%20%20%20-%20Default%20keyword%20arguments%20(with%20default%20values)%3A%20%60arg%3Dvalue%60%0A%20%20%20%20%20%20%20%20-%20Arbitrary%20positional%20(optional)%20arguments%3A%20%60*args%60%0A%20%20%20%20%20%20%20%20-%20Arbitrary%20(optional)%20keyword%20arguments%3A%20%60**kwargs%60%0A%0A%20%20%20%20Using%20optional%20(keyword)%20arguments%20makes%20functions%20more%20robust%20and%20flexible.%20The%20code%20block%20of%20a%20function%20is%20indented%2C%20similar%20to%20loops%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(arguments%2C%20f)%3A%0A%20%20%20%20def%20my_function(argument1%2C%20*args%2C%20**kwargs)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20something%20%3D%20f(arguments)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20something%0A%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%23%20A%20Basic%20Example%0A%0A%20%20%20%20Only%20a%20handful%20of%20countries%20(notably%20the%20United%20States)%20still%20use%20imperial%20units%20in%20everyday%20life%2C%20while%20most%20countries%20use%20the%20*Syst%C3%A8me%20international%20d'unit%C3%A9s*%20(SI%20units).%20Let's%20write%20a%20simple%20function%20to%20help%20imperial%20unit%20users%20convert%20*feet*%20(imperial)%20to%20*meters*%20(SI).%0A%0A%20%20%20%20In%20the%20following%20example%2C%20the%20function%20name%20is%20%60feet_to_meter%60%20and%20the%20function%20accepts%20one%20argument%2C%20which%20is%20%60feet%60.%20The%20function%20returns%20the%20%60feet%60%20argument%20multiplied%20with%20a%20%60conversion_factor%60%20of%200.3048%2C%20which%20corresponds%20to%20the%20conversion%20factor%20from%20feet%20to%20meters.%20In%20this%20simple%20example%2C%20the%20%60conversion_factor%60%20variable%20cannot%20be%20modified%20externally%20and%20only%20exists%20in%20the%20*namespace*%20of%20the%20function.%0A%0A%20%20%20%20%3E%20In%20general%2C%20internal%20variables%20(i.e.%2C%20variables%20defined%20within%20a%20function)%2C%20such%20as%20%60conversion_factor%60%2C%20are%20not%20accessible%20outside%20(the%20namespace)%20of%20the%20function.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.function%0Adef%20feet_to_meter(feet)%3A%0A%20%20%20%20conversion_factor%20%3D%200.3048%0A%20%20%20%20return%20conversion_factor%20*%20feet%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%23%20Function%20Calls%0A%0A%20%20%20%20To%20call%20a%20function%2C%20it%20must%20be%20defined%20before%20the%20call.%20The%20function%20may%20be%20defined%20in%20the%20same%20script%20or%20in%20another%20script%2C%20which%20can%20then%20be%20imported%20as%20a%20module%20(%5Bread%20more%20about%20modules%20and%20packages%20in%20the%20next%20section%5D(https%3A%2F%2Fhydro-informatics.com%2Fpython-basics%2Fpypckg)).%20Then%20we%20can%20call%2C%20for%20example%2C%20the%20above-defined%20%60feet_to_meter%60%20function%20as%20follows%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20feet_value%20%3D%2010%0A%20%20%20%20meter_value%20%3D%20feet_to_meter(feet_value)%0A%20%20%20%20print(%22%7B0%7D%20feet%20are%20%7B1%7D%20meters.%22.format(feet_value%2C%20feet_to_meter(feet_value)))%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%23%20Optional%20Arguments%20*args%0A%0A%20%20%20%20Replacing%20the%20non-optional%20%60feet%60%20argument%20in%20the%20above%20function%20with%20an%20optional%20argument%20%60*args%60%20enables%20the%20conversion%20of%20as%20many%20length%20values%20as%20the%20function%20receives.%20The%20following%20lines%20explain%20step-by-step%20how%20that%20works.%0A%0A%20%20%20%201.%20%20Make%20sure%20that%20anyone%20understands%20the%20input%20and%20output%20parameters%20of%20the%20function%20by%20adding%20inline%20*docstrings*%20with%20a%20pair%20of%20triple%20double-apostrophes%20(%60%5C%22%5C%22%5C%22%60)%20that%20embraces%20input%20parameters%20(%60%3Aparams%20parameter_name%3A%20definition%60)%20and%20the%20function%20return%20(%60%3Aoutput%3A%20definition%60).