Meerdere returns en opgeleverde waarden

Werken met R bij wiskunde: Functies

Meerdere returns en opgeleverde waarden

Voorbeeldsessie in R met meerdere return instructies

> teken <- function(x) {
+   if (x<0) {
+     return(-1)
+   } else if (x>0) {
+     return(1)
+   } else {
+     return(0)
+   }
+ } 
> teken(-3)
[1] -1
> teken(3)
[1] 1
> sapply(-2:2, teken)  # pas de functie toe op elk van de vectorelementen
[1] -1 -1  0  1  1

Je kunt in een definitie van een functie meerdere return instructies plaatsen. Zodra in een aanroep van zo'n functie een return instructie tijdens het uitvoeren van een algoritme aan bod komt wordt de functieaanroep beëindigd met de betreffende waarde.

Er is altijd discussie of meerdere return instructie her en der in een definitie van een functie de helderheid van de code niet benadelen en of je het bovenstaande R voorbeeld niet zou moeten implementeren als

teken <- function(x) {
  if (x<0) {
    uitkomst <- -1
  } else if (x>0) {
    uitkomst <- 1
  } else {
    uitkomst <- 0
  }
  return(uitkomst)
}

Wij zouden hierop willen zeggen: gebruik gewoon je gezonde verstand en doe in concrete gevallen wat je het beste lijkt.

We passen het eerdere voorbeeld van de benadering van $e^x)$ met veeltermfuncties aan door zowel de functiewaarden als de afbreekfout op te leveren. Tevens gebruiken we de functie F binnen een tweede functie, tabelleer genaamd, die een tabel afdrukt met de resultaten van een systematische inspectie van de afbreekfouten voor een gegeven $x$

Oplevering van meerdere waarden

Onderstaand R script

F <- function(n, x) {
  som <- 0
  for (k in 0:n) {
    som <- som + x^k/factorial(k)
  }
  afbreekfout <- abs(som - exp(x))
  return(list(waarde=som, fout=afbreekfout))
}
resultaat <- F(10,1)
cat("waarde =", resultaat$waarde, "\n")
cat("afbreekfout =", resultaat$fout, "\n")

tabelleer <- function(x) {
  tabel <- ""
  tabel <- cat(tabel, 
    sprintf("\nx = %g,  exp(x) = %g\n", x, exp(x)))
  tabel <- cat(tabel, sprintf("n       F(x)      afbreekfout\n"))
  for (n in c(2, 4, 6, 8, 10)) {
    resultaat <- F(n,x)
    tabel <- cat(tabel, sprintf("%-7g %-7f  %.8f", 
      n, resultaat$waarde, resultaat$fout), "\n")
  }
  cat(tabel)
}
tabelleer(1)

levert de volgende uitvoer op:

waarde = 2.718282 
afbreekfout = 2.731266e-08 

x = 1,  exp(x) = 2.71828

 n       F(x)      afbreekfout
 2       2.500000  0.21828183 
 4       2.708333  0.00994850 
 6       2.718056  0.00022627 
 8       2.718279  0.00000306 
 10      2.718282  0.00000003

Je kunt met een return instructie ook meerdere waarden tegelijkertijd opleveren; in de functie F hebben we dit gedaan in de vorm van een lijst van benoemde waarden.

Eigenlijk lever je maar één R object op, maar dit is een lijst. Daardoor lijkt het net of je meerdere waarden tegelijkertijd oplevert, die je dan elk voor zich kan vinden door de deelnaam uit de lijst te gebruiken: resultaat$waarde en resultaat$fout. Hier komt de object-georiënteerdheid van de programmeertaal R aan de oppervlakte.

De functie tabelleer is een voorbeeld van een functie zonder een return instructie en het resultaat van de functieaanroep is het loze object NULL. Het enige doel van deze functie is om een nette tabel af te drukken.

In de functiedefinitie hebben we er voor gekozen om de hele tabeltekst eerst op te bouwen en in een variabele stoppen, om pas op het einde het resultaat af te drukken.

Het is niet ongebruikelijk in R om een zogenaamd dataframe als samengestelde uitvoer van een functie te gebruiken. In de R pakketten die je gebruikt kun je dit tegenkomen.