%0A%20%20%20%201.%20By%20default%2C%20we%20will%20assume%20that%20multiple%20values%20are%20provided.%20Therefore%2C%20a%20list%20called%20%60value_list%60%20is%20instantiated%20at%20the%20beginning%20of%20the%20function%2C%20while%20%60conversion_factor%60%20remains%20the%20same%20as%20before.%0A%20%20%20%201.%20A%20for-loop%20over%20%60*args%60%20identifies%20and%20processes%20the%20arguments%20provided.%20Why%20a%20for-loop%3F%20%3Cbr%3EPython%20automatically%20collects%20%60*args%60%20into%20a%20tuple%2C%20and%20therefore%2C%20we%20can%20iterate%20over%20%60*args%60%2C%20even%20though%20the%20provided%20values%20were%20not%20passed%20as%20a%20list%20or%20tuple.%0A%20%20%20%201.%20The%20for-loop%20in%20the%20%60try%60%20code%20block%20includes%20a%20%60try%60%20-%20%60except%60%20statement%20to%20verify%20if%20the%20provided%20values%20(arguments)%20are%20numeric%20and%20can%20be%20converted%20to%20meters.%20If%20the%20%60try%60%20block%20runs%20successfully%2C%20the%20expression%20%60arg%20*%20conversion_factor%60%20appends%20the%20converted%20argument%20%60arg%60%20to%20%60value_list%60.%0A%20%20%20%201.%20Eventually%2C%20the%20%60return%60%20keyword%20returns%20the%20value%20list.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.function%0Adef%20feet_to_meter_1(*args)%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%20%0A%20%20%20%20%3Aparam%20name%3A%20numeric%20values%20in%20feet%0A%20%20%20%20%3Aoutput%3A%20returns%20list%20of%20values%20in%20meter%0A%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20value_list%20%3D%20%5B%5D%0A%20%20%20%20conversion_factor%20%3D%200.3048%0A%20%20%20%20for%20arg%20in%20args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20value_list.append(arg%20*%20conversion_factor)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20TypeError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(str(arg)%20%2B%20'%20is%20not%20a%20number.')%0A%20%20%20%20return%20value_list%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20With%20the%20newly%20defined%20and%20more%20flexible%20function%2C%20we%20can%20now%20call%20%60feet_to_meter%60%20with%20as%20many%20arguments%20as%20needed%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20print('Function%20call%20with%203%20values%3A%20')%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_1(3%2C%201%2C%2010))%0A%20%20%20%20print('Function%20call%20with%20no%20value%3A%20')%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_1())%0A%20%20%20%20print('Function%20call%20with%20non-numeric%20values%3A')%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_1('just'%2C%20'words'))%0A%20%20%20%20print('Function%20call%20with%20mixed%20numeric%20and%20non-numeric%20values%3A')%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_1('just'%2C%20'words'%2C%202))%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%23%20Optional%20Keyword%20Arguments%20**kwargs%0A%0A%20%20%20%20In%20the%20last%20paragraphs%2C%20we%20made%20the%20%60feet_to_meter%60%20function%20more%20flexible%20so%20that%20it%20can%20now%20receive%20as%20many%20arguments%20as%20needed.%20Until%20now%2C%20the%20internal%20%60conversion_factor%60%20variable%20cannot%20be%20modified%20from%20outside%20the%20function%2C%20which%20limits%20flexibility.%20For%20instance%2C%20imagine%20we%20are%20writing%20this%20function%20for%20a%20historian.%20In%20the%20past%2C%20imperial%20units%20were%20widespread%20in%20many%20cultures%20(e.g.%2C%20Greek%2C%20Roman%2C%20or%20Chinese)%20with%20varying%20length%20definitions%20between%200.250%20m%20and%200.335%20m.%20That%20means%20the%20historian%20will%20need%20flexibility%20regarding%20the%20conversion%20factor%2C%20while%20we%20still%20want%20to%20use%200.3048%20m%20as%20the%20default%20value.%20This%20requirement%20can%20be%20implemented%20with%20optional%20keyword%20arguments%20%60**kwargs%60%20and%20this%20is%20how%20it%20works%20in%20the%20code%20block%20below%3A%0A%0A%20%20%20%201.%20Add%20%60**kwargs%60%20after%20%60*args%60%20in%20the%20function%20%60def%60%20parentheses%20(the%20order%20of%20%60*args%2C%20**kwargs%60%20is%20important).%0A%20%20%20%201.%20Keep%20%60conversion_factor%20%3D%200.3048%60%20as%20the%20default%20value%20(we%20want%20the%20function%20to%20be%20functional%20also%20without%20any%20keyword%20argument%20provided).%0A%20%20%20%201.%20Similar%20to%20the%20%60*args%60%20statement%2C%20Python%20automatically%20identifies%20variables%20beginning%20with%20%60**%60%20as%20optional%20keyword%20arguments%20(actually%2C%20the%20name%20*args*%20and%20*kwargs*%20does%20not%20matter%20-%20the%20%60*%60%20signs%20are%20important).%20The%20difference%20to%20%60*args%60%20is%20that%20Python%20identifies%20%60**kwargs%60%20as%20a%20dictionary.%0A%20%20%20%201.%20A%20for-loop%20iterates%20over%20the%20*kwargs*-dictionary%20and%20the%20%60if%60%20statement%20identifies%20any%20optional%20keyword%20argument%20that%20contains%20the%20string%20%60%22conv%22%60%20as%20conversion_factor.%0A%20%20%20%201.%20A%20%60try%60-%20%60except%60%20statement%20tests%20if%20the%20provided%20value%20for%20the%20keyword%20argument%20is%20numeric%20by%20attempting%20a%20conversion%20to%20%60float()%60.%0A%0A%20%20%20%20The%20rest%20of%20the%20function%20remains%20unchanged.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.function%0Adef%20feet_to_meter_2(*args%2C%20**kwargs)%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%20%0A%20%20%20%20%3Aparam%20*args%3A%20numeric%20values%20in%20feet%0A%20%20%20%20%3Aoutput%3A%20returns%20list%20of%20values%20in%20meter%0A%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20value_list%20%3D%20%5B%5D%0A%20%20%20%20conversion_factor%20%3D%200.3048%0A%20%20%20%20for%20key%2C%20value%20in%20kwargs.items()%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20if%20'conv'%20in%20key%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20conversion_factor%20%3D%20float(value)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print('Using%20conversion%20factor%20%3D%20'%20%2B%20str(value))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20except%20(ValueError%2C%20TypeError)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(str(value)%20%2B%20'%20is%20not%20a%20number%20(using%20default%20value%200.3048).')%0A%20%20%20%20for%20arg%20in%20args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20value_list.append(arg%20*%20conversion_factor)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20TypeError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(str(arg)%20%2B%20'%20is%20not%20a%20number.')%0A%20%20%20%20return%20value_list%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20Test%20different%20conversion%20factors%20with%20the%20newly%20defined%20flexibility%20of%20the%20%60feet_to_meter%60%20function%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20print('Function%20call%20with%203%20values%20and%20a%20conversion%20factor%20of%200.32%3A%20')%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_2(3%2C%201%2C%2010%2C%20conv_factor%3D0.32))%0A%20%20%20%20print('Function%20call%20with%203%20values%20and%20a%20conversion%20factor%20of%201%2F7%20with%20slightly%20different%20name%3A%20')%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_2(3%2C%201%2C%2010%2C%20conversion_factor%3D1%20%2F%207))%0A%20%20%20%20print('Function%20call%20with%202%20values%20with%20default%20conversion%20factor%3A%20')%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_2(25%2C%2010))%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%23%20Default%20Keyword%20Arguments%0A%0A%20%20%20%20Keyword%20arguments%20can%20also%20be%20defined%20by%20default.%20The%20below%20example%20shows%20how%20the%20%60conversion_factor%60%20can%20be%20default-defined%20in%20the%20%60def%60%20function%20parentheses.%20Note%20that%20%60conversion_factor%60%20must%20be%20defined%20after%20any%20optional%20arguments%20%60*args%60.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.function%0Adef%20feet_to_meter_3(*args%2C%20conversion_factor%3D0.3048)%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22%20%0A%20%20%20%20%3Aparam%20*args%3A%20numeric%20values%20in%20feet%0A%20%20%20%20%3Aoutput%3A%20returns%20list%20of%20values%20in%20meter%0A%20%20%20%20%22%22%22%0A%20%20%20%20value_list%20%3D%20%5B%5D%0A%20%20%20%20for%20arg%20in%20args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20value_list.append(arg%20*%20conversion_factor)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20TypeError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(str(arg)%20%2B%20'%20is%20not%20a%20number.')%0A%20%20%20%20return%20value_list%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20Now%20we%20can%20use%20%60feet_to_meter%60%20with%20or%20without%20or%20with%20a%20conversion%20factor%20and%20after%20a%20list%20of%20values%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20print('Function%20call%20with%20a%20conversion%20factor%20of%200.313%20and%20two%20values%3A%20')%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_3(1%2C%2010%2C%20conversion_factor%3D0.313))%0A%20%20%20%20print('Function%20call%20with%203%20values%20without%20any%20conversion%20factor%3A%20')%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_3(3%2C%201%2C%2010))%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%23%20Function%20Wrappers%20and%20Decorators%0A%0A%20%20%20%20If%20multiple%20functions%20contain%20similar%20lines%2C%20chances%20are%20that%20those%20functions%20can%20be%20further%20factorized%20by%20using%20function%20wrappers%20and%20decorators.%20A%20typical%20example%20is%20a%20license%20checkout%20(e.g.%20to%20use%20a%20commercial%20Python%20module%2Fpackage%2C%20such%20as%20Esri's%20%60arcpy%60)%20or%20if%20we%20want%20to%20use%20a%20recurring%20error%20statement%20with%20%60try%60%20-%20%60except%60%20statements.%0A%0A%20%20%20%20For%20instance%2C%20consider%20two%20or%20more%20functions%20that%20should%20receive%2C%20process%2C%20and%20produce%20numerical%20output%20from%20user%20input.%20These%20functions%20may%20look%20like%20this%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20def%20multiply_arguments(*args)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20result%20%3D%201.0%0A%20%20%20%20%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20for%20arg%20in%20args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20result%20%3D%20result%20*%20arg%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print('The%20result%20is%3A%20'%20%2B%20str(result))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20TypeError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print('ERROR%3A%20The%20calculation%20could%20not%20be%20performed%20(input%20arguments%3A%20%25s)'%20%25%20str(args))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20ValueError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print('ERROR%3A%20The%20calculation%20could%20not%20be%20performed%20(input%20arguments%3A%20%25s)'%20%25%20str(args))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20result%0A%0A%20%20%20%20def%20sum_up_arguments(*args)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20result%20%3D%200.0%0A%20%20%20%20%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20for%20arg%20in%20args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20result%20%3D%20result%20%2B%20arg%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20TypeError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print('ERROR%3A%20The%20calculation%20could%20not%20be%20performed%20(input%20arguments%3A%20%25s)'%20%25%20str(args))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20ValueError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print('ERROR%3A%20The%20calculation%20could%20not%20be%20performed%20(input%20arguments%3A%20%25s)'%20%25%20str(args))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20result%0A%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20Both%20functions%20involve%20the%20statement%20%60print(%22The%20result%20is%3A%20%22%20%2B%20str(result))%60%20to%20print%20the%20results%20to%20the%20Python%20console%20(e.g.%2C%20to%20get%20some%20intermediate%20information)%20and%20to%20run%20only%20on%20valid%20(i.e.%2C%20numeric)%20input%20with%20the%20help%20of%20exception%20(%60try%60%20-%20%60except%60)%20statements.%20However%2C%20we%20want%20our%20functions%20to%20focus%20on%20the%20calculation%20only%20and%20this%20is%20where%20a%20wrapper%20function%20helps.%0A%0A%20%20%20%20A%20wrapper%20function%20can%20be%20defined%20by%20first%20defining%20a%20standard%20function%20(e.g.%2C%20%60def%20verify_result%60)%20and%20then%20passing%20another%20function%20(%60func%60)%20as%20an%20argument.%20In%20this%20function%20(%60verify_result%60)%2C%20we%20can%20then%20place%20a%20nested%20%60def%20wrapper()%60%20function%20that%20will%20embrace%20%60func%60.%20It%20is%20important%20to%20use%20both%20optional%20%60*args%60%20and%20optional%20keyword%20%60**kwargs%60%20in%20the%20wrapper%20function%20and%20the%20call%20to%20%60func%60%20to%20make%20the%20wrapper%20as%20flexible%20as%20possible.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.function%0Adef%20verify_result(func)%3A%0A%20%20%20%20def%20wrapper(*args%2C%20**kwargs)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20result%20%3D%20func(*args%2C%20**kwargs)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(%22Success.%20The%20result%20is%20%251.3f.%22%20%25%20float(result))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20result%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20TypeError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(%22ERROR%3A%20The%20calculation%20could%20not%20be%20performed%20because%20of%20at%20least%20one%20non-numeric%20input%20(input%20arguments%3A%20%25s)%22%20%25%20str(args))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%200.0%0A%20%20%20%20%20%20%20%20except%20ValueError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print(%22ERROR%3A%20The%20calculation%20could%20not%20be%20performed%20because%20of%20non-numeric%20input%20(input%20arguments%3A%20%25s)%22%20%25%20str(args))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%200.0%0A%20%20%20%20return%20wrapper%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20Now%2C%20we%20can%20use%20an%20%60%40%60-decorator%20to%20wrap%20the%20above%20math%20functions%20in%20the%20%60verify_result(fun)%60%20function.%20When%20Python%20reads%20the%20beautiful%2C%20code-decorating%20%60%40%60%20sign%2C%20it%20automatically%20looks%20for%20the%20wrapper%20function%20defined%20after%20the%20%60%40%60%20sign%20to%20wrap%20the%20following%20function.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20%40verify_result%0A%20%20%20%20def%20multiply_arguments_1(*args)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20result%20%3D%201.0%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20arg%20in%20args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20result%20%3D%20result%20*%20arg%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20result%0A%0A%20%20%20%20%40verify_result%0A%20%20%20%20def%20sum_up_arguments_1(*args)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20result%20%3D%200.0%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20arg%20in%20args%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20result%20%3D%20result%20%2B%20arg%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20result%0A%0A%20%20%20%20return%20multiply_arguments_1%2C%20sum_up_arguments_1%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20The%20two%20functions%20(%60multiply_arguments%60%20and%20%60sum_up_arguments%60)%20can%20be%20called%20as%20usual%2C%20for%20example%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(multiply_arguments_1%2C%20sum_up_arguments_1)%3A%0A%20%20%20%20multiply_arguments_1(3%2C%204)%0A%20%20%20%20multiply_arguments_1(3%2C%204%2C%20'not%20a%20number')%0A%20%20%20%20sum_up_arguments_1(3%2C%204)%0A%20%20%20%20sum_up_arguments_1('absolutely'%2C%20'no'%2C%20'valid'%2C%20'input')%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20The%20above%20wrapper%20function%20returns%20the%20wrapped%20function%20results%2C%20too.%20However%2C%20in%20order%20to%20use%20built-in%20function%20attributes%20(e.g.%2C%20the%20function's%20name%20with%20%60__name__%60%2C%20the%20function's%20docstring%20with%20%60__doc__%60%2C%20or%20the%20module%20in%20which%20the%20function%20is%20defined%20with%20%60__module__%60)%20outside%20of%20the%20wrapper%2C%20we%20need%20the%20wrapper%20function%20to%20return%20the%20wrapped%20(decorated)%20function%20itself.%20This%20can%20be%20done%20as%20follows%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20def%20error_func(*args%2C%20**kwargs)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%200.0%0A%0A%20%20%20%20def%20verify_result_1(func)%3A%0A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20def%20wrapper(*args%2C%20**kwargs)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20try%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20func(*args%2C%20**kwargs)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20except%20TypeError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print('ERROR%3A%20The%20calculation%20could%20not%20be%20performed%20because%20of%20at%20least%20one%20non-numeric%20input%20(input%20arguments%3A%20%25s)'%20%25%20str(args))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20error_func(*args%2C%20**kwargs)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20except%20ValueError%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20print('ERROR%3A%20The%20calculation%20could%20not%20be%20performed%20because%20of%20non-numeric%20input%20(input%20arguments%3A%20%25s)'%20%25%20str(args))%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20error_func(*args%2C%20**kwargs)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20return%20wrapper%0A%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20Note%20the%20difference%3A%20the%20%60wrapper%60%20function%20now%20returns%20%60func(*args%2C%20**kwargs)%60%20instead%20of%20the%20numeric%20variables%20as%20result.%20If%20the%20function%20cannot%20be%20executed%20because%20of%20invalid%20input%2C%20the%20wrapper%20will%20return%20an%20error%20function%20(%60error_func%60)%2C%20which%20ensures%20the%20consistency%20of%20the%20wrapper%20function.%20One%20may%20think%20that%20the%20error%20function%20returning%200.0%20is%20obsolete%20because%20the%20exception%20statements%20could%20directly%20return%200.0.%20However%2C%200.0%20is%20a%20*float*%20variable%2C%20while%20%60error_func%60%20is%20a%20function%20and%20the%20function%20wrapper%20should%20always%20return%20the%20same%20data%20type%2C%20regardless%20of%20an%20exception%20raise%20(error)%20or%20a%20successful%20execution.%20This%20is%20what%20makes%20code%20consistent.%0A%0A%20%20%20%20This%20paragraph%20showed%20examples%20of%20using%20the%20decorators%20in%20the%20shape%20of%20an%20%60%40%60%20sign%20to%20wrap%20(embrace)%20a%20function.%20Decorators%20are%20also%20a%20useful%20feature%20in%20Python%20classes%2C%20for%20example%2C%20when%20a%20class%20function%20returns%20static%20values.%20Read%20more%20about%20decorators%20in%20classes%20later%20in%20the%20chapter%20on%20%5Bobject%20orientation%20and%20classes%5D(https%3A%2F%2Fhydro-informatics.com%2Fjupyter%2Fclasses.html%23decorators).%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%23%20Iterators%20and%20Generators%0A%0A%20%20%20%20A%20characteristic%20of%20*list*%2C%20*tuple*%2C%20and%20*dictionary*%20data%20types%20is%20their%20iterability%2C%20which%20is%20provided%20by%20their%20%60__iter__%60%20built-in%20method.%20Thus%2C%20iterability%20is%20the%20reason%20why%20we%20can%20write%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20for%20e%20in%20%5B1%2C%202%2C%203%5D%3A%20print(e)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20Besides%20iterations%2C%20Python%20also%20enables%20the%20creation%20of%20generators%20(i.e.%2C%20generator%20functions).%20Instead%20of%20using%20a%20%60return%60%20statement%2C%20a%20generator%20function%20ends%20with%20one%20(or%20more)%20%60yield%60%20statement(s)%2C%20returning%20data%20as%20long%20as%20a%20%60next()%60%20function%20(inherent%20step%20in%20iterations)%20is%20called.%20An%20application%20of%20a%20generator%20is%2C%20for%20example%2C%20the%20flattening%20of%20nested%20lists%20(i.e.%2C%20remove%20sub-lists%20and%20write%20all%20variables%20directly%20into%20a%20non-nested%20list)%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20from%20collections.abc%20import%20Iterable%0A%0A%20%20%20%20def%20flatten(nested_list)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20for%20e%20in%20nested_list%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20isinstance(e%2C%20Iterable)%20and%20not%20isinstance(e%2C%20str)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20for%20x%20in%20flatten(e)%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20yield%20x%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%3A%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20yield%20e%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%0A%20%20%20%20a_nested_list%20%3D%20%5B%5B1%2C%202%2C%203%5D%2C%20%5B%22a%22%2C%20%22b%22%2C%20%22c%22%5D%5D%0A%20%20%20%20flattened_list%20%3D%20list(flatten(a_nested_list))%0A%20%20%20%20print(flattened_list)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%3E%20The%20above%20example%20uses%20%60Iterable%60%20from%20the%20standard%20module%20%60collections.abc%60.%20More%20about%20importing%20packages%20and%20modules%20is%20discussed%20in%20the%20%5BModules%20%26%20Packages%5D(https%3A%2F%2Fhydro-informatics.com%2Fpython-basics%2Fpypckg)%20section.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%23%23%20Lambda%20Functions%0A%0A%20%20%20%20%5BLambda%20(*%26lambda%3B*)%20calculus%5D(https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FLambda_calculus)%20is%20a%20formal%20language%20for%20expressing%20computation-based%20function%20abstraction%20and%20was%20introduced%20in%20the%201930s%20by%20the%20mathematician%20Alonzo%20Church.%20Lambda%20functions%20originate%20from%20functional%20programming%20and%20represent%20short%2C%20anonymous%20(i.e%2C%20without%20a%20name)%20functions.%20Although%20Python%20is%20not%20inherently%20a%20functional%20programming%20language%2C%20functional%20concepts%20were%20implemented%20early%20in%20Python%2C%20for%20example%20with%20the%20%60map()%60%2C%20%60filter()%60%2C%20and%20%60reduce()%60%20functions%20and%20also%20the%20%60lambda%60%20operator.%0A%0A%20%20%20%20In%20Python%2C%20an%20anonymous%20(nameless)%20lambda%20function%20can%20take%20any%20number%20of%20arguments%2C%20but%20can%20only%20have%20one%20expression.%20The%20arguments%20consist%20of%20a%20comma-separated%20list%20of%20variables%20and%20the%20expression%20uses%20these%20arguments.%20The%20**syntax**%20of%20%60lambda%60%20functions%20is%3A%0A%0A%20%20%20%20%60lambda%20arguments%20%3A%20expression%60%0A%0A%20%20%20%20The%20following%20example%20illustrates%20a%20%60lambda%60%20function%20with%20one%20argument%20and%20adds%201%20to%20the%20argument%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20add_one%20%3D%20lambda%20number%20%3A%20number%20%2B%201%0A%20%20%20%20print(add_one(1))%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20That%20was%20nice%20but%20quite%20useless.%20Here%20is%20an%20example%20of%20a%20slightly%20more%20useful%20lambda%20function%20that%20sums%20up%20two%20input%20arguments%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20sum_up%20%3D%20lambda%20x%2C%20y%20%3A%20x%20%2B%20y%0A%20%20%20%20print(sum_up(1%2C%205))%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20The%20above-shown%20function%20for%20converting%20feet%20to%20meters%20can%20also%20be%20written%20as%20a%20lambda%20function%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20feet_to_meter_4%20%3D%20lambda%20ft_value%3A%20ft_value%20*%200.3048%0A%20%20%20%20print(feet_to_meter_4(10))%0A%20%20%20%20return%20(feet_to_meter_4%2C)%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20Using%20a%20%60lambda%60%20function%20made%20the%20code%20shorter.%20In%20addition%2C%20to%20evaluate%20the%20%60feet_to_meter%60%20%60lambda%60%20function%20for%20multiple%20values%2C%20we%20can%20use%20the%20%60map()%60%20function.%20The%20syntax%20of%20a%20%60map()%60%20function%20is%3A%0A%0A%20%20%20%20%60result%20%3D%20map(function%2C%20sequence)%60%0A%0A%20%20%20%20where%20%60sequence%60%20can%20be%20a%20*list*%20or%20a%20*tuple*.%20Thus%2C%20to%20evaluate%20a%20*tuple*%20of%20four%20values%2C%20we%20can%20write%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_(feet_to_meter_4)%3A%0A%20%20%20%20four_ft_values%20%3D%20(4%2C%209.7%2C%207%2C%202)%0A%20%20%20%20print(list(map(feet_to_meter_4%2C%20four_ft_values)))%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20The%20%60list()%60%20function%20converts%20the%20%60map()%60%20output%20into%20a%20*list*%20to%20evaluate%20the%20%60map()%60%20function%20(otherwise%2C%20the%20result%20would%20be%20something%20like%20%60%3Cmap%20object%20at%20...%3E%60).%0A%0A%20%20%20%20If%20the%20%60feet_to_meter%60%20function%20is%20not%20needed%20at%20another%20place%20in%20the%20code%2C%20one%20can%20also%20write%3A%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20print(list(map(lambda%20x%20%3A%20x%20*%200.3048%2C%20(4%2C%209.7%2C%207%2C%202))))%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20Another%20feature%20of%20Python%20is%20the%20%60filter(function%2C%20list)%60%20function%20that%20represents%20an%20elegant%20solution%20to%20filter%20out%20those%20elements%20from%20a%20list%20for%20which%20the%20function%20returns%20%60True%60.%20The%20following%20code%20block%20illustrates%20a%20%60filter%60%20that%20eliminates%20all%20numbers%20from%20a%20%60some_numbers%60%20list%2C%20which%20can%20be%20divided%20by%20three.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell%0Adef%20_()%3A%0A%20%20%20%20some_numbers%20%3D%20list(range(1%2C%2010))%0A%20%20%20%20print(list(filter(lambda%20x%3A%20x%20%25%203%2C%20some_numbers)))%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20Formerly%2C%20the%20%60reduce()%60%20function%20for%20merging%20down%20list%20input%20into%20one%20value%20was%20implemented%20in%20Python.%20However%2C%20Python's%20original%20author%20*Guido%20van%20Rossum*%20removed%20it%20from%20the%20built-in%20namespace%20in%20*Python%203*%20%E2%80%94%20it%20now%20lives%20in%20%60functools.reduce%60%20(%5Bread%20his%20post%5D(https%3A%2F%2Fwww.artima.com%2Fweblogs%2Fviewpost.jsp%3Fthread%3D98196))%2C%20which%20is%20why%20it%20is%20not%20featured%20here%20as%20a%20built-in.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0A%40app.cell(hide_code%3DTrue)%0Adef%20_(mo)%3A%0A%20%20%20%20mo.md(r%22%22%22%0A%20%20%20%20%3E%20**Exercise%3A**%20Get%20familiar%20with%20functions%20in%20the%20%5BHydraulics%20(1d)%5D(https%3A%2F%2Fhydro-informatics.com%2Fexercises%2Fex-ms)%20exercise.%0A%20%20%20%20%22%22%22)%0A%20%20%20%20return%0A%0A%0Aif%20__name__%20%3D%3D%20%22__main__%22%3A%0A%20%20%20%20app.run()%0A